中南大學(xué)2017《機(jī)械電子學(xué)》

中南大學(xué)2017《機(jī)械電子學(xué)》PAGEPAGE4中南大學(xué)2017《機(jī)械電子學(xué)》題目：設(shè)計(jì)一個(gè)如圖所示的自動(dòng)進(jìn)給平臺(tái)，具體要求如下：采用交流異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的進(jìn)給。平臺(tái)的進(jìn)給方向?yàn)樗椒较颍脚_(tái)的最大行程為30cm，平臺(tái)運(yùn)動(dòng)到左右兩端后自動(dòng)反向。采用工控機(jī)作為控制器。給出傳感器和主要元器件的具體選型及其技術(shù)指標(biāo)。給出系統(tǒng)工作原理圖，硬件接線圖，程序流程圖和控制程序，撰寫(xiě)相應(yīng)的設(shè)計(jì)報(bào)告?？傮w方案根據(jù)題目要求總體方案設(shè)計(jì)如下，選擇兩個(gè)傳感器位置分布如圖1所示。圖1總體方案示意圖熱繼電器FRTR-5-N/36-12A1熔斷器FU1RT18-101熔斷器FU2RT18-2三相異步電動(dòng)機(jī)Y112M-4-22KW1設(shè)計(jì)步驟1．控制案例當(dāng)接觸到左傳感器，給電機(jī)正轉(zhuǎn)信號(hào)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行；給反轉(zhuǎn)信號(hào)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行；給停止信號(hào)，無(wú)論電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，都要停止運(yùn)行。即電動(dòng)機(jī)的控制能實(shí)現(xiàn)正反停。另外，為了保護(hù)電機(jī)，還設(shè)置了過(guò)載保護(hù)。2．I/O信號(hào)分配輸入／輸出信號(hào)分配如表2所示。表2輸入輸出信號(hào)分配表輸入（I）輸出（O）元件功能信號(hào)地址元件功能信號(hào)地址按鈕SB1電機(jī)正轉(zhuǎn)X0電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)Y0按鈕SB2電機(jī)反轉(zhuǎn)X1電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)Y1按鈕SB3電機(jī)停止X3FR1過(guò)載保護(hù)X23．可編程控制器的硬件接線圖如圖3圖3電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的PLC外部接線圖4．程序流程圖經(jīng)過(guò)分析，流程圖如下：圖3電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制流程圖5．梯形圖及指令見(jiàn)圖4圖4PLC控制的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)梯形圖及指令表解題分析:（1）電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的主電路中，交流接觸器KM1和KM2的主觸點(diǎn)不能同時(shí)閉合，并且必須保證，一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)斷開(kāi)以后，另一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)才能閉合。（2）為了做到上面一點(diǎn)，梯形圖中輸出繼電器Y0、Y1的線圈就不能同時(shí)帶電，這樣在梯形圖中就要加程序互鎖。即在輸出Y0線圈的一路中，加元件Y1的常閉觸點(diǎn)；在輸出Y1線圈的一路中，加元件Y0的常閉觸點(diǎn)。當(dāng)Y0的線圈帶電時(shí)，Y1的線圈因Y0的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)而不能得電；同樣的道理，當(dāng)Y1的線圈帶電時(shí)，Y0的線圈因Y1的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)而不能得電。（3）為了保證電動(dòng)機(jī)能從正轉(zhuǎn)直接切換到反轉(zhuǎn)，梯形圖中必須加類(lèi)似按鈕機(jī)械互鎖的程序互鎖。即在輸出Y0線圈的一路中，加反轉(zhuǎn)控制信號(hào)X1的常閉觸點(diǎn)；在輸出Y1線圈的一路中，加正轉(zhuǎn)控制信號(hào)X0的常閉觸點(diǎn)。這樣能做到電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的直接切換。當(dāng)電動(dòng)機(jī)加正轉(zhuǎn)控制信號(hào)時(shí)，輸入繼電器X0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)反轉(zhuǎn)輸出Y1的線圈，交流接觸器KM2的線圈失電，電動(dòng)機(jī)停止反轉(zhuǎn)，同時(shí)Y1的常閉觸點(diǎn)閉合，正轉(zhuǎn)輸出繼電器Y0的線圈帶電，交流接觸器KM1的線圈得電，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)加反轉(zhuǎn)控制信號(hào)時(shí)，輸入繼電器X1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)正轉(zhuǎn)輸出Y0的線圈，交流接觸器KM1的線圈失電，電動(dòng)機(jī)停止正轉(zhuǎn)，同時(shí)Y0的常閉觸點(diǎn)閉合，反轉(zhuǎn)輸出繼電器Y1的線圈帶電，交流接觸器KM2的線圈得電，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。（4）在PLC的輸出回路中，KM1的線圈和KM2的線圈之間必須加電氣互鎖。主要是避免當(dāng)交流接觸器主觸點(diǎn)熔焊在一起而不能斷開(kāi)時(shí)，造成主回路短路情況的出現(xiàn)。（5）電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)一定要加在PLC控制電路的輸入回路中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過(guò)載時(shí)，熱繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