大连理工15秋《可编程控制器》大作业：三相异步电动机正反转控制解答.doc

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本文档为大连理工大学2015年秋季学期《可编程控制器》课程的大作业解答，内容涉及三相异步电动机的正反转控制方案及其实现。 ### 大工15秋《可编程控制器》大作业-三相异步电动机正反转控制答案 #### 1. 可编程控制器（PLC）概述 可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC），是一种专为工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用可编程序的存储器，在内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入输出控制各种类型的机械或生产过程。 **1.1 发展历程** 自20世纪70年代初以来，PLC经历了快速的发展。最初，它是作为传统的继电器控制系统替代品出现的，主要用于解决工业现场设备控制的需求。随着微处理器技术的进步和计算机技术的发展，PLC的功能日益强大，并逐渐扩展到数据处理、通信联网等领域，成为现代自动化系统中的核心部件之一。 **1.2 主要性能指标** - **IO点数**: 指PLC所能接入的最大输入输出数量。 - **扫描速度**: PLC完成一次完整循环所需的时间。 - **存储容量**: 包括用户程序存储器和工作数据存储器的总容量。 - **编程语言**: 常见的有梯形图、指令表、结构文本等。 **1.3 分类** 根据规模大小，PLC可以分为小型、中型和大型。小型PLC适用于简单的控制任务，而中型和大型则适合复杂的控制系统需求。 **1.4 特点与功能** - **可靠性高**: 具有强大的抗干扰能力。 - **灵活性好**: 可通过软件调整控制策略。 - **易于维护**: 模块化设计便于故障诊断和维修。 - **实时性强**: 能够满足工业控制所需的实时性要求。 **1.5 应用领域** PLC广泛应用于汽车制造、石油化工、电力、冶金、轻工等行业中的各种自动化控制系统中。 #### 2. 三相异步电动机正反转控制 **2.1 设计方案** 本设计选取西门子S7-200系列PLC作为控制核心，实现对三相异步电动机的正反转控制功能。 **2.2 主电路和继电器控制电路图设计** - **主电路**: 由电源、接触器KM1（用于正转）、接触器KM2（用于反转）、热继电器FR及三相异步电机组成。当KM1闭合时，电动机正转；当KM2闭合时，电动机反转。 - **继电器控制电路**: 使用PLC进行逻辑控制，实现正反转切换功能。其中X0为启动按钮，X1为停止按钮；Y0对应KM1，Y1对应KM2。 **2.3 输入输出继电器及其它编程元件的地址分配** - **输入继电器** - X0: 启动按钮 - X1: 停止按钮 - **输出继电器** - Y0: 正转接触器KM1 - Y1: 反转接触器KM2 **2.4 IO口接线图** [此处应附上IO口接线图，因文字描述限制无法呈现，请参考实际设计文档] **2.5 PLC控制程序** - **梯形图**: 使用梯形图语言绘制PLC控制程序。具体图形需要根据实际情况绘制。 - **语句表**: 使用STL语言编写程序代码，例如： ``` LDI X0 AND X1 OUT Y0 ... ``` **2.6 程序解释** - **启动过程**: 当按下启动按钮X0时，PLC检测到信号变化，使正转接触器KM1通电，电动机开始正转。 - **反转过程**: 若要实现反转，则首先停止电机运转。然后按下反转按钮，使反转接触器KM2通电，从而使电动机开始反转。 - **停止过程**: 按下停止按钮X1时，断开所有接触器，使得电动机完全停止。 #### 3. 总结 通过此次设计作业，我们不仅深入了解了PLC的工作原理及其在工业自动化领域的应用，并且掌握了如何使用PLC来实现对三相异步电机的正反转控制。实际操作中发现合理规划IO接口分配、精确绘制电路图及编写控制程序是实现预期目标的关键步骤。此外，在整个控制系统稳定可靠运行的前提下，还需要注意安全措施设置。 ### 结语 本次作业通过全面介绍PLC的基本概念、发展历程和性能指标，并以具体的三相异步电机正反转控制为例，详细说明了设计方案的制定过程、电路图绘制方法以及程序编写流程。希望这些内容能够帮助读者更好地理解和掌握PLC在实际工程中的应用技术。