1、洛陽理工學院課 題 設 計三臺電動機的順序啟動班 級： 專 業： 姓 名： 指導老師 ： 日 期 ： 三臺電動機的順序啟動摘 要本設計運用三臺電動機的連續或間歇運動來輸送各種輕重不同的物品，既可輸送各種散料，也可輸送各種紙箱、包裝袋等單件重量不大的件貨，用途廣泛。它的控制形式也多種多樣，本設計運用plc制，由于PLC為主構成的控制系統具有可靠性高、控制功能強大、性價比高等優點，是目前工業自動的首選控制裝置，故本設計中采用PLC集中控制的辦法，本設計中利用PLC簡單可視化的程序，采用了手動的控制方式。 設計要求，按下啟動按鈕時，M1先啟動，運行2S后M2啟動，再運行3S后M3啟動，按下停止按鈕時

2、M3停止，5S后M2停止，再4S后M1停止。關鍵詞: PLC 電動機 繼電保護 目錄摘要2前言4第一章 plc概況5第二章 設計方案621 PLC控制622控制要求6第三章 硬件的設計631 PLC選型6311 PLC的特點63.12 PLC的組成結構732主回路7321 熱繼電器8322空氣開關8323接觸器833控制回路9331 PLC控制多臺電機的連線圖9第四章 軟件的控制設計941控制要求9411 設計的控制要求9412I/O接線圖10413 I/O分配表1042 軟件設計10421 根據本設計的控制要求繪制電機的時序圖11422邏輯表達式11423根據邏輯表達式梯形圖繪制出梯形圖12

3、43 系統調試及問題解決12第五章 設計總結14心得體會14參考文獻15前言plc可編程控制系統，相比于繼電器系統，它性能可靠性高，接線很簡單，系統不復雜，易于維護，性能先進，易于改造。和單片機系統相比，它編程簡單，易于掌握，連線簡單。工業控制計算機控制系統性能先進，但是價格昂貴，系統復雜，對于本系統而言實在是大材小用。PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。PLC在皮帶機上面的應用，使得皮帶機的控制機構變得簡單，運行更加可靠，同時維修起來也是十分的簡單方便綜上所述，本次設計應選擇PLC控制更為合理本設計廣泛應用在

4、港口、電廠、煤礦、鋼鐵企業、水泥、糧食以及輕工業的生產線。即可以運送散狀物料，也可以運送成件物品。工作過程中噪音較小，結構簡單。本設計也可與皮帶配合使用構成皮帶輸送機，可用于水平或傾斜運輸。 還應用與裝船機、卸船機、堆取料機等連續運輸移動機械上。 第一章 plc概況PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller），是指以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義： PLC是一個以微處理器為核心的數字運算操作的 電子 系統裝置，專

5、為在 工業 現場應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時/計數和算術運算等操作指令，并通過數字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產過程。在此松下PLC的特點與應用做出闡述。 世界上PLC產品可按地域分成三大流派：美國、歐洲和日本。日本的PLC技術是由美國引進的，但日本的主推定位在小型PLC上，在小型機領域中頗具盛名。某些用歐美的中型機或大型機才能實現的控制，日本的小型機就可以解決。在開發較復雜的控制系統方面明顯優于歐美的小型機，所以格外受用戶歡迎。日本有許多PLC制造商，如三菱、歐姆龍、松下、東芝等，在世界小型PLC市日本產品約占有70的

6、份額。 松下 PLC是 目前 國內比較常見的PLC產品之一，其功能完備，性價比高。松下的小型PLC有：FP-X、FP0、FP1、FP、FP-e系列等；中型PLC為：FP2、FP2SH、FP3系列PLC等。 松下PLC的基本特點： （1）超高速處理基本指令只需0.32s，可快速掃描。小型PLC內，通過高速處理速度0.32sec，也可對應要求高速掃描的用途。 （2）充裕的大容量充裕的程序容量達到32k步。注釋區域也可以充分保證。通過超過小型PLC范疇的高程序容量32K步，可對應隨著將來設備擴展而產生的范圍廣泛的各種應用。 （3）廣泛的擴展性I/O最多300點。可通過功能擴展插件，使擴展范圍更進一步

