绕线式异步电动机转子串电阻起动制动控制系统设计概要.docx

1、绕线式异步电动机转子串电阻起动制动控制系统设计概要 信息与电气工程学院课程设计说明书（2010/2011学年第一学期）课程名称 ： 可编程控制器应用 题 目 ： 绕线式异步电动机转子串电阻起动制动控制系统设计 专业班级 ： 电气07-1班 学生姓名 ： 张万富 学 号： 070060113 指导教师 ： 岑毅南、安宪军等 设计周数 ： 两 周 设计成绩 ： 2011 年 1月14 日目 录1、课程设计目的*22、课程设计具体要求*23、课程设计正文*2 3.1 PLC硬件设计*23.1.1 S7200PLC简介*23.1.2 方案设计*33.1.3原理图*43.2 PLC软件设计*53.2.1

2、 系统分析和设计*53.2.2 系统调试*53.2.3 系统实施及程序*63.3 监控组态软件设计*9 3.3.1 监控界面*94、课程设计总结*115、参考文献*12一.设计目的1、 掌握s7-200系列可编程控制器硬件电路的设计方法。2、 熟练使用s7-200系列可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件程序的设计思路和梯形图的设计方法。3、 掌握s7-200系列可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。4、 掌握组态软件的使用，实现上位机与下位机的通信，了解工业控制的实时监控。4、 通过课程设计使学生能熟练掌握数据的查询（图书、网络），PLC课程与监控组态课程所获知识在工程设计

3、工作中综合地加以应用，使理论知识和实践结合起来。二.设计要求1.异步电动机控制装置设计异步电动机控制装置的硬件组成：异步电动机控制装置由绕线式异步电动机、PLC、5段电阻、制动闸等部件组成。2. 异步电动机控制要求：1）按下正向起动按钮,电机在转子串入所有5段电阻的情况下正相序接通主电源开始起动。同时给制动闸通电松闸。2）分别按照5.4.3.2.1秒的时间间隔切除第1-5段电阻。3）按下停车按钮，电机转子串入所有电阻，切断主电源。4）经过消弧时间1秒钟后，接通定子回路的直流电源，开始动力制动。5）动力制动2秒钟后，切除第一段电阻。6）再过2秒钟，切断动力制动电源，同时切断制动闸电源。7）按下反

4、向起动按钮以及停止按钮后，控制过程与上述（1）-（6）类似。8）正反向运转的切换必须经过停车按钮及停车过程。9）正反向接触器以及动力制动接触器之间要互锁，要考虑消弧时间。3. 监控要求： 在完成可编程控制器为下位机的相关程序控制基础上，用组态软件编程实现上位机的控制及其相关监控界面。三. 课程设计正文3.1PLC硬件设计3.1.1 S7200PLC简介PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关设备，

5、都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计,采用循环扫描的工作方式。组态软件是完成数据采集与过程控制的专用软件，它以计算机为基本工具，为实施数据采集、过程监控、生产控制提供了基础平台和开发环境。3.1.2 方案设计概述该系统有3个输入点，分别为正向启动、反向启动、停车按钮，9个输出点，分别为正转，反转，控制第一段电阻切除接触器，控制第二段电阻切除接触器，控制第三段电阻切除接触器，控制第四段电阻切除接触器，控制第五段电阻切除接触器，制动闸电源接触器，直流制动电源接触器。按下正转或反转启动按钮，电机在转子串入所有5段电阻的情况下接通主电源，开始启动，同时制动闸通电松闸。然后5段

6、电阻按照一定时间间隔逐级切断，需要5个延时接通定时器来控制。按下停车按钮，电机转子串入所有5段电阻，断开主电源。消弧1秒后，接通定子回路直流电源，需要一个延时接通定时器，再开始动力制动，制动2秒后，切除第一段电阻，再过2秒，切断动力制动电源和制动闸电源。时间段通过延时接通定时器来控制。正反向接触器以及动力制动接触器之间有互锁。2.PLC选型及IO地址分配PLC选型 在该电动机系统中，所用到的输入点数有3个，输出点数有9个，由于在选择PLC型号时须留有一定的裕量，经查资料可知CPU224输入点数为14个，输出点数有10个，故选择型号为PLC S7200系列中的CPU224。(2)IO地址分配表模

7、块号输入端子号输出端子号输入端地址输出端地址说明功能介绍CPU224S1I0.0正转起动按钮启动电动机正转S2I0.1反转起动按钮启动电动机反转S3I1.0停车按钮使电动机停车KM1Q0.0正转接触器接通后电动机的正转KM2Q0.1反转接触器接通后电动机的反转KM4Q1.0制动闸接触器通电松闸KM5Q0.2第一段电阻R1与电动机转子串接KM6Q0.3第二段电阻R2KM7Q0.4第三段电阻R3KM8Q0.5第四段电阻R4KM9Q0.6第五段电阻R5KM3Q0.7动力制动电源动力制动3.1.3原理图（硬件）接触器电气控制图Plc控制输出输入接线图3.2 PLC软件设计3.2.1 系统分析及设计本课

8、题是通过PLC来实现绕线式异步电动机转子串电阻启动制动控制系统设计。本系统有3个输入点，分别为电动机正向启动按扭、反向启动按扭、停车按扭；9个输出点，分别为正转、反转、制动闸电源、动力制动电源以及控制转子电阻切除的5个控制量。通过PLC软件编程来实现电动机正、反向转子串电阻降级启动以及停车制动控制。3.2.2 系统调试当PLC软件程序编制结束且软件调试成功后，进行系统调试。按照正常的控制步骤分阶段将各个控制步骤逐一进行测试，确保每个环节正常无误。然后进行整个控制过程的连贯运行。当一切测试正常后，再进行模拟故障告警情况的调试。当所有测试均正常后，系统调试结束3.2.3 系统实施及程序系统流程图系

9、统源程序3.3.1监控界面四.课程设计总结这次课程设计，我们组做的是绕线式异步电动机转子串电阻启动制动控制系统设计。总的来说，不算难，我们完成了题目要求的基本部分的全部要求，基本部分各单元工作稳定。每次课程设计，都能学到好多东西。根据课程设计任务书要求，查阅相关资料，画出系统原理图，编制I/O地址分配表，然后编写PLC程序利用实验设备进行调试，以达到设计要求，加上监控，上位机与下位机的通信，结合了两门课程所学。 通过这次设计使我对plc和监控软件个这实用技术有了一个深入的了解,对它的认知度也提高了一个层次。通过这次设计的过程也使我认识到凡事都要认真思考，认真去做，尝试自己去面对，做任何事都需要

10、努力，都需要一个坚持不懈的努力过程。做学问要严谨，不能有丝毫马虎大意。做工程技术的研究工作更要有一颗严谨的心。它培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新，是要我们学会将理论很好地联系实际，并不断地去开发自己的大脑，从为人类造福的意愿出发，做自己力所能及的，做别人却没想到的事。使之不断地战胜别人，超越前人设计过程，不断地提升自己，从而迈向一个更高的台阶。五.参考文献1柴瑞娟 陈海霞编.西门子PLC编程技术及工程应用.2. 林小峰编.可编程序控制器及应用.北京:高等教育出社.19913. 邓则名 程良伦等编.电器与可编程控制器应用技术.机械工业出版社.1997.14. 汪道辉主编.逻辑与可编程控制系统.北京: 机械工业出版.2001课程设计评 语课程设计成 绩指导教师（签字） 年 月 日