电动机顺序启动停止操纵.docx
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电动机顺序启动停止操纵.docx
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电动机顺序启动停止操纵
电动机顺序启动/停止操纵
设计概述
三相异步电动机的应用几乎涵盖了工农业生产和人类生活的各个领域,在这些应用领域中,三项异步电动机常常运行在恶劣的环境下,致使产生过流、短路、断相、绝缘老化等事故。
关于应用于大型工业设备重要场合的高压电动机、大功率电动机来讲,一旦发生故障所造成的损失无法估量。
在生产进程,科学研究和其他产业领域中,电气操纵技术应用十分普遍。
在机械设备的操纵中,电气操纵也比其他的操纵方式利用的更为普遍。
本系统的操纵是采纳PLC的编程语言——梯形语言,梯形语言是在可编程操纵器中的应用最广的语言,因为它在继电器的基础上加进了许多功能、利用灵活的指令,使逻辑关系清楚直观,编程容易,可读性强,所实现的功能也大大超过传统的继电器操纵电路。
可编程操纵器是一种数字运算操作的电子系统,它是专为在恶劣工业环境下应用而设计。
它采纳可编程序的存储器,用来在内部存储执行逻辑运算、顺序操纵,按时、计数和算术等操作的指令,并采纳数字式、模拟式的输入和输出,操纵各类的机械或生产进程。
长期以来,PLC始终处于工业自动化操纵领域的主战场,为各类各样的自动化操纵设备提供了超级靠得住的操纵应用。
它能够为自动化操纵应用提供平安靠得住和比较完善的解决方案,适合于当前工业企业对自动化的需要。
进入20世纪80年代,由于运算机技术和微电子技术的迅速进展,极大的推动了PLC的进展,使的PLC的功能日趋增强。
如PLC可进行模拟量操纵、位置操纵和PID操纵等,易于实现柔性制造系统。
远程通信功能的实现更使PLC如虎添翼。
目前,在先进国家中,PLC已成为工业操纵的标准设备,应用面几乎覆盖了所有工业企业。
PLC是一种固态电子装置,它利用已存入的程序来操纵机械的运行或工艺的工序。
PLC通过输入/输出(I/O)装置发出操纵信号和同意输入信号。
由于PLC综合了运算机和自动化技术,因此它进展日新月异,大大超过其显现时的技术水平。
它不但能够很容易地完成逻辑、顺序、按时、计数、数字运算、数据处置等功能,而且能够通过输入输出接口成立与各类生产机械数字量和模拟量的联系,从而实现生产进程的自动操纵。
专门是超大规模集成电路的迅速进展和信息、网络时期的到来,扩展了PLC的功能,使它具有很强的联网通信能力,从而更普遍地应用于众多行业。
设计要求
利用可编程逻辑操纵器,完成一个电动机顺序启动/停止操纵的设计。
具体要求如下:
1.NFB:
ON,停车指示灯PL4亮,按PB4无作用,PBl、PB2操作顺序不受限制。
2.按PBl时,M1电动机正转[MCl、PLl动作],PL4熄灭。
现在按PB2无作用,按PB3时那么Ml电动机停止运转,PL4亮。
3.按PB2时,M1电动机逆转[MC2、PL2动作],PL4熄灭。
现在按PB1无作用,按PB3时那么M1电动机停止运转,PL4亮。
4.M1电动机正转或逆转时,再按PB4后,M2电动机才会运转[MC3、PL3动作],现在按PB3无作用。
5.现在按PB5,M2电动机停止运转。
6.M2电动机停止运转时按PB3,M1电动机才会停止运转,PL4亮。
7.Ml电动机正转或逆转时,TH—RYl动作,M1电动机停止,响,PL4亮。
现在按PB4,M2电动机无法启动。
8.M1、M2电动机均运转时。
假设TH—RY2动作,M2停止运转Bz响。