7、擴大。也可控制成本。還有，利用擴展FP0適配器，最多可連3臺現有的FP0擴展單元。 （4）可靠的安全性通過8位密碼和禁止上傳功能，有效保護程序。 （5）配備USB端口 3通過普通USB電纜（AB型），可與 計算 機現簡便連接。 松下公司近幾年PLC產品，具有指令系統功能強的特點；有的機型還提供可以用FP-BASIC語言編程的CPU及多種智能模塊，為復雜系統的開發提供了軟件支持；FP系列各種PLC都配置通信機制，由于它們使用的應用層通信協議具有一致性，這給構成多級PLC 網絡 和開發PLC網絡應用程序帶來方便。第二章 設計方案21 PLC控制可編程序控制器配備各種硬件裝置供用戶選擇，用戶不用自已

8、設計和制作硬件裝置，只須確定可編程序控制器硬件配制和設計外部接線圖，同時采用梯形圖語言編程，用軟件取代繼電器電器系統中的觸點和熱線，通過修改程序適應工藝條件的變化。可騙程控制（PLC）從上個世紀70年代發展起來的一種新型工業控制系統，起初它主要是針對開關量進行邏輯控制的一種裝置，可以取代中間繼電器、時間繼電器等構成開關量控制系統。隨著30多年來微電子技術的不斷發展，PLC也通過不斷的升級換代大大增強了其功能。現在PLC已經發展成為不但具有邏輯控制功能、還具有過程控制功能、運動控制功能和數據處理功能、連網通訊功能等多種性能，是名符其實的多功能控制器。由PLC為主構成的控制系統具有可靠性高、控制功

9、能強大、性價比高等優點，是目前工業自動的首選控制裝置。所以本次設計應選擇PLC控制更為合理。22控制要求本次課題是基于PLC三臺順序啟動控制程序的設計、安裝與調試，根據要求我構想了下面的可行性的控制要求如下（1）某一生產線有三臺電機，分別由M1、M2、M3三臺電動機拖動， （2）自動控制時， 按下SB1按鈕，M1M2M3的順序啟動，M1先啟動，運行2S后M2啟動，再運行3S后M3啟動，按下SB2按鈕時M3停止 ，5S后M2停止，再4S后M1停止。 （3）要有必要的短路、過載、連鎖保護。第三章 硬件的設計31 PLC選型311 PLC的特點松下PLC的基本特點： （1）超高速處理基本指令只需0.

10、32s，可快速掃描。小型PLC內，通過高速處理速度0.32sec，也可對應要求高速掃描的用途。 （2）充裕的大容量充裕的程序容量達到32k步。注釋區域也可以充分保證。通過超過小型PLC范疇的高程序容量32K步，可對應隨著將來設備擴展而產生的范圍廣泛的各種應用。 （3）廣泛的擴展性I/O最多300點。可通過功能擴展插件，使擴展范圍更進一步擴大。也可控制成本。還有，利用擴展FP0適配器，最多可連3臺現有的FP0擴展單元。 （4）可靠的安全性通過8位密碼和禁止上傳功能，有效保護程序。 （5）配備USB端口 3通過普通USB電纜（AB型），可與 計算 機現簡便連接。 日本松下電工公司的FP系列PLC可

