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内容摘要这次课程设计的题目是“五台三相笼型异步电动机顺序控制系统设计”，是通过控制线路能够分别实现五台电动机的单独启停控制和实现要求的循环控制。
实现单独启停主要是通过电磁继电器和中间继电器实现；实现循环控制主要是通过时间继电器的延时启闭控制线路按时间要求通断。
由于控制五台电动机且电动机的执行顺序各有各的特点，一次循环中分四个步骤，每个步骤工作二十秒后换下一个步骤。
这次设计的主要问题是找到运动过程中的逻辑关系，并用各种电器原件实现这种逻辑关系，通过综合分析以后，发现可以通过四个时间继电器，每个继电器工作40s的方式实现控制。
由于电路控制主要是通过继电器接触器控制，因此在PLC编程中主要是用一些简单的、基本的命令。
关键字：时间继电器；接触器；逻辑关系目录第1章引言 (1)1.1设计题目 11.2控制要求.. 11.3设计思路 1第2章系统总体方案设计 (2)2.1设计背景 (2)2.2设计方案 (2)2.3方案比较 4第3章继电接触器控制系统设计 (5)3.1 继电器基本知识 53.1.1 继电器介绍 (5)3.1.2 时间继电器简介 (5)3.1.3 与接触器的区别 (6)3.2 选择元件 63.3 主电路图 63.4 控制电路图 6第4章 PLC控制系统设计 (8)4.1 PLC基本知识 (8)4.1.1 PLC简介 (8)4.1.2 PLC工作原理 (8)4.1.2 与继电器接触器控制系统的比较 (9)4.2系统控制要求分析设计 (9)4.2.1 PLC控制方案设计的特点94.2.2 工作流程图124.2.3 主电路设计.114.2.4 PLC控制系统设计.124.2.5确定PLC类型124.2.6 确定I/O信号数量、分配及编号134.2.7 PLC端子接线图 134.2.8 控制程序编制15结论 (19)设计总结 ......................................................... .20致谢. (21)附录 (22)附录（一）指令表22参考文献 ......................................................... .25第1章引言1.1设计题目五台三相笼型异步电动机顺序控制系统设计1.2控制要求：1.有五台电动机顺序循环控制，控制时序如表 1-1所示：2.系统可以自动循环启动3.每台电动机可单独启停控制1.3设计思路根据控制要求，要实现五台电动机的循环控制，每台电动机还可以独自启动和停止。
《三相交流异步电动机单按钮启停控制》教学课例常州刘国钧高等职业技术学校杨欢一、项目名称确定：《三相交流异步电动机单按钮启停控制》4课时二、课例背景介绍：可编程序控制器（PLC）技术是一门实用性很强的专业课，注重实践教学环节的学习演练，是掌握PLC技术的根本。
本课程是以三菱FX2N系列PLC为核心，采用“项目导向、任务驱动"的课程模式，来实施和引领课堂教学。
在PLC项目课程的实践中，分别通过项目教学、理实一体、任务驱动、行动导向等多种教学方法，起到了很好的效果，大大提高了学生学习的积极性。
本课例是项目一《三相交流异步电动机的PLC控制》中的任务四《三相交流异步电动机单按钮启停控制》。
课程的实施是在可编程控制器实验室进行的，学生通过理论学习与实践操作一体化的综合训练方式，逐步学会三菱可编程序控制器的相关知识和技能，并为后续课程打下了扎实的基础。
三、学习目标的设定：课程的总目标：1、通过对本课程的学习和训练，使学生进一步熟悉PLC的基础知识，掌握PLC梯形图、指令语句以及SFC图三种方式的编程方法，并能够应用三菱FX2N 系列PLC完成实际控制系统的设计、安装、调试及监控。
2、通过该项目课程的学习，努力培养学生分析、解决生产实际问题的能力，提高学生的职业技能和专业素质。
提高学生学习的能力，养成良好的思维和学习习惯。
3、积极发展好奇心和求知欲，培养坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神，形成科学的价值观。
培养学生的团队合作精神。
本课例的目标：1、知道什么是时序图，会画出单按钮控制电动机启停的时序图。
2、能运用微分脉冲输出指令（PLS、PLF）、置位/复位指令（SET/RST）进行简单的编程。
