plc控制电机论文

plc控制电机论文（9篇）

1.plc控制电机论文 篇一

河北化工医药职业技术学院毕业论文

第1章 绪论

三相异步电动机的应用几乎涵盖了工农业生产和人类生活的各个领域，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。对于应用于大型工业设备重要场合的高压电动机、大功率电动机来说，一旦发生故障所造成的损失无法估量。

在生产过程，科学研究和其他产业领域中，电气控制技术应用十分广泛。在机械设备的控制中，电气控制也比其他的控制方法使用的更为普遍。

本系统的控制是采用PLC的编程语言——梯形语言，梯形语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能，使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路。可编程控制器使一种数字运算操作的电子系统，它是专为在恶劣工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算、顺序控制，定时、计数和算术等操作的指令，并采用数字式、模拟式的输入和输出，控制各种的机械或生产过程。

可编程序控制器（PLC, Programmable Logic Controller）是采用微电脑技术制造的自动控制设备。他以顺序控制为主，回路调节为辅，能完成逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能。

随着PLC技术的发展，其功能越来越多，集成度越来越高，网络功能越来越强，PLC与上位PC机联网形成的PLC及其网络技术广泛地应用到工业自动化控制之中，PLC集三电与一体，具有良好的控制精度和高可靠性，使得PLC成为现代工业自动化的支柱。PLC的生产厂家和型号、种类繁多，不同型号自成体系有不同的程序语言和使用方法，本文拟就用日本立石公司生产的OMRON C20p型PLC，设计几个PLC在相异步电机控制中的应用，与传统的继电器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点，可作为高校学生学习PLC的控制技术的参考，也可作为工业电机的自动控制电路。

PLC在三相异步电机控制中的应用

第2章 设备规范及简要特性

2.1 概况

三相异步电机(Triple-phase asynchronous motor)是靠同时接入380V三相交流电源(相位差120度)供电的一类电动机，由于三相异步电机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转，存在转差率，所以叫三相异步电机锅炉参数和主要技术数据。与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。

随着PLC成本的降低和应用日益广泛，三相异步电动机的常规控制应用PLC技术越来越成为现实。三相异步电动机根据工作要求不同，主要进行降压启动、正反转、自动循环、制动、变速等不同控制，该设计要求把对电动机的上述控制采用PLC控制来实现，使系统的性能更完善，PLC是用来取代传统的继电器控制的，与之相比，PLC在性能上比继电器控制逻辑优异，特别是可靠性高、设计施工周期短、调试修改方便、而且体积小、功耗低、使用维护方便。作电动机运行的三相异步电机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。

2.2 PLC简述

2.2.1 PLC的基本概念

可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。PLC自1966年出现，美国，日本，德国的可编程控制器质量优良，功能强大。

2.2.2 PLC的基本结构

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PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：

1.电源

PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去

2.中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。

为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。3.存储器

存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。

存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。4.输入输出接口电路

(1)现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。

(2)现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。

5.功能模块

如计数、定位等功能模块

6.通信模块 如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等 2.2.3 PLC机型的选择 1.PLC的容量应为多大？ 2.选择什么公司的PLC及外设？

目前各个厂家生产的PLC其品种、规格及功能都各不相同。由于本设计的需要我选择了日本松下电工公司的FP系列PLC，即FP0,FP0是超小型PLC、之所以选择这款PLC，是因为其产品有以下三个特点：

(1)丰富的指令系统，有将近200条指令。(2)有强大通信功能。

PLC在三相异步电机控制中的应用

(3)CPU处理速度快。

2.3 三相异步电机的结构简述

2.3.1 定子（静止部分）1.定子铁心

作用：电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。

构造:定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组。

定子铁心槽型有以下几种：

半闭口型槽：电动机的效率和功率因数较高，但绕组嵌线和绝缘都较困难。一般用于小型低压电机中。

半开口型槽：可嵌放成型绕组，一般用于大型、中型低压电机。所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。

开口型槽：用以嵌放成型绕组，绝缘方法方便，主要用在高压电机中。2.定子绕组

作用：是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。

构造：由三个在空间互隔120°电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。

定子绕组的主要绝缘项目有以下三种：（保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘）。

(1)对地绝缘：定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。(2)相间绝缘：各相定子绕组间的绝缘。(3)匝间绝缘：每相定子绕组各线匝间的绝缘。电动机接线盒内的接线：

电动机接线盒内都有一块接线板，三相绕组的六个线头排成上下两排，并规定上排三个接线桩自左至右排列的编号为1（U1）、2（V1）、3（W1），下排三个接线桩自左至右排列的编号为6（W2）、4（U2）、5（V2），.将三相绕组接成星形接法或三角形接法。凡制造和维修时均应按这个序号排列。

3.机座

作用：固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。构造：机座通常为铸铁件，大型异步电动机机座一般用钢板焊成，微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积，防护式电机的机座两端端盖开有通风孔，使电动机内外的空气可直接对流，以利于散热。

2.3.2 转子（旋转部分）1.三相异步电动机的转子铁心：

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作用：作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。

构造：所用材料与定子一样，由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成，硅钢片外圆冲有均匀分布的孔，用来安置转子绕组。通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。一般小型异步电动机的转子铁心直接压装在转轴上，大、中型异步电动机（转子直径在300~400毫米以上）的转子铁心则借助与转子支架压在转轴上。

2.三相异步电动机的转子绕组

作用：切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。

构造：分为鼠笼式转子和绕线式转子。

鼠笼式转子：转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。若去掉转子铁心，整个绕组的外形像一个鼠笼，故称笼型绕组。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组，对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。鼠笼转子分为：阻抗型转子、单鼠笼型转子、双鼠笼型转子、深槽式转子几种，起动转矩等特性各有不同。

绕线式转子: 绕线式转子：绕线转子绕组与定子绕组相似，也是一个对称的三相绕组，一般接成星形，三个出线头接到转轴的三个集流环上，再通过电刷与外电路联接。

特点：结构较复杂，故绕线式电动机的应用不如鼠笼式电动机广泛。但通过集流环和电刷在转子绕组回路中串入附加电阻等元件，用以改善异步电动机的起、制动性能及调速性能，故在要求一定范围内进行平滑调速的设备，如吊车、电梯、空气压缩机等上面采用。

2.3.3三相异步电动机的其它附件 1.端盖：支撑作用。

2.轴承：连接转动部分与不动部分。3.轴承端盖：保护轴承。4.风扇：冷却电动机。

PLC在三相异步电机控制中的应用

第3章 PLC在电机控制中的应用

3.1 控制方面

1.控制方案设计。根据电动机在实际工作时的常见控制要求，设计出2—3套控制方案。

2.硬件设计。对控制系统所需标准件进行选型和非标件设计。3.控制程序设计。

（1）三相异步电机的正反转控制

要求当按下正转按钮，电机连续正转，此时反转按钮不起作用（互锁），按下停止 按钮电机断开电源，按下反转按钮电机连续反转，正转不起作用。图3.1所示为三相异步电机的正反转控制原理图及指令、梯形图。

