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网络教育学院本科生毕业论文（设计）题目：异步电动机Y/△启动、能耗制动PLC控制学习中心：层次：高起专专业：电力系统自动化技术年级： 2012年秋季学号： 101055228451学生：指导教师：完成日期： 2012年月 01 日内容摘要PLC在三相异步电动机控制中的应用，与传统的继电器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、灵活性强、功能完善等优点。
长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。
它能够为自动化控制应用提供安全可靠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求。
本文设计了三相异步电动机的PLC控制电路，PLC采用三菱公司PLC产品FN1N-14MR-001：8输入点,6点继电器输出(直流供电)。
本文主要研究了异步电动机的ㄚ-Δ减压启动和能耗制动控制的继电器控制，画出及其相应的输入输出接线图，根据继电器控制电路图画出PLC控制梯形图，最后给出控制指令。
关键词：PLC；ㄚ-Δ减压起动；异步电动机；能耗制动内容摘要 (I)1前言 (1)2PLC基础 (2)2.1 PLC的定义 (2)2.2 PLC与继电器控制的区别 (2)2.3 PLC的工作原理 (2)2.4 PLC的应用分类 (3)2.5 本文设计PLC的选择 (3)3三相异步电动机的ㄚ-△减启动、能耗制动控制 (5)3.1直接启动和Y-△减压启动 (5)3.2 三相异步电动机ㄚ-△减压启动、能耗制动的继电器控制 (5)3.3三相异步电动机ㄚ-△减压启动、能耗制动PLC控制 (6)3.3.1 PLC控制I/O地址分配和接线图 (6)3.3.2 PLC控制I/O梯形图和指令表 (7)3.4三相异步电动机使用PLC控制优缺点 (6)4结论 (10)参考文献 (11)三相异步电动机的应用几乎涵盖了农业生产和人类生活各个领域，在这些应用领域中，三相异步电动机常常运行在恶劣的环境下，导致产生过流、短路、断相、绝缘老化等事故。
项目三 三相异步电动机降压启动控制接线与调试降压起动适用于容量大于或等于20kW 并带轻载的工况。
由于轻载，故电动机起动时电磁转矩很容易满足负载要求。
主要问题是起动电流大，电网难以承受过大的冲击电流，因此必须降低启动电流。
掌握定子串电阻降压启动控制线路、延边三角启动、Y/Δ启动控制线路以及自耦变压器降压启动控制线路。
三相绕线式异步电动机的启动控制的设计和原理 能正确识别、选用、安装和调节时间继电器。
能正确安装和操作Y -△形降压启动控制电路。
一、三相异步电动机的启动1、三相异步电动机对启动的要求 （1）电动机有足够大的启动转矩。
（2）一定大小启动转矩前提下，启动电流越小越好。
（3）启动所需设备简单，操作方便。
（4）启动过程中功率损耗越小越好。
2、鼠笼式异步电动机的启动（1）直接启动（全压启动）启动时加在电动机定子绕组上的电压为额定电压。
三相异步电动机直接启动的条件（满足一条即可），如图3-1所示。
①容量在7.5KW 以下的电动机均可采用。
②由专用变压器供电时，电动机的容量小于变压器容量的20%。
③可用经验公式粗估电动机是否可直接启动()()kV A 344kW st NI I ⋅≤+⨯供电变压器容量启动电动机功率优点：所需启动设备简单，启动时间短，启动方式简单、可靠，所需成本低。
缺点：启动电流很大，对电动机及电网有一定冲击。
（2）降压启动在电动机启动时降低定子绕组上的电压，启动结束后加额定电压的启动方式。
降压启动能起到降低电动机启动电流的目的，但由于转矩与电压的平方成正比，因此降压启动时电动机的转矩减小较多，故只适用于空载或轻载启动。
①电阻（或电抗）降压启动降压启动方式是指在启动过程中降低其定子绕组端的外施电压，启动结束后，再将定子绕组的两端电压恢复到额定值。