3、会根据控制要求熟练分配PLC输入/输出点，并能画出PLC电路原理图和安装接线图。
4、能利用梯形图和指令语句两种方式完成该项目程序的编写。
5、能独立完成三相交流异步电动机单按钮启停PLC控制的安装、调试和监控。
第一章PLC应用基础1-1 简述接触器、继电器各有什么特点？其主要区别是什么？接触器是利用电磁力的作用使主触点接通或断开电动机或其他负载主电路的控制电器。
接触器具有比工作电流大数倍的接通能力和分断能力，可以实现频繁的远距离操作。
接触器最主要的用途是控制电动机的启动、正反转、制动和调速等。
继电器是一种根据特定形式的输入信号的变化而动作的自动控制器。
它与接触器不同，主要用于反映控制信号，其触点通常接在控制电路中。
1-2 交流电磁线圈中通入直流电会发生什么现象？交流电磁线圈的特点是匝数少、电阻小，靠感抗限制线圈电流，通入直流电后因感抗为零，将会造成线圈电流过大而烧毁。
1-3 直流电磁线圈中通入交流电会发生什么现象？直流电磁线圈的特点是匝数多、电阻大，靠电阻限流，而铁心由整块工程纯铁制成，这样通入交流电后，将在铁心中产生较大的磁滞和涡流损耗，间接造成线圈过热而烧毁。
1-4带有交流电磁机构的接触器，线圈通电后衔铁被卡住，会发生什么现象？为什么？根据交流电磁机构的特性可知，交流电磁铁的线圈电流I与工作气隙δ成反比，如果线圈通电后衔铁被卡住，工作气隙δ一直很大，因此电磁线圈的电流I也一直很大，电磁线圈将被烧毁。
1-5 带有直流电磁机构的接触器是否允许频繁操作？为什么？带有直流电磁机构的接触器适于频繁操作，根据直流电磁机构吸力特性可知，直流电磁机构线圈的电流I与工作气隙δ无关，因此线圈电流I的大小不受衔铁状态的影响，所以带有直流电磁机构的接触器频繁操作时，不会造成线圈过热。
1-6 交流电磁铁的铁心端面上为什么要安装短路环？根据交流电磁机构的吸力特性可知，电磁吸力F随时间周期变化，且每周期有两次过零点，也就是说F有两次小于机械负载反力Fr ，衔铁有两次“拍合”铁心的现象，引起电磁噪声，因此在铁心端面的2/3处安装短路环，从而产生相差一个相位的两个磁通Φ1和Φ2，Φ1和Φ2分别产生两个分力F1和F2，其合力F= F1+F2总大于反力，这样就消除了电磁噪声。
电气工程综合实训指导书一、实训目的1、巩固电气控制基础理论知识，加深对基本理论的理解。
2、训练实践操作技能，掌握电气控制技术所涉及的常用控制元器件的原理和使用，并形成正确规范的操作习惯。
3、学会处理实验与实训过程中出现的各种情况，通过分析找到原因并提出解决问题的办法，增强分析、设计或改进常见设备电气控制系统的能力。
4、按照电气设备的控制要求，用继电接触控制方式自行设计主电路和控制电路，并能正确选用低压电器及PLC控制模块、正确连接线路、实现所设计的电路，正确完成各项控制要求。
5、培养理论联系实际，实事求是的工作作风。
二、实训要求1、系统硬件设计（电气控制电路采用继电-接触完成、PLC控制部分设计包括：控制主电路、PLC接线图、输入输出分配）2、系统软件设计（PLC软件设计要设计顺序功能图、梯形图和编写程序）3、系统仿真调试运行以上各项内容，均由学生根据要求，设计电气控制原理图、布置图及接线图，对每一个功能按自己的设想设置保护、联锁等环节，最终进行仿真调试，实现对电机的控制。
以达到锻炼学生的理论与实践的结合能力。
三、实训进度安排1、电气控制实训时间安排2、PLC控制实训时间安排四、实训题目1、电气控制部分1）三相异步电动机的直接起动控制电路2）三相异步电动机点动控制电路3）三相异步电动机自锁控制电路4）三相异步电动机的多地控制电路5）三相异步电动机自动顺序控制电路6）三相异步电动机的顺序控制电路7）接触器切换星形/三角形启动控制电路8）按钮切换星形/三角形起动控制电路9）时间继电器切换星形/三角形起动控制电路10）按钮联锁的三相异步电动机正反转控制电路11）接触器联锁的三相异步电动机正反转控制电路12) 双重联锁的三相异步电动机正反转控制电路13) 工作台自动往返控制电路14) 带有点动的自动往返控制电路15) 正反转点动、启动控制电路16) 异步电动机单向点动、启动控制电路17) 双速交流异步电动机手动变速控制电路18) 双速交流异步电动机自动变速控制电路2、PLC控制部分（1）用PLC控制2台三相异步电动机，具体要求如下:1)两台电动机可以独立启动和停止；2)能同时使两台电动机停止；3)其中任意一台电动机过载时，两台电动机均停止。