图3.1 三相异步电机的正反转控制原理图及指令、梯形图

（2）三相异步电机Y—△启动

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要求起动时电机接成Y型，经过一段时间自动转化为△形运行，要求Y形断开后△形才能启动，防止Y形未断△形启动造成电源短路。图3.2所示是三相异步电机Y—△启动控制原理图及指令、梯形图。

图3.2 三相异步电机Y—△启动控制原理图及指令、梯形图

（3）三相异步电机时间控制

要求第1台电动机M1启动5s后，第2台电动机M2自动启动，只有当第2台M2停止后，经过5s延时，M1自动停止。图3.3所示是三相异步电机时间控制原理图及指令、梯形图。

PLC在三相异步电机控制中的应用

图3.3 三相异步电机时间控制原理图及指令、梯形图

（4）程序的写入与运行

将PLC联上编程器并接通电源后，PLC电源指示灯亮，将编程器开关打到“PROGRAM”位置，这时PLC处于编程状态。编程器显示PASSWORD！这时依次按Clr键和Montr键，直至屏幕显示地址号0000，这时即可输入程序。

在输入程序前，需清除存储器中内容，依次按Clr、Play/Set，Not，Rec/Reset和Montr键，即将全部程序清除。按照以上3种控制的梯形图或程序指令将3种控制程序写入PLC，当上述3部分程序输入到PLC机中后，用上下方向键读出所写程序，如程序有错，可用插入指令和删除指令修改程序。

程序输入正确后，分别按图3.1连接PLC外部接线及主回路线路实现电机正反转控制，按图3.2连接线路实现电机Y—△启动，按图3.3连接线路实现电机的时间控制。此 河北化工医药职业技术学院毕业论文

设计可以一次性把3种控制电路的序全部输入，同时控制3种电路，运行时，按下SBF，SBR电机正反转启动，按下SB1，SB2控制电机Y—△启动，按下SB3，SB4电机顺序启动，互不干扰，事半功倍，实现了一台PLC同时控制多种电路形式。

3.2 技术指标

1.标准件的选型符合国标

（1）编程简单，可在现场修改和调试程序。（2）维护方便，采用插入式模块结构。（3）可靠性高于继电器控制系统。（4）体积小于继电器控制柜。

（5）能与管理中心计算机系统进行通信。（6）成本可与继电器控制系统相竞争。（7）输入量是115V交流电压。

（8）输入量为115V交流电压，输出电流在2A以上，能直接驱动电磁阀。（9）系统扩展时，原系统只需做很小的改动。（10）用户程序存储器容量至少4KB。2.程序调试正确

设计工作完毕后，要进行样机或产品的电气控制柜安装施工，按照电气接线图完成电气控制柜的安装及外部接线。外部电气接线图所示，连接配电盘底板和控制面板的导线，采用蛇形塑料软管或包塑金属软管保护，控制柜与电源、电机间多用电缆线连接。

完成电气控制柜的安装及接线后，经检查无误且连接可靠，进行通电实验。首先在空载状态下（不接电动机等负荷），通过操作相应开关，给出开关信号，实验控制回路各电器动作的正确性及状态指示信号的显示。经过调试，各电器元件均按照原理要求动作准确无误后，方可进行负载实验。第二步的负载实验通过后，编写相应的报告、原理、使用操作说明文件。

PLC在三相异步电机控制中的应用

第4章 三相异步电动机的故障分析和处理

绕组是电动机的组成部分,老化,受潮、受热、受侵蚀、异物侵入、外力的冲击都会造成对绕组的伤害,电机过载、欠电压、过电压,缺相运行也能引起绕组故障。绕组故障一般分为绕组接地、短路、开路、接线错误。现在分别说明故障现象、产生的原因及检查方法。

1、绕组接地:指绕组与贴心或与机壳绝缘破坏而造成的接地。故障现象

机壳带电、控制线路失控、绕组短路发热,致使电动机无法正常运行。产生原因

绕组受潮使绝缘电阻下降；电动机长期过载运行；有害气体腐蚀；金属异物侵入绕组内部损坏绝缘；重绕定子绕组时绝缘损坏碰铁心；绕组端部碰端盖机座；定、转子磨擦引起绝缘灼伤；引出线绝缘损坏与壳体相碰；过电压(如雷击)使绝缘击穿。

检查方法

(1)观察法。通过目测绕组端部及线槽内绝缘物观察有无损伤和焦黑的痕迹,如有就是接地点。

(2)万用表检查法。用万用表低阻档检查,读数很小,则为接地。

(3)兆欧表法。根据不同的等级选用不同的兆欧表测量每组电阻的绝缘电阻,若读数为零,则表示该项绕组接地,但对电机绝缘受潮或因事故而击穿,需依据经验判定,一般说来指针在“0”处摇摆不定时,可认为其具有一定的电阻值。

(4)试灯法。如果试灯亮,说明绕组接地,若发现某处伴有火花或冒烟,则该处为绕组接地故障点。若灯微亮则绝缘有接地击穿。若灯不亮,但测试棒接地时也出现火花,说明绕组尚未击穿,只是严重受潮。也可用硬木在外壳的止口边缘轻敲,敲到某一处等一灭一亮时,说明电流时通时断,则该处就是接地点。

(5)电流穿烧法。用一台调压变压器,接上电源后,接地点很快发热,绝缘物冒烟处即为接地点。应特别注意小型电机不得超过额定电流的两倍,时间不超过半分钟；大电机为额定电流的20%-50%或逐步增大电流,到接地点刚冒烟时立即断电。

(6)分组淘汰法。对于接地点在铁芯心里面且烧灼比较厉害,烧损的铜线与铁芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相绕组分成两半,依此类推,最后找出接地点。

处理方法

(1)绕组受潮引起接地的应先进行烘干,当冷却到60——70℃左右时,浇上绝缘漆后再烘干。

(2)绕组端部绝缘损坏时,在接地处重新进行绝缘处理,涂漆,再烘干。

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(3)绕组接地点在槽内时,应重绕绕组或更换部分绕组元件。最后应用不同的兆欧表进行测量,满足技术要求即可。

2、绕组短路

由于电动机电流过大、电源电压变动过大、单相运行、机械碰伤、制造不良等造成绝缘损坏所至,分绕组匝间短路、绕组间短路、绕组极间短路和绕组相间短路。

故障现象

离子的磁场分布不均,三相电流不平衡而使电动机运行时振动和噪声加剧,严重时电动机不能启动,而在短路线圈中产生很大的短路电流,导致线圈迅速发热而烧毁。

产生原因

电动机长期过载,使绝缘老化失去绝缘作用；嵌线时造成绝缘损坏；绕组受潮使绝缘电阻下降造成绝缘击穿；端部和层间绝缘材料没垫好或整形时损坏；端部连接线绝缘损坏；过电压或遭雷击使绝缘击穿；转子与定子绕组端部相互摩擦造成绝缘损坏；金属异物落入电动机内部和油污过多。

