基于PLC电机控制系统设计
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科技资讯2016 NO.20SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION动力与电气工程
26科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION1 电动机工作原理
三相异步电动机是由固定不动的定子和利用电磁感应转动的
转子组成的,他们之前由空隙分开,当电动机接通电源,定子和转
子利用电磁感应,进行相对转动,从而实现电动机由电升动的过
程。
具体来说,定子的组成有3个部分,有铁心,铁心上面会缠绕着
线圈,即绕组,还有支撑整个结构的机座。三项异步电动机中还有
成对的磁极,目的是用来让定子和转子进行转动,在有不同方向
的电流通过的时候,定子和转子的转动角度不同,从而控制电动
机的正反转。具体实现电动机的正转反转原理是当定子中有三相
交流电流过,就会产生定子和转子的相对转动,具体转动的方向
是通过定子和转子切割磁感应方向决定的。如果产生的三项交流
电的方向和产生顺时针转动的方向一致,三相异步电动机的转动
方向就为顺时针方向,如果三相交流异步电动机的转动方向和通
入电流逆时针的方向相同,那么三项交流异步电动机的转动方向
为逆时针方向。在不通电的时候,定子和转子都是静止的,当通入
三相交流电,定子和转子就会按照所通入交流电的方向产生相应
的转动,即同向性。电磁感应的原理是在通电的导体周围会产生
磁场,反过来磁场的变化也会使导体运动,这个电磁感应的原理
就是电动机的基础。定子上缠绕的线圈即绕组中通过三相交流
电,如果是对称的,就会产生一个顺时针旋转的磁场,转子接通
后,由静止变成切割磁感应线运动,如果不是对称的,产生的电流
也使转子切割磁感应线运动,但是是以逆时针的方向运动。这个
使转子和定子产生相对运动的力称为电磁力,当力与方向相互结
合后,产生了电磁转矩,这个电磁转矩就作为驱动电机旋转的真
正动力。
只要控制好电机的真正点动力电磁转矩,就能控制电动机正
反转。电动机的正反转是整个工业控制中最基础最常用的控制,小到一个散热风扇的旋转,如控制正转向室内送风,控制反转向
室外排风,大到蒸气机中汽轮机的旋转工作,都是通过电动机的
正反转为基础,可见,控制好电动机的正反转就是控制了整个工
业的核心。
2 PLC对三相异步电机的正反转控制
如前面所述,这个近代工业的开端是以蒸汽机为代表的用机
器代替人力,蒸汽机中汽轮片的转动可以通过电动机控制,同样,
在产品的生产中,机床的控制也需要用到电动机。比如机床的工
作需要使用主轴需要转动,也涉及到正转和反转,控制主轴的正DOI:10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.20.026
基于PLC电机控制系统设计①
刘生
(吉林工业职业技术学院 吉林吉林 132000)
摘 要:PLC是以微处理器CPU为核心,根据系统要求用户自行编程的可控制器,他不仅具有自动控制技术,而且结合了计算机
技术和通讯技术,共同发展成为一种新型现代化的工业控制装置。从特点上来说,具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点,
目前在自动控制中的工业过程和位置控制使用越来越广泛。传统的步进电机控制正反转需要多个继电器控制,并且接线复杂,
如进一步改进,还需要再多加继电器,该论文用PLC来控制三相异步电动机,以实现正反转、顺序控制启停为目的,代替传统的
继电器系统,体现PLC的智能化,为电机的控制来增添多样性和可实现性。
关键词:可编程控制 PLC 电动机
中图分类号:TP273文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)07(b)-0026-02
①作者简介:刘生(1964—),男,汉,吉林吉林人,本科,高级实验师,研究方向:机电类产品研发。图1 I/O接线图
图
2 梯形图
(下转29页).com.cn. All Rights Reserved.科技资讯2016 NO.20SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION动力与电气工程
29 科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION尔山、科右前旗220 kV变电站和杜尔基220 kV开关站进行扩建
工程。(4)电铁供电项目3项,为白阿铁路乌兰浩特牵引站、长西铁
