断电延时带直流能耗制动的星三角降压启动控制线路改造.doc

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电子设备装接工（国家职业资格二级）论文
断电延时带直流能耗制动的星三角降压启动控制线路改造
宽城职教中心 丁海宝
摘要：随着科学技术的飞速发展，在现代生活中，PLC对在断电延时型星-三角降压启动带直流能耗制动控制线路的改造。针对PLC日益得到广泛的应用现状，文章介绍了PLC对在断电延时型星-三角降压启动带直流能耗制动控制线路的改造，并给出其PLC控制系统的接线图和梯形图程序设计。与传统继电器在电动机方面相比具有显著的优势，该设计具有可编程性，线路简单，可靠性高等特点，提高了系统的灵活性及扩展性，仿真结果验证了该设计的到控制要求，有参考价值和实用价值。
关键词：PLC 断电延时 制动控制 电动机 程序编程
1引言
随着社会经济的迅速发展，人们对物质生活的要求也越来越高。经济的迅速发展也给科技的发展带来更大的动力，各种电动机的控制线路改造在各大城市不断出现更新换代。在工业上原来的电力拖动控制，然而现在用PLC程序来控制电动机是与其不可缺少的地位成为一道亮丽的风景线。其中用PLC控制的Y-△降压启动简单经济，省空间，数字化控制的应对，在这样的状况下，PLC对在断电延时型星-三角降压启动带直流能耗制动控制线路的改造成为工业上的发展飞越。
电动机本身及其负载机械设备带来不利影响,因此常常采用降压起动Y-△降压起动、自耦变压器起动和延边三角形起动,其中,使用比较普遍。传统的Y-△降压起动采用继电器-接触器控制,但由于其操作复杂、可靠性低等缺点,必将被PLC控制所取代.
2 PLC的概述
2．1 PLC的构成
Programmable Controller）简称PLC，从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
2.2 PLC的工作原理
最初研制生产的PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置，但这两者的运行方式是不相同的：
继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点(包括其常开或常闭触点)在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。
PLC的CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作。
2.3 PLC的主要特点
2.3.1高可靠性
（1）所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。
（2）各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms.
（3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。
（4）采用性能优良的开关电源。
（5）对采用的器件进行严格的筛选。
（6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况， CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。
（7）大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。
2.3.2丰富的I/O接口模块
PLC针对不同的工业现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等。有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备，如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀等直接连接。 另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。
2.3.3采用模块化结构
为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU，电源，I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
2.3.4编程简单易学
PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。
2.3.5安装简单，维修方便
PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。
由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速 复运行。
2.4 PLC的功能
2.4.1逻辑控制
2.4.2定时控制
2.4.3计数控制
2.4.4步进(顺序)控制
2.4.5 PID控制
2.4.6数据控制：PLC具有数据处理能力。
2.4.7通信和联网
2.4.8其它：
PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT模块。
3 时带直流能耗制动的星三角降压启动控制线路
3.1断电延时带直流能耗制动的星三角降压启动控制线路

整定时间：5S±1S
图为断电延时型 Y-△降压启动带直流能耗制动控制电气原理图
见图1-1
3.2工作原理：合上电源开关QS。
按下SB2→KT线圈得电→KT动合触点闭合→KM3线圈得电→KM3动断触点断开，KM2的连锁回路，KM3主触点闭合→电动机接成Y形，KM3动合触点闭合→KM1线圈得电→KM1主触点闭合, KM1动合触点闭合自锁→电动机M接成Y形得电降压启动。
KM1动断触点断开→KT线圈失电（整定时间±5S后）断开→KM3主触点断开，切断电动机Y形接法，KM3动合触点断开，KM3动断触点恢复闭合→KM2线圈得电→KM2主触点闭合，KM2动断触点断开，KM3连锁回路→电动机接成△形全压运行。
KM3动断触点断开
当按下SB1时，KM1和KM2线圈失电解除△全压运行，同时KM3和KM4线圈得电电动机能耗制动；放开SB1，电动机停车和能耗制动结束。
3.3输入／输出I/0分配表和接线图
3.3.1 PLC对在断电延时型星-三角降压启动带直流能耗制动控制线路的改造I/O分配表