检查方法

(1)外部观察法。观察接线盒、绕组端部有无烧焦,绕组过热后留下深褐色,并有臭味。

(2)探温检查法。空载运行20分钟(发现异常时应马上停止),用手背摸绕组各部分是否超过正常温度。

(3)通电实验法。用电流表测量,若某相电流过大,说明该相有短路处。(4)电桥检查。测量个绕组直流电阻,一般相差不应超过5%以上,如超过,则电阻小的一相有短路故障。

(5)短路侦察器法。被测绕组有短路,则钢片就会产生振动。

(6)万用表或兆欧表法。测任意两相绕组相间的绝缘电阻,若读数极小或为零,说明该二相绕组相间有短路。

(7)电压降法。把三绕组串联后通入低压安全交流电,测得读数小的一组有短路故障。

(8)电流法。电机空载运行,先测量三相电流,在调换两相测量并对比,若不随电源调换而改变,较大电流的一相绕组有短路。

3、绕组断路

由于焊接不良或使用腐蚀性焊剂,焊接后又未清除干净,就可能造成壶焊或松脱；受机械应力或碰撞时线圈短路、短路与接地故障也可使导线烧毁,在并烧的几根导线中有一根或几根导线短路时,另几根导线由于电流的增加而温度上升,引起绕组 11

PLC在三相异步电机控制中的应用

发热而断路。一般分为一相绕组端部断线、匝间短路、并联支路处断路、多根导线并烧中一根断路、转子断笼。故障现象

电动机不能启动,三相电流不平衡,有异常噪声或振动大,温升超过允许值或冒烟。产生原因

(1)在检修和维护保养时碰断或制造质量问题。

(2)绕组各元件、极(相)组和绕组与引接线等接线头焊接不良,长期运行过热脱焊。(3)受机械力和电磁场力使绕组损伤或拉断。

(4)匝间或相间短路及接地造成绕组严重烧焦或熔断等。检查方法

(1)观察法。断点大多数发生在绕组端部,看有无碰折、接头出有无脱焊。(2)万用表法。利用电阻档,对“Y”型接法的将一根表棒接在“Y”形的中心点上,另一根依次接在三相绕组的首端,无穷大的一相为断点；“△”型接法的短开连接后,分别测每组绕组,无穷大的则为断路点。(3)试灯法。方法同前,等不亮的一相为断路。

(4)兆欧表法。阻值趋向无穷大(即不为零值)的一相为断路点。

(5)电流表法。电机在运行时,用电流表测三相电流,若三相电流不平衡、又无短路现象,则电流较小的一相绕组有部分短断路故障。

(6)电桥法。当电机某一相电阻比其他两相电阻大时,说明该相绕组有部分断路故障；

(7)电流平衡法。对于“Y”型接法的,可将三相绕组并联后,通入低电压大电流的交流电,如果三相绕组中的电流相差大于10%时,电流小的一端为断路；对于“△”型接法的,先将定子绕组的一个接点拆开,再逐相通入低压大电流,其中电流小的一相为断路。

(8)断笼侦察器检查法。检查时,如果转子断笼,则毫伏表的读数应减小。

4、绕组接错

绕组接错造成不完整的旋转磁场,致使启动困难、三相电流不平衡、噪声大等症状,严重时若不及时处理会烧坏绕组。主要有下列几种情况:某极相中一只或几只线圈嵌反或头尾接错；极(相)组接反；某相绕组接反； 多路并联绕组支路接错；“△”、“Y”接法错误。

故障现象

电动机不能启动、空载电流过大或不平衡过大,温升太快或有剧烈振动并有很大的噪声、烧断保险丝等现象。

产生原因

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误将“△”型接成“Y”型；维修保养时三相绕组有一相首尾接反；减压启动是抽头位置选择不合适或内部接线错误；新电机在下线时,绕组连接错误；旧电机出头判断不对。

检修方法

(1)滚珠法。如滚珠沿定子内圆周表面旋转滚动,说明正确,否则绕组有接错现象。

(2)指南针法。如果绕组没有接错,则在一相绕组中,指南针经过相邻的极(相)组时,所指的极性应相反,在三相绕组中相邻的不同相的极(相)组也相反；如极性方向不变时,说明有一极(相)组反接；若指向不定,则相组内有反接的线圈。

(3)万用表电压法。按接线图,如果两次测量电压表均无指示,或一次有读数、一次没有读数,说明绕组有接反处。

(4)常见的还有干电池法、毫安表剩磁法、电动机转向法等。处理方法

(1)一个线圈或线圈组接反,则空载电流有较大的不平衡,应进厂返修。(2)引出线错误的应正确判断首尾后重新连接。

(3)减压启动接错的应对照接线图或原理图,认真校对重新接线。(4)新电机下线或重接新绕组后接线错误的,应送厂返修。

(5)定子绕组一相接反时,接反的一相电流特别大,可根据这个特点查找故障并进行维修。

(6)把“Y”型接成“△”型或匝数不够,则空载电流大,应及时更正。

PLC在三相异步电机控制中的应用

第5章 PLC在三相异步电机控制调试方案

目的：通过调试，使三相异步电机的各项功能满足设计要求。范围：PLC的写入与运行

1、方法：

（1）硬件调试: 接通电源，检查可编程序控制器能否正常工作，接头是否接触良好。

（2）软件调试: 按要求输入梯形图，检查后编译通过，在线工作后把程序写入可编程序控制器的程序存储区。

（3）运行调试 : 在硬件调试和软件调试正确的基础上，使PLC进入运行状态，观察运行情况，看是否能够实现正反转、快速、中速、慢速、单步、定步控制。

根据以上调试情况，此电机控制系统设计符合控制要求。

通过调试找出问题的所在，相应的修改程序。在编程过程中难免会有不足之处，因此通过调试，再修改程序可以更好实现相应的功能。

2、步骤：

（1）接通电源，检查可编程序控制器能否正常工作，接头是否接触良好。（2）按要求输入梯形图，检查后编译通过，在线工作后吧程序写入可编程序控制器的程序存储区。

（3）在硬件调试和软件调试正确的基础上，使PLC进入运行状态，观察运行情况，看是否能够实现正反转、Y—△启动、时间控制。

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结束语

经过老师耐心细致的指导，经过近一个月的努力，本次毕业设计课题PLC在三相异步电动机控制中的应用告一段落。

随着PLC成本的降低和应用日益广泛，三相异步电动机的常规控制应用PLC技术越来越成为现实。三相异步电动机根据工作要求不同，主要进行降压启动、正反转、自动循环、制动、变速等不同控制，该设计要求把对电动机的上述控制采用PLC控制来实现，使系统的性能更完善，PLC是用来取代传统的继电器控制的，与之相比，PLC在性能上比继电器控制逻辑优异，特别是可靠性高、设计施工周期短、调试修改方便、而且体积小、功耗低、使用维护方便。