路突泉牵引站、长西铁路太本牵引站3个220 kV外部供电工程。
3.2.3 66 kV电网项目情况
“十三五”期间,66 kV电网项目共计73项,总投资10.98亿元。
新建及改造变电站46座,新建及改造线路1 128.45 km。已开展
前期工作15项,规划阶段58项。
3.3 “十三五”电网规划规模
“十三五”期间,兴安电网将形成完善的500 kV网架结构,
500 kV线路长度为1 888 km,同比增长405%;变电容量与
“十二五”期间相当,同比增加1座开关站。220 kV线路长度为
2 063 km,同比增长68.5%;变电容量288万kVA,同比增长
240%;变电站增加7座,开关站增加1座。220 kV和66 kV容载
比分别达到2.4和2.3,继续保持较高数值。66 kV和10 kV供
电半径实现21 km和27 km,保持持续缩短的态势。规划固定
资产投资78.34亿元,电网供电能力持续增长。全网整体供电能
力和装备水平在2020年达到国内中等发达地区水平。
4 建议
4.1 电网建设适度超前
纵观“十二五”电网发展,电网建设对地方经济的拉动明显。兴
安地区的风电供热、矿产开采、金属冶炼等行业崛起,地区新增负
荷迅猛。同时,清洁能源的建设也随电网不断跟进,所以,电力建
设对地方经济的促进具有决定性的作用。
4.2 强化基建管理,克服征拆矛盾
由于基建程序复杂,土地资源稀缺,还有广大民众依法维权意
识的不断提高,导致征地拆迁成为电网建设的突出矛盾。所以应将规划、前期、施工,一体化统筹安排,最大限度降低拆迁难度[5]。
此外,依法征占地更是基建工作的重中之重,因此,争取各级政府
部门的支持和理解,也是推进工程进度的重要手段。
4.3 借助需求侧,做强电网
兴安电网负荷发展缓慢且总量较小,突破电网投资瓶颈无外
乎从两个方面着手:一个是电网结构方面,加快布点,提升电压可
考虑和供电可靠性;一个是从电源发展着手,打造送出型电网。
5 结语
电网规划是电网发展的大纲,是对未来的战略性纲领,当前电
网发展环境,对规划工作提出较高的要求,规划的内涵一定要具
有项目落地的前瞻性,规划深度必须要考虑国土、市政、林业、环
保、矿产等现状与规划,避让敏感区域,确保规划项目有效落地。
参考文献
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[2]曹惠彬.国家电网公司“十二五”通信网规划综述[J].电力系统
通信,2011(5):1-6.
[3]张涛.电网可靠性分析与电网规划项目后评估研究[D].华北电
力大学(北京),2010.
[4]覃琴,郭强,周勤勇,等.国网“十三五”规划电网面临的安全稳
定问题及对策[J].中国电力,2015(1):25-32.
[5]杨加义.城市电网规划与城市建设规划的融合论究[J].中国电
力教育,2011(36):78-79.
转和反转正式电动机。机床的工作平台需要前进和后退,使工件
能够在合适的位置进行加工,机床的工作平台的运动也是通过电
动机来控制。起重机吊钩的上升与下降,机床工作台的前进与后
退等等。由电动机原理可知,只要把电动机的三相电源进线中的
任意两相对调,就可改变电动机的转向。因此正反转控制电路实
质上是两个方向相反的单相运行电路,为了避免误动作引起电源
相间短路,必须在这两个相反方向的单向运行电路中加设必要的
互锁。按照电动机可逆运行操作顺序的不同,就有了“正-停-反”
和“正-反-停”两种控制电路。
以前的电动机的正转反转控制电路需要用继电器系统,改进
的系统用PLC代替继电器,同样实现正转反转的功能。主要分为3
个步骤:第一步,更改输入输出接线口,并画出接线图;第二步,部
编写梯形图吗,即控制正反转的程序；第三步,接线,实现正反转
的控制。
KM1是控制电动机正转的线圈,KM2是控制电动机反转的线
圈。在输入端,输入有电源,不需要接电源,但是在输出端没有电
源,需要接220 V的交流电。梯形图中,X1、X2和X3分别代表3个按钮,Y1、Y2分别代表继
电器的KM1和KM2。
3 结语
电动机在工业上有着广泛的应用。基于PLC控制的步进电动
机具有设计简单、实现方便、参数设计置灵活等优点。该文阐述了
用PLC控制步进电机系统的原理,及硬件和软件设计方法。其内
容主要包括I/O地址分配、梯形图。该文设计过程中使用了16位移
位寄存器,大大简化了程序的设计,使程序更间凑,方便了设计,
在实际应用中表明此设计是合理有效的。
参考文献
[1]
黄中玉.PLC应用技术[M].北京:人民邮电出版社,2009.
[2]胡伟轩.电工技术[M].湖北:华中科技大学出版社,2010.(上接26页).com.cn. All Rights Reserved.