实验四三相异步电动机的星/三角换接启动控制在三相异步电动机的星/三角换接启动控制实验区完成本实验注意：（本实验只能在实验台上完成），由于电机正反转换接时，有可能因为电动机容量较大或操作不当等原因，使接触器主触头产生较为严重的起弧现象，如果电弧还未完全熄灭时，反转的接触器就闭合，则会造成电源相间短路。
用PLC来控制电机则可避免这一问题。
一、实验目的1、掌握电机星/三角换接启动主回路的接线。
2、学会用可编程控制器实现电机星/三角换接降压启动过程的编程方法。
二、实验要求合上启动按钮后，电机先作星形连接启动，经延时6秒后自动换接到三角形连接运转。
三、三相异步电动机的星/三角换接启动控制的实验面板图6-3-1上图下框下的SS、ST、FR分别接主机的输入点I0.0、I0.1、I0.2；将KM1、KM2、KM3分别接主机的输出点Q0.1、Q0.2、Q0.3；M端与主机的1L端相连；本实验区的+24V端与主机的L+相连，主机的1M与主机的M相连。
KM1、KM2、KM3的动作用发光二极管来模拟。
实验装置已将三个CJ0-10接触器的触点引出至面板。
学生可按图示的粗线，用专用实验连接导线连接。
380V电压已引至三相开关SQ的U、V、W端。
A、B、C、X、Y、Z与三相异步电动机（400W）的相应六个接线柱相连。
将三相闸刀开关拨向“开”位置，三相380V电即引至U、V、W三端。
注意：接通电源之前，将三相异步电动机的星/三角换接启动实验模块的开关置于“关”位置（开关往下扳）。
因为一旦接通三相电，只要开关置于“开”位置（开关往上扳），这一实验模块中的U、V、W端就已得电。
所以，请在连好的实验接线后，才将这一开关接通，请千万注意人身安全。
四、编制梯形图并写出程序实验参考程序梯形图如下图所示：五、动作过程分析启动：按启动按钮SS，I0.0的动合触点闭合，M10.0线圈得电，M10.0的动合触点闭合，Q0.1线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，1秒后Q0.3线圈得电，即接触器KM3的线圈得电，电动机作星形连接启动；同时定时器线圈T37得电，当启动时间累计达6秒时，T37的动断触点断开，Q0.3失电，接触器KM3断电，触头释放，与此同时T37的动合触点闭合，T38得电，经0.5秒后，T38动合触点闭合，Q0.2线圈得电，电动机接成三角形，启动完毕。
项目一三相异步电动机传统控制方法的认识该项目是运动控制的基础。
通过该项目的学习，掌握常用的低压电器基础知识、三相异步电动机的控制方法，学会分析和设计电气控制系统。
一、教学目的1、认识传统的继电—接触器控制方法；2、掌握常用低压电器的工作原理、作用和符号；3、掌握绘制电气控制线路图的基本原则和标准；4、了解低压电器元件的选择和电气控制系统的设计；5、掌握典型机床控制电路的分析方法。
二、教学内容1、典型常用低压电器的基本知识；2、电气控制线路的基本控制环节分析；3、典型机床控制电路的分析和设计方法。
三、教学重点和难点1、重点：常用低压电器的图形符号和文字符号及工作原理；电气控制线路的基本控制环节；机床控制电路的分析方法；阅读和分析电气控制原理图的基本方法和步骤。
2、难点：低压电器的选用；电气控制线路的基本环节分析；机床控制电路的分析方法。
四、教学方法1、启发式教学法：通过项目任务驱动，多媒体案例演示，提出问题，激发学生的求知欲，启发学生思考。
2、运用实物进行直接教学和在实验（实训）室进行现场教学的优势，一边利用课件中的动画教授，一边在实验（实训）室利用实物操作演示教学，理论联系实际，使抽象的原理变得生动，使学生觉得学有所用、容易理解，从而既解决了教学中的重点和难点，又激发了学生动手操作的欲望。
3、将理论教学内容融合到实践教学中，让学生一边学习理论知识一边动手做实验，真正做到理论联系实际，并通过设置实训思考题达到培养学生在实践中发现问题、解决问题的能力。
4、暗示教学发在检查学生的实训项目时，当发现学生的错误时，并不直接指出，而是通过暗示，激发学生的联想和抽象思维能力，从而找到错误所在。
5、分组讨论、小组协作组织学生进行讨论，小组协作式学习，及时地安排适当的实训课题，组织学生以小组的形式进行讨论学习，培养学生运用知识能力以及相互合作的精神。
6、“设故障”教学法针对每个项目的难点和重点，教师事先在项目中设置故障，让学生分析查找故障点，提高学生分析问题和解决问题的能力。