通过本课题，一方面我在查阅资料的基础上，了解PLC控制的一些基本技术，掌握其控制系统的分析方法与实现方法,能对PLC进行系统学习与掌握；另一方面，在设计步进电机控制系统的硬件电路，控制程序和相应的梯形图时，应充分运用说学知识，善于思考，琢磨，分析。

PLC在三相异步电机控制中的应用

致谢

弹指一挥间，大学三年已经接近了尾声。当自己怀着忐忑不安的心情完成这篇毕业论文的时候，自己也从当年一个懵懂孩子变成了一个成熟青年，回想自己的十几年的求学生涯，虽然只是一个专科毕业，但也实属不容易。

在本次论文设计过程中，老师对该论文从选题，构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导,使我得以最终完成毕业论文设计。在学习中,老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模，老师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。这三年中还得到众多老师的关心支持和帮助。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！

最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。书到用时方恨少，在这篇论文的写作过程中，我深感自己的水平还非常的欠缺。生命不息，学习不止，人生就是一个不断学习和完善的过程，敢问路在何方？路在脚下！

河北化工医药职业技术学院毕业论文

参考文献

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PLC在三相异步电机控制中的应用

目录

第1章 绪论...............................................................1 第2章 设备规范及简要特性.................................................2 2.1 概况..............................................................2 2.2 PLC简述...........................................................2 2.3三相异步电机的结构简述.............................................4 第3章 PLC在电机控制中的应用.............................................6 3.1 控制方面..........................................................6 3.2 技术指标..........................................................9 第4章 三相异步电动机的故障分析和处理....................................10 第5章 PLC在三相异步电机控制调试方案...................................14 结束语...................................................................15 致谢.....................................................................16 参考文献.................................................................17

2.plc控制电机论文 篇二

所谓电机同步是指由直流供电的励磁磁场与电枢的旋转磁场相互作用而产生转矩, 以同步转速旋转的交流电动机。而PLC (可变成逻辑控制器、Programmable Logic Controller) , 它是采用一类可编程的存储器, 主要用于其内部存储程序, 执行逻辑运算、顺序、定时、计数与算术等方面的用户指令, 并通过数字或模拟式输入/输出控制的生产过程。在1969年美国就研制出第1台可编程逻辑控制器, 我国在1974年研发第1台PLC。其以使用方便, 性价比高, 适应力强, 可靠性高, 后期维修方便等特点在1977年广泛应用在工业行业。为了能够了解PLC控制电机同步技术, 我们通过以下实验进行测试。

1 系统控制方案

选择合适的PLC和伺服电机是实验测试的基础, 因此, 根据PLC与伺服电机在不同情况下的运动速度控制, 设定一定的程序。本次实验采用德国SIEMENS公司生产的S7-200系列的PLC (微型) , 它不仅符合实验要求, 而且还具有在实时模式下速度快、通信功能和生产力高等特点。在伺服电机上的选择, 可选用松下MSMD012G1U+MADHT1505E脉冲型额定功率50 W的伺服电机, 触摸屏选择富士UG30系列。

2 控制方案分析

2.1 控制方案设计

根据图1所示, 通过“数值输入”, 输入原始的指令, 将通信链接线传至PLC控制器中, PLC对原始指令或信息进行逻辑计算, 算出结果后, 并通过通信链接线传送至伺服控制器中, 伺服控制器再次将PLC运算结果进行内部计算, 得出结果后输入到伺服电机, 此时的结果是伺服电机达到与结果相应一致的运转速度, 同时, 伺服电机通过速度反馈元件将电机目前的转速等信息反馈给伺服控制器, 这样就形成了伺服电机的闭环控制系统, 从而达到稳定转速的效果。

2.2 控制的过程

在这个控制系统中, 触摸屏是输入指令和反馈结果的最直观显示设备, 当在触摸屏中设置一个数字输入框, 这个数字输入框的地址是PLC中的数据寄存器DXXX, 如果要在触摸屏上设置一个指示灯, 则指示灯的地址是PLC中的中间继电器。所有触摸屏中的输入输出数据都是来自PLC。PLC的输入模拟量的范围0~10 V, 所相应的整形数据是0~32 000, 而伺服电机的输入模拟量的范围是0~10 V, 而所对应的转速则是0~6500 RPM。不同的PLC其输入模拟量也所有不同, 所对应的整形数据也有所不同。通过实测表1、表2所示。

一般而言, PLC的模拟量输出数据与伺服电机的转速是线性关系, 根据表2就可以解出它们的关系。

经过公式计算, 如果设定实际转速为Z, 整形数据位Y, 关系方程即为:Z=5117Zz+152

通过PLC可以实现输出数据域伺服电机转速的线性转换, 同时, 通过运算数在传输到模拟量输出口时已经完成了转换, 特别注意的是输出口不接受双字数据, 仅传字VB2232。

2.3 控制方案分析

在实际的控制系统中, 每个电机所带负载存在不同, 所以在控制系统中都需要根据速度设定值利用PLC计算得出具体的控制参数。闭环控制系统中有上位机发出控制指令后, 根据电动机轴上的负载的半径, 计算出负载对应的转速, 再根据电机的转速公式, 实现到变频器输出频率的转换。这样不仅实现1台同步, 还可以实现2台电机的同步运行。如果多台电机同步运行, 必须具备各自的闭环控制系统, 对速度指令有较高的反映。

通过多次试验可以看出, PLC在控制电机同步方面具备非常优势, 它不仅操作方便, 便于控制, 可靠性强, 而且在控制精度方面, 也比其他可编程控制都要优秀很多, 误差范围也可以控制在0.05%左右。

3 PCL控制程序

PLC的程序可采用梯形图、功能块、语句表等形式进行标示。比如欧姆龙公司 (OMRON) 提供大量的PCL功能模块, 它包括了一个标准处理功能的基本单元。该标准处理功能是事先设置好了的, 但是功能模块不含实际的地址, 只有变量, 使用者可在变量中设置地址和常数。

4 结语

随着社会的发展, PLC作为目前应用最为广泛的自动控制装置, 它可以应用在多种自动化控制系统中, 特别是在机场的进给系统, 它需要极强的同步控制, 它的同步精度直接影响产品的质量。对于同步性能要求比较高的地方, 依然可以采用PLC、矢量控制变频器、三相异步电动机及脉冲编码器等构成高效调速系统。PLC控制电机同步技术为我们生活带来了巨大的变化, 比如电梯、空调等生活用品的自动化控制系统, 也是由PLC控制电机同步技术进行实现的。

参考文献

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[3]张国芝.备自投自动技术分析[J].现代营销:学苑版, 2011 (5) .