11、以說是可編程控制器市場的后期之秀，被稱為“一匹黑馬”。主要有FP1、PF-M和PF0。PF0是超小型PLC，是最近幾年開發的新產品，其產品地點可歸納為以下幾點：豐富的指令系統，快速的CPU處理速度，大程序容量，功能強大的編程工具，強大的網絡通信功能。 分析要求，可以確定需要2輸入點，三臺電機需要3個輸出點。設計中最終選擇了FP0-C10 的PLC，這種PLC技術成熟，性能好，故障少，價格低廉，對于本項目又留有一定的余量，可以為以后改進留下余地。3.12 PLC的組成結構PLC 的一般結構如下圖所示，由圖可見主要有6個部分組成，包括CPU（中央處理器）、輸入/輸出接口電路、電源、外設接口、I/O

12、擴展接口。32主回路 本次設計因為有三個電動機，必然需要有一些短路過載等保護，繼電器、空開的選型后面后詳細介紹，具體的主電路接線圖如下：321 熱繼電器選用JR16B-60/3D型熱繼電器其中“J”表示繼電器，“D”帶斷相保護相關元件主要技術參數及原理如下：（1） 額定電流為20A（2） 熱元件額定電流為32/4322空氣開關市面上的空氣開關多種多樣，但要點都基本一樣：1、空氣開關額定電壓大于等于線路額定電壓2、空氣開關額定電流和過電流脫扣器的額定電流大于等于線路計算負荷電流。323接觸器接觸器(Contactor)是指工業電中利用線圈流過電流產生磁場，使觸頭閉合，以達到控制負載的電器。接觸器

13、由電磁系統（鐵心，靜鐵心，電磁線圈）觸頭系統（常開觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。其原理是當接觸器的電磁線圈通電后，會產生很強的磁場，使靜鐵心產生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸頭動作：常閉觸頭斷開；常開觸頭閉合，兩者是聯動的。當線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復原：常閉觸頭閉合；常開觸頭斷開。 在電工學上，因為可快速切斷交流與直流主回路和可頻繁地接通與大電流控制(某些型別可達800安培)電路的裝置，所以經常運用于電動機做為控制對象也可用作控制工廠設備電熱器工作母機和各樣電力機組等電力負載，接觸器不僅能接通和切斷電路，而且還具有低電壓釋放保護作用。接觸器控制容量大，適用于

14、頻繁操作和遠距離控制。是自動控制系統中的重要元件之一。33控制回路331 PLC控制多臺電機的連線圖輸出（I） 啟動 SB1-X0 停止 SB2-X1 輸出（O） 運行-KM1 運行-KM2 運行-KM3第四章 軟件的控制設計41控制要求411 設計的控制要求 （1）某一生產線有三臺電機，分別由M1、M2、M3三臺電動機拖動， （2）自動控制時， 按下SB1按鈕，M1M2M3的順序啟動，M1先啟動，運行2S后M2啟動，再運行3S后M3啟動， 若無料進入皮帶，按下SB2按鈕時M3停止 ，5S后M2停止，再4S后M1停止。412I/O接線圖 X0 Y1X1 Y2 Y3 COMSB1KM1 SB2

15、KM2 KM3 + + 413 I/O分配表輸入 輸出 功能 元件 LIC 功能 元件 PLC地址 啟動按鈕 SB1 IO.0 控制電機M1 KM1 QO.0 停止按鈕 SB2 IO.1 控制電機M2 KM2 QO.1 控制電機M3 KM3 QO.2 本設計的I/O外圍輸入電器、輸入點、輸出電器、輸出點的繪制表 42 軟件設計功能圖表法：按步序工作，工作中只要一部為1，其余為0。圖中含有時間繼電器與中間繼電器。時間繼電器感受外部分在感受外界信號后，經過一段時間才能使執行部分動作的繼電器。即當吸引線圈通電或斷電后，其觸頭經過一定延時后再動作，以控制電路的接通或分斷。它的編號為：T0T99。中間繼