按PB3则M1电动机停止运转,PL4亮。
假设TH—RYl动作,那么M1、M2全数停止运转,BZr1向,PL4亮。
9.热继电器全数复位后,BZ停响,恢复正常操作状态。
10.PL1、PL2、PL3、PL4作为运转及停止指示,不能以PLc输出点直接操纵。
11.MCl与MC2在PLC外部接线时,要做连锁操纵。
1系统整体方案设计
2.1系统硬件配置及组成原理图
本设计是采纳PLC作为操纵器来实现的,采纳PLC而不用继电器的理由有以下三点:
1.操纵方式。
继电器的操纵是采纳硬件接线实现的,是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成操纵逻辑,只能完成既定的逻辑操纵。
PLC采纳存储逻辑,其操纵逻辑是以程序方式存储在内存中,要改变操纵逻辑,只需改变程序即可。
2.操纵速度。
继电器操纵逻辑是依托触点的机械动作实现操纵,工作频率低,毫秒级,机械触点有抖动现象。
PLC是由程序指令操纵半导体电路来实现操纵,速度快,微秒级,严格同步,无抖动。
3.延时操纵。
继电器操纵系统是靠时刻继电器的滞后动作实现延时操纵,而时刻继电器按时精度不高,受环境阻碍大,调整时刻困难。
PLC用半导体集成电路作按时器,时钟脉冲由晶体振荡器产生,精度高,调整时刻方便,不受环境阻碍。
显然用PLC来实现电动机的顺序启动/停止操纵比用继电器要好上很多。
依照设计要求,系统的方框图设计如图1所示:
图1系统结构原理图
2.2系统变量概念及分派
一、系统所用到的要紧元件有:
(I).熔断器
熔断器是一种过电流爱惜电器。
熔断器要紧由熔体和熔管两个部份及外加填料等组成。
利历时,将熔断器串联于被爱惜电路中,当被爱惜电路的电流超过规定值,并通过一按时刻后,由熔体自身产生的热量熔断熔体,使电路断开,起到爱惜的作用。
1.熔断器分类
(1) 螺旋式熔断器RL:
在熔断管装有石英砂,熔体埋于其中,熔体熔断时,电弧喷向石英砂及其裂缝,可迅速降温而熄灭。
为了便于监视,熔断器一端装有色点,不同的颜色表示不同的熔体电流,熔体熔断时,色点跳出,示意熔体已熔断。
螺旋式熔断器额定电流为5~200A,要紧用于短路电流大的分支电路或有易燃气体的场所。
(2) 有填料管式熔断器RT:
有填料管式熔断器是一种有限流作用的熔断器。
由填有石英砂的瓷熔管、触点和镀银铜栅状熔体组成。
填料管式熔断器均装在专门的底座上,如带隔离刀闸的底座或以熔断器为隔离刀的底座上,通过手动机构操作。
填料管式熔断器额定电流为50~1000A,要紧用于短路电流大的电路或有易燃气体的场所。
(3) 无填料管式熔断器RM:
无填料管式熔断器的熔丝管是由纤维物制成。
利用的熔体为变截面的锌合金片。
熔体熔断时,纤维熔管的部份纤维物因受热而分解,产生高压气体,使电弧专门快熄灭。
无填料管式熔断器具有结构简单、爱惜性能好、利用方便等特点,一样均与刀开关组成熔断器刀开关组合利用。
(4) 有填料封锁管式快速熔断器RS:
有填料封锁管式快速熔断器是一种快速动作型的熔断器,由熔断管、触点底座、动作指示器和熔体组成。
熔体为银质窄截面或网状形式,熔体为一次性利用,不能自行改换。
由于其具有快速动作性,一样作为半导体整流元件爱惜用。
2.熔断器在电动机中的应用
①单台直接起动电动机 熔体额定电流=~×电动机额定电流。
②多台直接起动电动机 总爱惜熔体额定电流=~×各台电动机电流之和。
③降压起动电动机 熔体额定电流=~2)×电动机额定电流。
④绕线式电动机 熔体额定电流=~×电动机额定电流。
(II)、热继电器:
热继电器是由流入热元件的电流产生热量,使有不同膨胀系数的双金属片发生形变,当形变达到必然距离时,就推动连杆动作,使操纵电路断开,从而使接触器失电,主电路断开,实现电动机的过载爱惜。
继电器作为电动机的过载爱惜元件,以其体积小,结构简单、本钱低等优势在生产中取得了普遍应用。
1、热继电器的作用是:
要紧用来对异步电动机进行过载爱惜,他的工作原理是过载电流通过热元件后,使双金属片加热弯曲去推动动作机构来带动触点动作,从而将电动机操纵电路断开实现电动机断电停车,起到过载爱惜的作用。
鉴于双金属片受热弯曲进程中,热量的传递需要较长的时刻,因此,热继电器不能用作短路爱惜,而只能用作过载爱惜
2、热继电器的选择方式
热继电器要紧用于爱惜电动机的过载,因此选历时必需了解电动机的情形,如工作环境、启动电流、负载性质、工作制、许诺过载能力等。
1、原那么上应使热继电器的安秒特性尽可能接近乃至重合电动机的过载特性,或在电动机的过载特性之下,同时在电动机短时过载和启动的刹时,热继电器应不受阻碍(不动作)。
2、当热继电器用于爱惜长期工作制或中断长期工作制的电动机时,一样按电动机的额定电流来选用。
例如,热继电器的整定值可等于~倍的电动机的额定电流,或取热继电器整定电流的中值等于电动机的额定电流,然后进行调整。
3、当热继电器用于爱惜反复短时工作制的电动机时,热继电器仅有必然范围的适应性。
若是短时刻内操作次数很多,就要选用带速饱和的热继电器。
4、关于正反转和通断频繁的特殊工作制电动机,不宜采纳热继电器作为过载爱惜装置,而应利用埋人电动机绕组的或热敏电阻来爱惜。
(III)、交流接触器
(1).交流接触器要紧的组成
a.电磁系统,包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯;b.触头系统,包括三副主触头和两个常开、两个常闭辅助触头,它和动铁芯是连在一路相互联动的;c.灭弧装置,一样容量较大的交流接触器都设有灭弧装置,以便迅速切断电弧,免于烧坏主触头;d.绝缘外壳及附件,各类弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。
(2).交流接触器的工作原理
当线圈通电时,静铁芯产生电磁吸力,将动铁芯吸合,由于触头系统是与动铁芯联动的,因此动铁芯带动三条动触片同时运行,触点闭合,从而接通电源。
当线圈断电时,吸力消失,
动铁芯联动部份依托弹簧的反作使劲而分离,使主触头断开,切断电源。
(3).交流接触器的分类
交流接触器的种类很多,其分类方式也不尽相同。
依照一样的分类方式,大致有以下几种。
a.按主触点极数分可分为单极、双极、三极、四极和五极接触器。
单极接触器要紧用于单相负荷,如照明负荷、焊机等,在电动性能耗制动中也可采纳;双极接触器用于绕线式异步电机的转子回路中,起动时用于短接起动绕组;三极接触器用于三相负荷,例如在电动机的操纵及其它场合,利用最为普遍;四极接触器要紧用于三相四线制的照明线路,也可用来操纵双回路电动机负载;五极交流接触器用来组成自耦补偿起动器或操纵双笼型电动机,以变换绕组接法。
b.按灭弧介质分可分为空气式接触器、真空式接触器等。
依托空断气缘的接触器用于一样负载,而采纳真空绝缘的接触器经常使用在煤矿、石油、化工企业及电压在660V和1140V等一些特殊的场合。
c.按有无触点分可分为有触点接触器和无触点接触器。
常见的接触器多为有触点接触器,而无触点接触器属于电子技术应用的产物,一样采纳晶闸管作为回路的通断元件。
由于可控硅导通时所需的触发电压很小,而且回路通断时无火花产生,因此可用于高操作频率的设备和易燃、易爆、无噪声的场合。