3.3.2PLC接线图

3.4梯形图设计
根据电路图的控制要求和I/O分配表，设计出PLC程序控制梯形图，如图1-4所示。

梯形图 图1-4
根据I/O接线图和梯形图分析得出的操作步骤：
程序说明：当按下SB2（X0）时，Y1线圈得电并自锁，同时接通Y2、T0,此时，KM1、KM2得电，电动机星形启动，T0同时开始计时，定时正整定时间（5S）到后，T0常开触点接通Y3，Y3线圈得电并自锁，常闭触点断开对T0的联锁。此时KM3得电，电动机三角形全压运转。
当按下SB1（X1）时，Y4线圈得电，Y4常开触点接通，实行电动按钮，以提供直流通道。驱动外接接触器在电动机停止交流电此时电动机完成停车与制动的过程。外部接触器接线时，接触器间应相互联锁以防短路。
3.5根据梯形图可以写出下列的指令表，见表1-5所示。

表1-5

4总结
通过这次的毕业设计,大大提高了我对知识的了解程度,增强了我对设计系统分析能力,在老师的指导和同学的合作下,我掌握了更加多的东西,独立思考能力也大大的增强.只有亲手去做了。亲身去体会了,我们才能更好得把我们所学到的知识更好的利用,才能更加得心应手的去做好自己想做的事情,这次毕业设计,使我真切的感受到了自己的不组,使我更加地去热爱学校.我们马上就要他入社会了,尽然会遇到各种各样的人,必然还有好多的东西要去学。以我个人的体会,在社会和经济飞速发展的今天,如果没有一个灵活的头脑,和独立思考的自学能力,我们几乎就无法在这个社会的很好的生存,更何况我们还有远大的理想，又怎么会去实现呢?
PLC的应用领域是宽阔的,还有许多领域急待开拓,如用于还管过境车辆认证、自动售票在我国已有实例。另外，在离散时间冬天系统中，如公路网交通流、物流系统及一切非标准随服务系统中，均可以采用PLC。建模或采取对策并优化，PLC的前途一片美好，一切悲观的论文是站不住脚的，至于技术进步，PLC与其它技术融合至消失，那还需要一定的时间！
21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成火会更多得应用于可遍程序控制器设计和制造上。会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进异步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的规格更齐全，完美的人机截面、完备的通信设备会更好地使用各种工业控制场合的需求；从时常上看。各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际时常的局面，回出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程序控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程序器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS中已有大量的可编程序器应用。伴随着计算机网络的发展，可遍程序作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
5致谢
本论文是在老师的悉心指导下完成的,论文从选题到写作,老师都给予了精心的指导和极大的帮助。通过这次学习的机会,好好地总结一下我在学校所学的各门课程,将它们分化理解,合理分类，融会贯通。这次论文设计,老师给予我们许多帮助,同时也为我指明了方向。
对当前PLC应用领域有了更深入的了解。期间我通过翻阅和搜集大量的资料中，并懂得了如何把自己所学的知识融合到实际中去。为我们成为技术性人才打下良好基础。最后感谢学校领导和老师们的辛勤栽培，为我们打下电气自动化生产设备专业知识的基础；人生处处是驿站，已是挥手作别之时，在此，向所有帮助过我的老师们，同学们，朋友们献上我最诚挚的谢意！
参考文献
（1）庞广信. 可编程控制器技术应用. 化工工业出版社
（2）范贻潘. 电路拖动控制线路与技能训练（第四版） 中国劳动社会保障出版社
（3）三菱FX2N系列可编程控制使用手册
（4）王永华. 《现代电气控制及PLC应用技术》北京航空航天大学出版社（第2版）
（5）张华龙《电气控制入门》
（6）郑丹丹《控制系统梯形图和语句表》
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