16、電器的作用：將一個輸入信號變成多個輸出信號或將信號放大（即增大觸頭容量）的繼電器。其實質為電壓繼電器，但它的觸頭數量較多（可達8對），觸頭容量較大（510A），動作靈敏。按電壓可分為兩類：一類是用于交直流電路中的JZ系列，另一類是只用于直流操作的各種繼電保護線路中的DZ系列421 根據本設計的控制要求繪制電機的時序圖422邏輯表達式根據電機的時序寫出邏輯表達式，如下圖 Y1=(X1+Y1) T4 Y2=(T1+Y2) T3 Y3=(T2+Y3) X2 R0 R0=X2+R0423根據邏輯表達式梯形圖繪制出梯形圖（三臺電機順序啟停的梯形圖）簡述上圖的工作過程，如下（1）某一生產線有三臺電機，分別

17、由M1、M2、M3三臺電動機拖動， （2）自動控制時， 按下SB1按鈕，M1M2M3的順序啟動，M1先啟動，運行2S后M2啟動，再運行3S后M3啟動， 若無料進入皮帶，按下SB2按鈕時M3停止 ，5S后M2停止，再4S后M1停止。43 系統調試及問題解決（1）要查接線、核對地址。要逐點進行，要確保正確無誤。 可不帶電核對，那就是查線，較麻煩。也可帶電查，加上信號后，看電控系統的動作情況是否符合設計的目的。（2）檢查模擬量輸入輸出。 看輸入輸出模塊是否正確，工作是否正常。必要時，還可用標準儀器檢查輸入輸出的精度。（3）檢查與測試指示燈。 控制面板上如有指示燈，應先對應指示燈的顯示進行檢查。一方面

18、，查看燈壞了沒有，另一方面檢查邏輯關系是否正確。指示燈是反映系統工作的一面鏡子，先調好它，將對進一步調試提供方便。（4）檢查手動動作及手動控制邏輯關系。 完成了以上調試，繼而可進行手動動作及手動控制邏輯關系調試。要查看各個手動控制的輸出點，是否有相應的輸出以及與輸出對應的動作，然后再看，各個手動控制是否能夠實現。如有問題，立即解決。（5）半自動工作如系統可自動工作，那先調半自動工作能否實現。調試時可一步步推進。直至完成整個控制周期。哪個步驟或環節出現問題，就著手解決哪個步驟或環節的問題。（6）自動工作 在完成半自動調試后，可進一步調試自動工作。要多觀察幾個工作循環，以確保系統能正確無誤地連續工

19、作。（7）模擬量調試、參數確定 以上調試的都是邏輯控制的項目。這是系統調試時，首先要調通的。這些調試基本完成后，可著手調試模擬量、脈沖量控制。最主要的是選定合適控制參數。一般講，這個過程是比較長的。要耐心調，參數也要作多種選擇，再從中選出最優者。有的PLC，它的PID參數可通過自整定獲得。但這個自整定過程，也是需要相當的時間才能完成的。（8）異常條件檢查 完成上述所有調試，整個調試基本也就完成了。但是好再進行一些異常條件檢查。看看出現異常情況或一些難以避免的非法操作，是否會停機保護或是報警提示。（9）解決接圖出現的問題 在按下SB2同時M3停止運轉，這時要加一個中間繼電器RO與SB2形成互鎖，

20、此時才能保證M3處在持續斷電狀況中。 第五章設計總結心得體會通過這次設計實踐。我學會了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高了我們的工作素質，在沒有做實踐設計以前，我們對知道的撐握都是理論上的，對一些細節不加重視，當我在把自己想出來的程序結合到PLC中的時候，問題出現了，不是不能運行，就是運行的結果和要求的結果不相符合。通過解決一個個在調試中出現的問題，我對PLC的理解得到了加強，同時深刻的看到了實踐與理論的差距。上大學后，很多同學都沒有過深入的交流，在設計的過程中，我積極查閱相關資料，在理解的基礎上運用到設計中，同時在一定的階斷我和同學共同討論，以解決分個人不能解決的問題，在交流中大家給我提出意見，給了我很大的幫助。通過此次課