(IV)、时刻继电器
时刻继电器是一种利用电磁原理或机械原理实现延时操纵的操纵电器。
1.时刻继电器原理
在交流电路中常采纳空气阻尼型时刻继电器,它是利用空气通过小孔节流的原理来取得延时动作的。
它由电磁系统、延机会构和触点三部份组成。
凡是继电器感测元件取得动作信号后,其执行元件(触头)要延迟一段时刻才动作的继电器称为时刻继电器
2.时刻继电器类型及特点
(1).空气阻尼式时刻继电器又称为气囊式时刻继电器,它是依照空气紧缩产生的阻力来进行延时的,其结构简单,价钱廉价,延时范围大(~180s),但延时精准度低。
(2).电磁式时刻继电器延不时刻短(~),但它结构比较简单,通经常使用在断电延时场合和直流电路中。
(3).电动式时刻继电器的原理与钟表类似,它是由内部电动机带动减速齿轮转动而取得延时的。
这种继电器延时精度高,延时范围宽(~72h),但结构比较复杂,价钱很贵。
(4).晶体管式时刻继电器又称为电子式时刻继电器,它是利用延时电路来进行延时的。
这种继电器精度高,体积小。
二、I/O点的分派
X000:
M1正转按钮SB1
X001:
M1反转按钮SB2
X002:
M1停止按钮SB3
X003:
M2启动按钮SB4
X004:
M2停止按钮SB5
X005:
M1过载爱惜FR1
X006:
M2过载爱惜FR2
Y001:
M1正转交流接触器KM1
Y002:
M1反转交流接触器KM2
Y003:
M2交流接触器KM3
2.3系统接线图设计
顺序启动、停止操纵电路是在一个设备启动以后另一个设备才能启动运行的一种操纵方式,经常使用于主、辅设备之间的操纵,如上图当辅助设备的接触器KM1启动以后,要紧设备的接触器KM2才能启动,主设备KM2不断止,辅助设备KM1也不能停止。
但辅助设备在运行中应某缘故停止运行(如FR1动作),要紧设备也随之停止运行。
工作进程:
1、合上开关QF使线路的电源引入。
2、按辅助设备操纵按钮SB2,接触器KM1线圈得电吸合,主触点闭合辅助设备运行,而且KM1辅助常开触点闭合实现自保。
3、按主设备操纵按钮SB4,接触器KM2线圈得电吸合,主触点闭合主电机开始运行,而且KM2的辅助常开触点闭合实现自保。
4、KM2的另一个辅助常开触点将SB1短接,使SB1失去操纵作用,无法先停止辅助设备KM1。
5、停止时只有先按SB3按钮,使KM2线圈失电辅助触点复位(触点断开),SB1按钮才起作用。
6、主电机的过流爱惜由FR2热继电器来完成。
7、辅助设备的过流爱惜由FR1热继电器来完成,但FR1动作后操纵电路全断电,主、辅设备全停止运行。
系统总电路如图2示:
图2系统接线图
操纵系统设计
3.1操纵电路设计
操纵电路采纳如下设计,如图3。
按辅助设备操纵按钮SB2,接触器KM1线圈得电吸合,主触点闭合辅助设备运行,而且KM1辅助常开触点闭合实现自保。
按主设备操纵按钮SB4,接触器KM2线圈得电吸合,主触点闭合主电机开始运行,而且KM2的辅助常开触点闭合实现自保。
KM2的另一个辅助常开触点将SB1短接,使SB1失去操纵作用,无法先停止辅助设备KM1。
停止时只有先按SB3按钮,使KM2线圈失电辅助触点复位(触点断开),SB1按钮才起作用。
主电机的过流爱惜由FR2热继电器来完成。
辅助设备的过流爱惜由FR1热继电器来完成,但FR1动作后操纵电路全断电,主、辅设备全停止运行。
图3操纵电路图
3.2操纵程序设计
程序设计如下,如图4.
4上位监控系统设计
将PLC联上编程器并接通电源后,PLC电源指示灯亮,将编程器开关打到“PROGRAM”位置,这时PLC处于编程状态。
编程器显示PASSWORD!