[4]杨欣.变频调速技术及PLC控制在小型制冷系统中的应用[J].商场现代化, 2006 (2) .

3.浅析PLC控制的多电机同步系统 篇三

摘要:通过对不同控制方法的分析,介绍了利用Omron系列PLC做为主控元件的多电机同步运行系统。

关键词:PLC 同步 随动 闭环 电动机

中图分类号:D035文献标识码:A文章编号:1673-8209(2009)5-0274-02

近年来,随着我国包装,分切,印刷,涂层等行业的蓬勃发展,做为配套的电气控制环节则对产品的质量起着关键的作用,目前以PLC做为中心控制元件的设备占有相当大的比重,并以其精确的控制,稳定的工作状态占据了十分重要的地位。而在这些控制系统中核心问题便是各动力驱动轴的同步运行,即各电机的同步运行。

本文将介绍分析几种以OMRON系列PLC作为主控元件来实现多电机同步运行的方案。

1 系统控制方案

1.1 随动系统

随动系统,即一台电机作为主电机,另外一台或多台作为随动电机,随动电机紧跟着主电机运行;控制系统的基本组如图1所示。

在该系统中由PLC接受来自上位机发来的控制信号,经过一定的运算转换为执行装置的控制信号,如变频器的频率,进而驱动主电机运行,通过编码器监测电机的实际运行速度,并将这一信号作为随动电机的控制命令,随动电机紧随这一速度便可实现两台电机的同步运行。

1.2 闭环系统

闭环控制系统,即两台电机由同一控制器(PLC)发出控制信号,然后再各自构成闭环系统,紧随控制器发出的信号,即可实现多电机的同步运行;控制系统的基本组如图2所示。

在这个系统中由PLC接受来自上位机发来的控制信号,经过运算转换为执行装置的控制信号,同时发到两台电机的驱动器中,由于控制命令是相同的, 通过编码器监测电机的实际速度,与控制命令进行比较,构成闭环控制系统,这样只要两台电机的都紧随控制命令运行便可实现同步。

1.3 随动闭环系统

随动闭环控制系统,综合了随动系统和闭环控制系统的特点,在随动控制系统的基础上构成了闭环控制。

两台电机驱动器由同一控制器(PLC)发出控制信号,并各自构成闭环系统,将辅电机的实际速度实时的与主电机进行比较,综合调整,使辅电机紧随主电机的运行速度,即可实现多电机的同步运行。控制系统的基本组如图3所示。

2 控制方案分析

实际的控制系统中,每个电机所带负载都不尽相同,因此在这些控制系统中都需根据速度设定值利用PLC计算得出具体的控制参数。

首先将上位机发出的线速度设定值进行单位转换,根据电机所带负载的实际卷径,计算出对应的电机转速,然后利用三相异步电动机的转速公式计算出这一转速对应的频率值。并将这一计算值传送控制器(变频器)中,拖动电机运行,并利用编码器实时的监测该电动机的实际转速。

随动控制系统中随动电机将主电机的实际运行速度作为运行命令,利用两台电机负载的实际卷径,计算出第二台电机所需频率,随动电机紧随主电机运行,便可实现两台电机的同步运行。第二台电机紧紧的跟随主电机运行,“第二台”电机可以是一台电机也可以是电机群,根据实际系统的大小来确定电机的台数;这种控制系统一般使用在控制精度要求不高的场合,只是简单的同步而且对各个动力辊间的张力没有特殊的要求,系统简单易于实现,成本较低。

闭环控制系统中由上位机发出控制命令后,根据各个电动机轴上的负载的半径,计算出各个负载对应的转速,再根据电机的转速公式实现到驱动器(变频器)输出频率的转换。这样便可实现两台电机的同步运行。两台或多台电动机具有各自的闭环控制系统,对速度命令有较高的响应。该系统常出现在多动力牵引的系统中。

随动闭环控制系统是目前采用较多的一种控制方案,它综合前两种方案的优点,控制精度较高,此方案是在随动控制的基础上,对主电机和随动电机做闭环处理,即将两台电机的实际速度通过编码器进行实时监控,与各自的控制信号进行比较,构成独立的闭环控制系统,主电机的闭环系统主要实现对预设速度的准确响应,从动电机的闭环系统系统则是为更准确地跟随主电机的实际速度而设置的。目前我国大多数包装,分切,印刷,涂层行业的张力开环控制系统都采用此控制方案,由于其速度控制精度较高,利用速度差实现的张力控制就能满足要求,这便大大降低了系统的设计成本。当然做为配套的电气控制元件对最终产品的质量也起着关键的作用。

3 PLC控制程序

PLC的程序可以采用梯形图、语句表、功能块等形式表示。omron公司的PLC提供了大量的PLC功能块,功能块是一个包含标准处理功能的基本单元,该标准处理功能事先定义好,由于具有标准处理功能,故功能块不包含实际的地址,只有变量,用户可以在变量中设置地址和常数。

利用CX-Programmer可将单个功能块保存为一个独立的文件,从而使该功能块也适用于其它PLC的应用程序。当创建或调试程序时,反复的使用"成熟"的功能块将节省程序开发时间,有效的减少人为的编码错误,使程序结构简明清晰,更易于理解。

多电机同步控制系统的部分PLC程序如图4所示:

4 结语

PLC作为先进的自动控制装置,可以应用于多种自动化控制系统中。对于同步性能要求较高的场合,可以采用PLC、矢量控制变频器、三相异步电动机、脉冲编码器等构成高性能调速系统。随着计算机技术数字技术的广泛应用,自动控制领域也随之发生了巨大的变革,进一步提高拖动系统的控制精度及其稳定性已是必然趋势。

参考文献

[1] 霍罡,樊晓兵.欧姆龙CP1H PLC应用基础与编程实践[M].北京.机械工业出版社.2009.

[2] 杨敏,刘丹洁.可编程序控制器应用技术及实训[M].天津.天津大学出版社.2009.

[3] 何军锋,赵庆海.国内分切机的现状及发展趋势[J].设备器材.2008.1:50.