PLC控制三相异步电动机Y-△降压启动的多种方案摘要：PLC控制启动效率高、响应快、接线少、控制方便，PLC广泛应用到了工业自动控制中。
PLC指令众多，灵活应用指令进行编程是从事点电气控制设计人员必须思考的问题，现以三相异步电动机Y-△自动降压启动控制为例，说明PLC编程的多种方法。
关键词：PLC指令梯形图Y-△启动一、PLC的概述可编程控制器简称PC或PLC，它是在电气控制技术和计算机技术基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。
目前，PLC已广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动化控制中，成为一种最普及、应用场合最多的工业控制装置，被公认为现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。
PLC不仅充分发挥了计算机的优点，可以满足各种工业生产过程自动控制的要求，同时又兼顾了一般电气操作人员的技术水平和习惯，采用梯形图或状态转移图等编程方式，使PLC的使用始终保持大众化的优点。
当生产流程需要改变时，可以现场改变程序，使用方便灵活。
工业自动控制系统中，电机Y-△降压启动都采用PLC进行控制。
PLC控制启动具有效率高、响应快、接线少、控制方便等优点，但在设计PLC控制线路及程序中必须兼顾考虑PLC及接触器的动作特点，否则实际运行中将出现理论分析上不可能出现的问题，启动无法进行而烧毁元件。
下面以一台三相异步电动机Y-△自动降压启动控制为例，说明PLC控制的灵活性。
二、设计要求三相异步电动机启动时将三相定子绕组接成星形，以降低定子绕组电压，达到减小启动电流的目的；启动结束后再将三相定子绕组接成三角形，电动机在额定电压下正常运行。
要求：启动时三相异步电动机接成Y型，经过一段时间自动转化为△型运行，要求Y型断开后△型才能启动，防止Y型未断△型启动造成电源短路。
三相异步电动机Y-△自动降压启动控制电路如图所示：三、设计方案方案一：利用控制电路图和梯形图一一对应的PLC控制通过分析继电交流接触控制电路的动作原理，确定控制对象及控制内容。
模块一基本电气控制电路任务一思考与练习1.填空题（1）低压电器是指工作于交流1200伏以下或直流1500伏以下电路中的电器。
（2）接触器是一种低压自动切换的电磁式电器，具有控制和保护作用。
用于频繁地接通或断开交直流主回路和大容量控制电路。
（3）接触器的结构主要由电磁机构、触头系统和灭弧装置等组成。
（4）接触器的触点分主触点与辅助触点，其中前者用于通断较大电流的主电路，后者用于通断小电流的控制电路。
（5）线圈未通电时触点处于断开状态的触点称为动合触点，而处于闭合状态的触点称为动断触点。
（6）热继电器是利用电流热效应来切断电路的一种保护电器，它用作电动机的过载保护，不宜作为短路保护。
热继电器热元件的整定电流一般情况下取1.1~1.15倍电动机额定电流。
（7）熔断器用于各种电气电路中作短路保护。
（8）按钮帽做成不同颜色用以区别各按钮作用，一般用红色表示停止按钮，绿色表示启动按钮。
（9）接触器选用时，其主触点的额定工作电压应等于或大于负载电路的电压，主触点的额定工作电流应等于或大于负载电路的电流。
2.选择题（1）图示1-17电路中，（ b ）图能实现点动和自锁工作。
图1-17 题（1）图（2）图示1-18电路中，（b）图按正常操作时出现点动工作。
（a）（b）（c）图1-18 题（2）图3.熔断器与热继电器用于保护交流三相异步电动机时，能不能互相取代？为什么？答案：不能，熔断器用于短路保护而热继电器用于过载保护，熔断器保护时，断开电路的速度较快，而热继电器保护电路时需要一段时间的延迟。
短路保护需要快速性，因此不能互换。
4.电路中QS、FU、KM、FR和SB分别是什么电器元件的文字符号？答案：QS:刀开关FU:熔断器KM:接触器FR:热继电器SB:按钮5.交流接触器的主触点、辅助触点和线圈各接在什么电路中，应如何连接？答案：主触点接在主电路中，辅助触点接在控制电路中，线圈接在控制电路中。
串联6.电动机的起动电流很大，起动时热继电器应不应该动作？为什么答案：不应该，热继电器动作是在工作电流长时间超过额定值的时候才动作，而电动机启动瞬间产生较大电流时，热继电器不应该动作。