这种方法虽然能达到降低启动电流的目的，但启动转矩也减小很多，故此法一般只适用于电动机的空载或轻载启动，具体方法：图3-2 定子串电阻降压起动三相笼形异步电动机启动时，在电动机定子电路串入电阻或电抗器，使加到电动机定子绕组端电压降低，减少了电动机上的启动电流。
新疆大学实习（实训）报告实习（实训）名称：电气控制与PLC综合实践学院：电气工程学院专业、班级：电气12-3班指导教师：努尔哈孜娄毅报告人：宋文峰学号：20122101218时间：2015年6月24日--7月5日实验部分1三相异步电动机正反转的PLC控制实验1.1 实验目的1. 了解实验线路中各个设备和元器件的结构，工作原理及使用方法。
2. 通过对三相异步电动机正反转控制线路的接线，掌握由电路原理图接成实际操作电路的方法。
3. 掌握三相异步电动机正反转控制线路的工作原理和接线方法。
4. 熟悉线路故漳的分析及排除故障的方法。
1.2 实验设备1、FX2N系列可编程序控制器主机；2、计算机一台；3、编程软件SWOPC-FXGP;4、电机一台；继电器4个导线若干。
1.3 设计要求按下按钮SB1电机启动，经过五秒后给电机断电两秒，之后电机自行启动并转向发生变化，按此过程循环，再按一下按钮SB1，电机停止运行。
1.4设计思想要想实现三项异步电机的正反转只需改变其任意的两项。
可以用PLC通过对继电器的控制来控制电机的转向。
例如，当PLC使控制正转的继电器的线圈通电，使得其常开触点接通，从而使得电路中的正传线路与电机接触，实现正转。
在电路换向和电机连接方式转换过程中，有可能产生的两个接触器瞬间同时工作引起安全隐患的问题，所以需要考虑在转换电机运行状态时，需要加入一定的时间，来确保避免此类事件的发生。
1.5硬件设计通过对上述内容的分析，可以确定有一个输入，两个输出。
表1-1 PLC I/O地址分配表1.6异步电机的主电路图实验的主电路图如图1-1所示:图1-1 三相异步电机正反转控制实验的主电路图KM1是继电器1的常开触点，用来控制电机的正转；KM2是继电器2的常开触点，用来控制电机的反转。
1.7程序设计实验梯形图设计如下：图1-2 三相异步电动机正反转控制梯形图1.8 总结电机正反转在工业的各个领域中平凡的出现,那么控制其方法也就有多种,例如常规继电器控制,PWM技术控制,PLC技术控制与他们进行比较有他自己的优势,采取PLC技术控制电机的正反转控制简单,可靠性高,价格低廉.这里编写的电机控制子程序，可以直接移植于三相异步电机的类似控制场合，尤其用于一些小型的控制系统。
对于一些大型的控制系统中控制要求较多的电机控制，要考虑程序的全面性和可重复性，这样的程序实现就显得相对薄弱，可以设计一些更佳的程序来满足更高的要求。
2 十字路口交通指示灯的PLC控制实验2.1 实验目的1、了解实验线路中各个设备和元器件的结构，工作原理及使用方法。
2、通过对十字路口交通等信号控制系统的控制线路的接线，掌握由电路原理图接成实际操作电路的方法。
3、掌握十字路口交通等信号控制系统的控制的工作原理。
4、熟悉线路故漳的分析及排除故障的方法。
2.2 实验设备1、PLC实验板一块。
2、十字路口交通等试验模板一块3、连接导线一套。
4、GXDEVELOPER软件2.3 实验内容2.3.1 控制要求开关合上后，东西绿灯亮若干秒后闪三次灭；黄灯亮若干秒后灭；红灯亮若干秒；然后绿灯亮，如此循环对应东西绿，黄灯亮时南北红灯亮，接着绿灯亮若干秒后闪三次灭；黄灯亮若干秒后，红灯又亮，如此循环。
2.3.2 输入I/O分配输入I/O分配如表2-1所示：表2-1 输入I/O分配2.3.3输出I/O分配输出I/O分配如表2-2所示:2.4 解决思路交通信号灯控制貌似复杂，其实设计过程中只要能把握好逻辑关系，适当的使用PLC时间控制功能，就可以很好的实现设计要求。
简要的说解决这个问题主要是做好以下工作。