4.步进电机 控制原理 篇四

步进电机区别于其他控制电机的最大特点是，它是通过输入脉冲信号来进行控制的，即电机的总转动角度由输入脉冲数决定，而电机的转速由脉冲信号频率决定。

步进电机的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。其基本原理作用如下：

(1)控制换相顺序

通电换相这一过程称为脉冲分配，

例如：三相步进电机的三拍工作方式，其各相通电顺序为A-B-C-D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C，D相的通断。

(2)控制步进电机的转向

如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。

(3)控制步进电机的速度

5.电机与电气控制实训 篇五

实训地点：昆明理工大学应用技术学院113教室

目 录

一、 实训课题：电机与控制实训................................................................................................................................................3

二、 实训时间：-8-30至2010-9-5 ..................................................................................................................................3

三、 实训地址：昆明理工大学应用技术学院113教室........................................................................................................3

四、 实训目的与任务：..................................................................................................................................................................3

五、 实验项目 ...................................................................................................................................................................................3

(一) 电机的长动、点动控制 ....................................................................................................................................................3

1. 电路原理图：如右图所示................................................................................................................................................3

2. 电路原理分析： .................................................................................................................................................................3

3. 接线和调试： ......................................................................................................................................................................4

(二) 三相笼型异步电机自动往复循环控制 .........................................................................................................................4

1. 电路原理图：如下图所示................................................................................................................................................4

2. 电路原理分析： .................................................................................................................................................................5

3. 接线及调试： ......................................................................................................................................................................5

(三) 三相笼型异步电机顺序启动逆序停止控制 ................................................................................................................6

1. 电路原理图： ......................................................................................................................................................................6

2. 电路原理分析： .................................................................................................................................................................6

3. 接线和调试： ......................................................................................................................................................................7

(四) 三相笼型异步电机星形-三角形降压启动控制..........................................................................................................7

1. 电路原理图：如下图所示： ...........................................................................................................................................7

2. 电路原理分析： .................................................................................................................................................................8

(五) 三相笼型异步电机串电阻降压启动控制.....................................................................................................................8

1. 电路原理图：如下图所示................................................................................................................................................8

2. 电路原理分析： .................................................................................................................................................................8

3. 参数测量： ..........................................................................................................................................................................9

4. 接线与调试： ......................................................................................................................................................................9

(六) 电机的能耗制动控制 ......................................................................................................................................................10

1. 电路原理图：如下图所示..............................................................................................................................................10

2. 电路原理分析： ...............................................................................................................................................................10

3. 接线与调试： .................................................................................................................................................................... 11

(七) 日光灯安装及调试 ...........................................................................................................................................................11

1. 电路原理图：如下所示 .................................................................................................................................................. 11

2. 电路分析............................................................................................................................................................................. 11

六、 心得体会 .................................................................................................................................................................................13

6.单轴电机运动控制实验报告 篇六

一．实验目的

1．熟悉直流调速系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。 2．掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。

二．实验内容

1．调节器的调试

三．实验设备及仪器

1．教学实验台主控制屏。 2．MEL—11组件 3．MCL—18组件 4．双踪示波器 5．万用表

四．实验方法

1．速度调节器（ASR）的调试

按图1-5接线，DZS(零速封锁器)的扭子开关扳向“解除”。

（1）调整输出正、负限幅值“5”、“6”端 接可调电容，使ASR调节器为PI调节器，加入一定的输入电压（由MCL—18的给定提供，以下同），调整正、负限幅电位器RP1、RP2，使输出正负值等于5V。

（2）测定输入输出特性  将反馈网络中的电容短接（“5”、“6”端短接），使ASR调节器为P调节器，向调节器输入端逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画

图1-5 速度调节器和电流调节器的调试接线图

出曲线。

（3）观察PI特性

拆除“5”、“6”端短接线，突加给定电压(0.1V)，用慢扫描示波器观察输出电压的变化规律，改变调节器的放大倍数及反馈电容，观察输出电压的变化。反馈电容由外接电容箱改变数值。

2．电流调节器（ACR）的调试 按图1-5接线。

（1）调整输出正,负限幅值

“9”、“10”端 接可调电容，使调节器为PI调节器，加入一定的输入电压，调整正，负限幅电位器，使输出正负最大值等于5V。

（2）测定输入输出特性

将反馈网络中的电容短接（“9”、“10”端短接），使调节器为P调节器，向调节器输入端逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。

（3）观察PI特性

拆除“9”、“10”端短接线，突加给定电压，用慢扫描示波器观察输出电压的变化规律，改变调节器的放大倍数及反馈电容，观察输出电压的变化。反馈电容由外接电容箱改变数值。

实验二 双闭环晶闸管不可逆直流调速系统测试

一．实验目的

1．了解双闭环不可逆直流调速系统的原理，组成及各主要单元部件的原理。 2．熟悉电力电子及教学实验台主控制屏的结构及调试方法。 3．熟悉MCL-18，MCL-33的结构及调试方法

4．掌握双闭环不可逆直流调速系统的调试步骤，方法及参数的整定。

二．实验内容

1．各控制单元调试 2．测定电流反馈系数。

3．测定开环机械特性及闭环静特性。 4．闭环控制特性的测定。 5．观察，记录系统动态波形。

三．实验系统组成及工作原理

双闭环晶闸管不可逆直流调速系统由电流和转速两个调节器综合调节，由于调速系统调节的主要量为转速，故转速环作为主环放在外面，电流环作为付环放在里面，这样可抑制电网电压波动对转速的影响，实验系统的控制回路如图1-8b所示，主回路可参考图1-8a所示。

系统工作时，先给电动机加励磁，改变给定电压的大小即可方便地改变电机的转速。ASR,ACR均有限幅环节，ASR的输出作为ACR的给定，利用ASR的输出限幅可达到限制起动电流的目的, ACR的输出作为移相触发电路的控制电压，利用ACR的输出限幅可达到限制min和min的目的。

当加入给定Ug后，ASR即饱和输出，使电动机以限定的最大起动电流加速起动，直到电机转速达到给定转速（即Ug=Ufn），并出现超调后，ASR退出饱和，最后稳定运行在略低于给定转速的数值上。

四．实验设备及仪器

1．教学实验台主控制屏。 2．MCL—33组件 3．MEL—11组件 4．MCL—18组件

5．电机导轨及测速发电机（或光电编码器） 6．直流电动机M03 7．双踪示波器 8．万用表

五．注意事项

7.PLC控制步进电机的程序设计 篇七

关键词：PLC,步进电机,程序,位置控制向导

1 工作任务要求

本设计的工作任务要求如下:

(1)电机传动系统通电正常,按下复位按钮,自动执行复位操作,回到原点位置,复位完成,按下启动按钮,系统启动。

(2)电机驱动系统从原点出发,以不小于320mm/s的速度向目标点前行移动。

(3)待到达目标点后,系统执行返回原点操作,以440mm/s的速度高速返回到800mm处,再以不大于150mm/s的速度低速运行至原点停止。

(4)系统运行返回原点后,一个工作流程结束,当没有停止信号时,自动开始下一个周期[1,2]。

2 步进电机传动系统主要设备

2.1 控制单元

步进电机传动系统的输入信号有按钮/开关等主令信号,以及各种传感器信号等;输出信号有高速脉冲信号和方向信号,以及各种运行状态指示信号等。选用西门子S7-226DC/DC/DC型PLC,其有24 点输入,16点晶体管输出。