这时依次按Clr键和Montr键,直至屏幕显示地址号0000,这时即可输入程序。
在输入程序前,需清除存储器中内容,依次按Clr、Play/Set,Not,Rec/Reset和Montr键,即将全数程序清除。
依照设计要求的梯形图或程序指令将操纵程序写入PLC,当程序输入到PLC机中后,用上下方向键读出所写程序,如程序有错,可用插入指令和删除指令修改程序。
程序输入正确后,连接PLC外部接线及主回线路路实现电机的顺序启动/停止操纵。
5系统调试及结果分析
系统调试分几种情形:
硬件调试:
接通电源,检查可编程序操纵器可否正常工作,接头是不是接触良好。
软件调试:
按要求输入梯形图,检查后编译通过,在线工作后把程序写入可编程序操纵器的程序存储区。
运行调试:
在硬件调试和软件调试正确的基础上,使PLC进入运行状态,观看运行情形,看是不是能够实现电动机的顺序启动/停止操纵。
依照以上调试情形,此电机操纵系统设计符合操纵要求。
通过调试找出问题的所在,相应的修改程序。
在编程进程中不免会有不足的地方,因此通过调试,再修改程序能够更好实现相应的功能。
在调试中显现的问题有:
1、KM1不能实现自锁:
分析处置:
一、KM1的辅助接点接错,接成常闭接点,KM1吸合常闭断开,因此没有自锁。
二、KM1常开和KM2常闭位置接错,KM1吸合式KM2还未吸合,KM2的辅助常开时断开的,因此KM1不能自锁。
2、不能顺序启动KM2能够先启动;
分析处置:
KM2先启动说明KM2的操纵电路有电,检查FR2有电,这可能是FR2接点上口的7号线,错接到了FR1上口的3号线位置上了,这就使得KM2不受KM1操纵而能够直接启动。
3、不能顺序停止KM1能先停止;
分析处置:
KM1能停止这说明SB1起作用,并接的KM2常开接点没起作用。
分析缘故有两种。
一、并接在SB1两头的KM2辅助常开接点未接。
二、并接在SB1两头的KM2辅助接点接成了常闭接点。
4、SB1不能停止;
分析处置:
检查线路发觉KM1接触器用了两个辅助常开接点,KM2只用了一个辅助常开接点,SB1两头并接的不是KM2的常开而是KM1的常开,由于KM1自锁后常开闭合因此SB1不起作用。
终止语
本文设计和制作了三相异步电动机的PLC操纵系统,该电路要紧以性能稳固,简单有效为目的,整体制作符合要求。
这次设计以分组的方式进行,每组有一个题目。
由于平常大伙儿都是学理论,没有过实际开发设计的体会,拿到的时候都不明白怎么做。
由况武本人撰写文档,其他人员调试合作。
通过各方面的查资料并学习,大体学会了PLC设计的步聚和大体方式。
分组工作的方式给了我与同窗合作的机遇,提高了与他人合作的意识与能力。
通过这次设计实践。
我学会了PLC的大体编程方式,对PLC的工作原理和利用方式也有了更深刻的明白得。
在对理论的运用中,提高了咱们的工程素养,在没有做实践设计以前,咱们对明白的撑握都是思想上的对一些细节不加重视,当咱们把自己想出来的程序与到PLC中的时候,问题显现了,不是不能运行,确实是运行的结果和要求的结果不相符合。
能过解决一个个在调试中显现的问题,咱们对PLC的明白得取得增强看到了实践与理论的差距。
通过合作,咱们的合作意识取得增强。
合作能力取得提高。
上大学后,很多同窗都没有过深切的交流,在设计的进程中,咱们用了分工与合作的方式,每一个人互责必然的部份,同时在必然的时期一起讨论,以解决分工中个人不能解决的问题,在交流中大伙儿踊跃发言,和提出意见,同时咱们还向别的同窗请教。
在此进程中,每一个人都想自己的方案取得实现,踊跃向同窗说明自己的方式。
能过比较选出最好的方案。
在这进程也提高了咱们的表过能力。
同时这次设计使大伙儿充分了解了电动机操纵系统的原理和功能。
让我对三相异步电动机的PLC操纵系统原理有了进一步的了解,在三相异步电动机的PLC操纵分析中对PLC产生了浓厚的爱好,提高了科学的分析和运用能力,由于本人水平有限,因此对其中的原理和实际操作方式有待深切的学习研究和提高。
附录:
程序、指令图:
I/O接线图、外部接线图:
- 配套讲稿:
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