1、确定PLC的输入输出点数；2、理清各个输出之间潜在的逻辑关系3、确定控制的顺序实现通过PLC点数的确定，可以完成对所需PLC的选型，同时对于逻辑控制为主的系统编程，只要将控制的逻辑了解清楚，可以说就已经完成一半的编程工作了.2.5 顺序功能图顺序功能图如图2-1 所示：图2-1 顺序功能图2.6梯形图梯形图如图2-2所示：图2-2 梯形图2.7 语句表程序语句表如图18所示：图2-3 语句表2.8总结本次实验的重点就是对延时计时器的使用，对于与时序有关的逻辑控制问题。
不管是交通灯的控制，还是工业应用中对一些有时间关联的控制设备的连锁控制，计时器的熟练应用是解决这类问题的关键，最好的办法就是在设计程序前，先将各个信号之间的时序图准确的画出来，这样在编程时就能提供给自己一个清晰的思路。
3 天塔之光实验3.1 实验目的1、了解实验线路中各个设备和元器件的结构，工作原理及使用方法。
2、通过对天塔之光的控制线路的接线与plc控制，掌握由电路原理图接成实际操作电路的方法。
3、掌握天塔之光控制系统的控制的工作原理。
4、熟悉线路故漳的分析及排除故障的方法。
3.2 实验设备1、台式PLC实验装置一台。
2、天塔之光控制系统实验模板一块。
3、连接导线一套。
3.3 实验内容3.3.1控制要求启动开关X0接通后，首先L1点亮2s,接着L2,L3,L4,L5亮2s后灭，L6,L7,L8,L9,亮2s，后所有灯亮。
如此循环下去。
3.3.2 I/O分配I/O输出如表3-1所示:表3-1 I/O输出分配表3.3.3接线L1接主机的Y1；L2,L3,L4L5,分别接主机的Y2,Y3,Y4,Y5点；L6,L7,L8,L9,分别接主机的Y6,Y7,Y10,Y11点。
主机的X0为启动开关.3.4顺序功能图顺序功能图如图3-1所示：图3-1 顺序功能图3.5实验梯形图实验梯形图如图3-2所示:图3-2 梯形图3.6 实验过程分析当启动开关（X0）闭合时，L1灯亮（Y1动作并保持，计时T1开始计时），2s后，L1,L2,L3,L4,L5,同时亮（Y1,Y2,Y3,Y4,Y5动作并保持，T2开始计时）2s 后L2,L3,L4,L5同时灭（Y2,Y3,Y4,Y5断开）而L6,L7,L8,L9灯亮（Y6,Y7,Y10,Y11动作并保持，T2开始计时），2s后L1--------L9同时亮。
然后L1(Y0)亮，其他的都灭。
如此循环。
3.7 总结因为本次实验需要循环，所以本次设计我们采用顺序功能图。
因为在执行一个过程中有些灯要开，而有些灯要关，所以我们采用了SET,RST指令。
设计中还需要用到延时，所以我们还需要考虑定时器复位的问题。
设计性实验部分4 三相异步电动机降压启动与能耗制动的PLC控制4.1 实验目的1、掌握可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。
2、进一步熟悉常用设备、元器件的类型和特征，并掌握合理运用原则和使用方法，培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
3、借助课程设计中的对三相绕线式转子异步电动机转子串电阻启动PLC设计，提高和掌握可编程序控制器的各种实际应用的能力。
4、综合运用所学的理论知识独立完成一个课题，培养学生独立分析和解决实际问题的能力,学会撰写课程设计总结报告4.2 实验设备1、西门子系列可编程序控制器主机2、计算机一台3、编程软件SWOPC-FXGP4、电机一台，继电器4个，导线若干4.3 实验要求1、分析电动机可逆运行、能耗的控制电路，做出程序框图，根据电气控制原理图做出I/O地址分配图，做出PLC硬件接线图。
2、将电气控制电动机的可逆运行、能耗制动的控制电路改造成PLC控制，用S7—200编程降压启动与能耗制动PLC程序梯形图。
3、按照电路图接好PLC控制电动机可逆运行与能耗制动的控制电路的电路板。
4、利用实验室现有可编程控制器进行模拟实验。
5、启动采用降压启动，启动电阻全部接入电路中，在启动过程中，启动电阻被短接切除，正常运行时所有外接启动电阻全部切除。
具体操作要求：按下启动按钮SB2主电路的主触点闭合，自锁，延时5S，电阻切除，启动完成。