2.2 步进电机及驱动器

选用的电机为Kinco三相步进电机3S57Q-04056,与之相配套的驱动器为Kinco 3M458 步进驱动器。驱动器所需直流电源为DC24 V,设定驱动器拨动开关DIP1、DIP2、DIP3均为OFF状态,即电机每转需要10 000个脉冲;DIP4为OFF状态,即选择静态半流;设定DIP5为OFF状态,DIP6、DIP7、DIP8均为ON状态,即输出相电流为5.2A。

2.3 系统其他组件

系统其他组件包括步进电动机、同步齿轮、同步传输带和直线导轨等。同步齿轮共有11 个齿,齿距为5mm,即同步齿轮旋转一周同步带直线位移为55mm,相应地传动装置直线位移为55mm,实现精确定位。系统还安装有左限位、原点限位和右限位保护开关。当机械部件沿导轨作直线往复运动超越过左极限或右极限位置时,左极限或右极限开关就会动作,相应地其常开触点会动作闭合,并向系统控制单元发送越程故障信号,起到保护设备的作用;原点限位开关用来提供装置往复运行时的起始信号。

3 PLC控制

PLC与步进电机的接线原理见图1。其中,PLC输入点I0.0与限位开关SQ1 相连,实现原点到位检测;输入点I0.1与限位开关SQ2相连,且同中间继电器KA1的线圈相连,实现左极限位保护;输入点I0.2与限位开关SQ3相连,且同中间继电器KA2的线圈相连,实现右极限位保护。当传动装置向左前移时,发生左越程碰撞极限开关SQ2,其就会动作使常开触点闭合,此时I0.1变为低电平0V信号传递给PLC;同时,中间继电器KA1线圈所在的电气回路接通,得电动作,KA1的常闭触点断开,此时步进电机驱动器脉冲信号回路将断开,停止向外发出高速脉冲,电机停止运行。同理,使用中间继电器KA2的线圈和常闭触点是为了在发生右越程碰撞极限开关SQ3后,驱动器停止向外发脉冲,强制停止电机。由此可见,由于编写程序错误而引起的冲撞极限可能会造成设备损坏现象,可以通过中间继电器KA1和KA2硬件电路接线的联锁保护来避免故障的发生。

4 位置控制向导编程

STEP7-Micro/WIN提供的位置控制向导功能,可以很快完成配置S7-200内置PTO/PWM或位控模块操作,生成的位置指令直接用在应用程序中,实现动态控制电机的位置和速度。依据工作任务要求和系统布置规划了步进电机运行的运动包络数据,见表1。

5 程序设计

根据工作任务控制要求,系统应实现如下功能:处理来自按钮/开关的主令信号;处理运行中停车(如紧急停止、掉电等)后复位到原点的操作;处理产生控制系统执行机构的信号;处理步进电动机的定位控制等信号。为此,除编写主程序外,还编写了初态复位子程序、返回原点子程序、控制电机运行子程序以及急停信号处理子程序等[3,4]。

5.1 主程序结构

系统主程序如下:

(1)每一扫描周期都需要调用PTO0-CTRL子程序,见图2。

(2)检查系统初始状态时,应完成装置的准备就绪工作,准备就绪后等待启动,见图3。

(3)按下启动按钮后,工作运行过程中有时要进行停车信号的处理,见图4。

5.2 复位初始状态子程序及返回原点子程序

为确定系统是否准备就绪,是否可以启动投入运行,系统通电后,首先按下复位按钮,主程序就开始调用复位初始状态子程序,进入执行机构操作和返回原点等复位操作以及检查初始状态阶段。装置运行返回至原点的操作,整个工作过程会频繁地进行,一个可调用的回原点操作子程序见图5。

5.3 控制电机运行子程序

控制电机运行过程是一个单序列的步进顺序控制过程。参考程序STL如下:

5.4 急停信号处理子程序

系统工作过程中按下急停按钮,则系统立即停止运行。急停按钮被旋起复位后,装置应从急停按钮被按下前的断点开始继续工作。但是,当传动装置正在向目标点直线位移时按下了急停按钮,则急停按钮旋起复位后应首先返回运行至原点处,然后再向目标点运动前移。系统进入运行状态后,急停处理子程序在每一次扫描周期都需要被主程序调用。

6 结语

通过合理选择控制单元、驱动执行机构以及其他组件等,基于PLC电气控制设计可以方便地实现电机的位置和速度控制。利用软件提供的位置控制向导,可以很快地完成高速脉冲输出PTO的组态,建立电机运行运动包络。缩短了程序编制周期,提高了程序设计效率,实现了电机运行位置的精确定位,满足了工作任务的控制要求,具有可行的应用价值。

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[3]朱超,杨建国,周虎.基于PLC的负极片自动化生产线控制系统设计[J].制造技术与机床,2012(2):74-76.

8.plc控制电机论文 篇八

【关键词】PLC;变频调速器;多电机控制

1.引言

PLC具有简单、灵活、方便、可靠等优点，以为控制系统提供控制接口和标准化的控制程序为目的，已经成为了当前国内外采用最普遍的电机控制技术。而且在一些生产环境较为恶劣的领域中，PLC 仍能保持稳定可靠的工作性能，并对外界的干扰具有较强的抵抗能力，因此备受关注。

现代化工业生产对多电机协作控制的要求越来越高，而变频器则是协调多电机共同完成生产任务的关键，但如果给每一个变频调速器和电动机都配备专门的控制器，则不仅会增大多电机协调控制程序的编写难度和系统的运行维护难度，还会增加投入成本。因此，目前基于一台PLC控制多台变频调速器的控制方案是主要研究方向。本文设计了一种基于一台PLC控制多台变频调速器的控制方案，该方案完全满足工业生产中对多台电机的同步控制需求。

2.PLC控制器概述

PLC是采用计算机技术为基础的一种新型的控制装置，其硬件组成部分主要包括：

（1）电源。通过PLC电源模块的整流、滤波和稳压等处理过程，外部交流电被转换为PLC内部电路工作需要的直流电，这对PLC系统控制功能的实现意义重大。正常情况下，交流电压的波动不会超过+15%，所以可直接将PLC接到交流电网上。

（2）CPU。CPU是整个 PLC 的核心，相当于控制系统的“大脑”。PLC在一个扫描周期内主要完成的工作包括：输入处理、程序执行、输出处理以及其间响应各种外部设备的工作请求。

（3）存储器。存放用户编写的程序和数据。

（4）I/O接口电路。输入接口电路是连接PLC与现场各种输入设备的接口，其目的是将外部设备的状态或信息读入CPU，而输出接口电路是将CPU程序处理过的數据传送给执行机构的接口，且它们一般都配有电子变换、光耦合器和阻容滤波等电路。

（5）通信接口。PLC配有各种通信接口。

3.基于PLC的变频调速器控制方案

基于PLC的变频调速器系统主要由PLC和变频调速器组成，能够满足同步控制、比例控制以及同速控制等不同的控制需求，并且已经广泛地应用于各种工业生产领域。以同步控制为例，本文采用主从同步控制方式，以其中一台电机为主电机，其余皆为从属电机。对于所有从属电机而言，它们都接受由主电机给定的输出共享信号。如果将这些电机串联，则除去整个系统的主电机外，其余每一台从属电机都和前一台电机进行速度同步比较，每台从属电机（除了最后一台从属电机外）都同时扮演前一台电机的从属电机和后一台电机的“主电机”角色。

系统控制方案如下：采用施耐德 PLC TWDLMDA40DTK作为主控单元，通过RS-485总线跟变频调速器连接。在该系统中，每台变频调速器分别控制一台主电机，而每台电机都带有旋转编码器反馈转速。旋转编码器将转速信号同时反馈给变频调速器和PLC，PLC根据实际转速确定补偿值。上位机监控软件通过 RS-485 总线连接到网络中，实现对下位机的监控功能。

4.基于PLC的变频调速器硬件构成

整个系统有PC机、PLC、变频调速器等组成。控制系统采用施耐德PLC TWDLMDA40DTK作为主控单元，PLC是实时控制的核心，它和变频器之间采用DFP11A通讯模块（满足RS485总线通讯技术要求）进行通讯，读取变频器中各电机的速度，计算出各个电机的速度补偿值，然后根据补偿值将速度控制指令发送给各个变频器，从而实现多电机的协调运转。

整个系统硬件由电气部分和控制部分构成。电气部分主要包括有：

（1）多台三相异步电动机。

（2）PLC。采用一台施耐德PLC TWDLMDA40DTK控制多台变频调速器。TWDLMDA40DTK集成了24输入/16输出共40个I/O点，具有PID特殊功能模块，并支持RS485通讯扩展模块，完全能够满足本系统的控制需求。

（3）通讯适配器。采用TWDNAC485D为TWDLMDA40DTK的通讯适配器，通讯适配器的功能是在PC-PLC通讯系统中作为子网站，以规定网络通讯协议的收信单元使用。

（4）变频调速器。每台电动机都采用一台SEW MDV60A变频调速器对其实施调速。工作中，每个变频器都相当于一个子网站，通过接收PLC经通讯适配器发出的控制指令信息，从而实现对电机的调速控制。

（5）变频调速器网络接口单元。采用DFP11A通讯模块作为变频调速器的网络连接单元，通过该单元能够在网络上实现变频调速器的运行控制（如启动、停止、调节频率）、参数设定和状态监控等功能。

（6）PC机一台。

（7）旋转编码器。每个电机尾端安装一个编码器，将从电机上采到的信号反馈回PLC，组成一个速度闭环。

控制部分将TWDLMDA40DTK作为系统主站，通过DFP11A通讯模块实现PLC和MDV60A变频器的连接，从而形成一个控制网络，完成系统的控制功能。

5.基于PLC的变频调速器软件设计

5.1 通讯协议

按照MODUBUS协议定义PLC与变频器的通讯过程，该过程最多分为以下5个阶段：

（1）PLC发出通讯请求;

（2）MDV60A变频调速器处理等待;

（3）MDV60A作出应答;

（4）PLC处理等待;

（5）PLC作出应答。

根据不同的控制需求完成相应的通讯过程，无论是写数据还是读数据，均由PLC发出请求，变频调速器只是被动接受请求并作出应答。

5.2 PLC编程

基于PLC的变频调速器的软件采用的是Windows XP SP3操作系统，编程环境采用TwidoSoft软件。PLC通过通讯协议实现对变频器的有效控制。通讯协议一般采用子程序方式进行编写，然后通过调用相对应的子程序实现对变频器的控制。

6.结束语

本文设计方案实现了一台PC和PLC控制多台变频调速器，完全满足工业生产中对多台电机的同步控制需求，并且成本较传统的控制方式而言明显降低，值得在实际应用领域进行广泛推广。

参考文献

[1]王俊杰.基于PLC及变频调速器的多电机控制分析[J].中国科技博览，2012，（35）：50.

[2]邝禹聪，姚伟江.PLC与变频器在环形生产线中的应用[J].机械工程师，2012，（11）：68-70.

[3]陈德欣，贺正强.PLC和变频器在多电机控制方面的研究[J].中国科技博览，2011，（13）：44.

[4]崔兴旺，陈志远.PLC实现变频调速器多电机控制[J].华章（初中读写），2007，（2）：155.

作者简介：

王磊（1983—），男，安徽人，大学本科，中广核工程有限公司工程师，研究方向：电气工程及其自动化。

9.plc控制电机论文 篇九

专业：电气工程及其自动化

姓名：常宇 学号：Z011142228

不得不说，这次的实验给我的感觉和上学期的电力电子实验挺像的，必须要用心去做才能学到东西，实验本身才会显得有意义，否则只会是消磨时间。

电力拖动自动控制系统的实验已经结束，在4次实验中，我们做了晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验、单闭环不可逆直流调速系统实验、双闭环可逆直流脉宽调速系统实验和三相SPWM、马鞍波、SVPWM变频调速系统实验。

电力拖动自动控制系统这门课程知识的实用性很强，因此实验就显得非常重要。

不得不说，在这四次实验中，让我印象深刻的是单闭环不可逆直流调速系统实验。这个实验可以说是我所花时间最多、个人认为最难的一次实验。第一次的实验没能成功是因为实验台的DJK04电机调速控制实验I模块损坏，第二次实验也是费尽千辛万苦才把实验顺利完成。虽然这个实验比较难、耗时长，但我却从中学习到了许多。我们第一次实验线路连接好但电机并不能转动，我们也正是利用老师传授的方法判断出了实验模块不能正常工作。即使没有成功做出实验预期的结果，我们依然收获了，我们通过自己的判断可以正确的分析线路的故障、排除故障。我感觉这比稀里糊涂的完成实验更有意义。

在这三次实验中，我们离不开丁老师的帮助。我十分赞成丁老师的这种教学方法，让同学们自己通过实验指导书自己做实验、自己发现问题、分析问题和解决问题，我认为这样才能真正的达到实验的目的，这样才能提高学生的操作动手能力、独立思考的能力。丁老师也能处处为学生着想，最后一次实验中老师就说过学校能为老师办公室安装空调，却不能为实验室装空调，让学生大热天的做实验。老师听完这一番话，我们真的非常感动。像丁老师这样能为学生着想的老师真的很少很少，我们在实验课后都统一认为丁老师是位好老师，是能处处为学生着想的老师。