6、在停止时采用能耗制动。
按下制动按钮SB1后，线圈KM2断开，电路回路经过变压器与直流电源，电机逐渐消耗能量完成电机的降速，同时延时5s后延时开关KT1断开，线圈KM3断电，电机回路断开，电机完全停止转动，从而完成电机的能耗制动。
4.4 线路的主控电路图实验的主电路如图3-1所示：图4-1 相异步电动机降压启动与反接制动的PLC控制实验主电路图实验的控制电路如图3-2所示：图4-2 三相异步电动机降压启动与反接制动的PLC控制实验控制电路图4.5 输入、输出I/O分配表输入、输出分配表如表4-1所示：表4-1 I/O分配表4.6 I/0端子分配图I/O端子分配如图4-3所示：图4-3 I/O端子分配图4.7 梯形图梯形图如图4-4所示：图4-4 梯形图4.8语句表语句表如图4-5所示：图4-5 语句表4.9仿真结果仿真结果如下图4-6至图4-9所示：图4-6降压启动图4-7正常运行图4-8 能耗制动图4-9 电机完全停止运行4.10 程序在PLC实际接线与运行实际接线图与运行如图4-10、图4-11所示：图4-9实际接线与运行图1图4-10实际接线与运行图24.11 PLC工作流程PLC工作流程如表4-2所示：表4-2 程序工作流程表4.12 设计性实验总结通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、产品的能力。
既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。
在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和INTERNET成了我们很好的助手。
在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。
我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益匪浅。
在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题，有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决，自然而然，我的耐心便在其中建立起来了，为以后的功能工作积累了经验，增强了信心。
考核部分5 数字显示控制实验5.1 实验目的利用plc实现数字显示控制梯形图程序。
5.2 实验设备1、FX2N型PLC一台2、LED灯实验模板一块3、连接导线若干4、异步电动机一台5、七段数码管一个。
5.3 实验要求5.3.1 控制要求数字显示控制：按下启动按钮后，七段数码管显示1，过5s后显示2，过5s 后显示3，过5s后显示4，过5s后显示0，画出连接线，接外设并调试通过。
5.3.2 I/O分配表5-1 I/O分配表5.3.3 解决思路顺序启动是此控制的基础，设计过程中只要能把握好逻辑关系，适当的使用PLC时间控制功能，就可以很好的实现设计要求。
简要的说解决这个问题主要是做好以下工作。
1、确定PLC的输入输出点数；2、理清各个输出之间潜在的逻辑关系3、确定控制的顺序实现通过PLC点数的确定，可以完成对所需PLC的选型，同时对于逻辑控制为主的系统编程，只要将控制的逻辑了解清楚，可以说就已经完成一半的编程工作了.5.4梯形图梯形图如图5-1所示:图5-1 梯形图5.5指令表指令表如图5-2所示:LD X1OR Y1ANI X2OUT Y1OR T1LD T1ANI X3OUT Y2OR T2LD T2ANI X4OUT Y3OR T3LD T3ANI X5OUT Y4OR T4LD T4OR X5OUT Y5图5-2 指令表5.6 考核试验总结不管是电机的控制，还是工业应用中对一些有时间关联的控制设备的连锁控制，计数器的熟练应用是解决这类问题的关键，最好的办法就是在设计程序前，先将各个信号之间的时序图准确的画出来，这样在编程时就能提供给自己一个清晰的思路。
