电气控制与PLC课程设计

成都理工大学工程技术学院

电气控制与PLC应用课程设计

院 系：自动化工程系 专 业：建筑电气与智能化 班 级：2012建电1班 学 号：201220313135 姓 名：陈欣 指导老师：向茜 杨琴 完成时间：2015年01月07日

前言

PLC是为了在工业环境下使用而设计的一种可编程逻辑控制器系统。其存储器采用了可编程序以实现在其内部存储进行运算、控制、记录等操作指令,并可以将存储内容通过数字或模拟量等形式进行输入或输出来控制工业生产过程。该种技术是计算机技术与继电接触控制技术相互结合的产物,其解决了传统控制系统内接线复杂、可靠性低、耗能高以及灵活性较差等缺点。

随着科学技术的发展，可编程控制器（PLC）以其可靠性高、灵活性强、使用方便等优势在工业领域中得到了越来越广泛的应用，这使得传统电气控制技术的内容发生了根本的变化。PLC在很多控制系统中已经取代了继电器--接触器控制系统，成为当今电气控制领域的主流控制设备。但是，不管PLC的功能多么强大，PLC仅能取代继电器--接触器控制系统的控制电路，而不能取代被控对象的主电路和信号输入采集电路。同时，PLC的编程思想、编程方法也与继电器--接触器控制系统的控制电路有着紧密联系。因此，要学习PLC技术，必须先了解常用低压电器和传统的电气控制技术的内容。

1

课题一 PLC控制电机电动，长动

1.1实际应用

三相异步电动机的点动、长动电气控制三相笼型异步电动机具有结构简单、坚固耐

用、价格便宜和维修方便等优点，在生产实际中获得了广泛的应用。在自动控制系统中，大约90%的电力拖动都采用这种电动机。点动控制多用于机床刀架、横梁、立柱等快速移动和机床对刀等场合。长动用于电动机作连续运行，即要求按下按钮后，电动机就能启动并连续运行直至加工完毕为止。

1.2 点动、长动的原理

单向点动控制电路

工作原理：起动时，合上隔离开关QS，引入三相电源，按下按钮SB，接触器KM的线圈的电吸合，KM的主触点闭合，电动机M因接通电源便起动运转。松开按钮SB，按钮就在自身弹簧的作用下恢复到原来断开的位置，接触器KM的线圈失电释放，KM的主触点断开，电动机失电停止运转。可见，按钮SB兼做停止按钮。

2

单向自锁控制电路

工作原理：起动时，合上QS，引入三相电源，按下起动按钮SB2，交流接触器KM的电磁线圈通电，接触器的主触点闭合，电动机因接通电源直接起动运转。同时，与SB2并联的KM常开辅助触点闭合，这样当手松开，SB2自动复位时，接触器KM的线圈仍可通过接触器KM的常开辅助触点使接触器线圈继续通电，从而保持电动机的连续运行。这种依靠接触器自身触点而使其线圈保持通电的现象称为自锁，起自锁作用的辅助触点称为自锁触点。

1.3 PLC I/O的接线图

I/O分配 输入 点动启动按钮：I0.0 长动启动按钮：I0.0 长动停止按钮：I0.1 3

输出 Q0.0 Q0.0

1.4 梯形图

点动

4

自锁

1.5实际操作台的接线图

1.6 93103的实物接线图

1) 点动

5

2) 长动

6

课题二 PLC控制电机正反转

2.1 PLC控制电机正反转的应用场合

正反转控制运用生产机械要求运动部件能向正反两个方向运动的场合。如机床工作台电机的前进与后退控制；万能铣床主轴的正反转控制；电梯、起重机的上升与下降控制等场所。

2.2 实验原理

三相异步电动机定子三相绕组接入三相交流电，产生旋转磁场，旋转磁场切割转子绕组产生感应电流和电磁力，在感应电流和电磁力的共同作用下，转子随着旋转磁场的旋转方向转动。因此转子的旋转方向是通过改变定子旋转磁场旋转的方向来实现的，而旋转磁场的旋转方向只需改变三相定子绕组任意两相的电源相序就可实现。 如图2.1所示为PLC控制异步电动机正反转的实验原理电路。

图2-1 PLC控制三相异步电动机正反转实验原理图

7

左边部分为三相异步电动机正反转控制的主回路。由图 2.1可知：如果KM5的主触头闭合时电动机正转，那么 KM6 主触头闭合时电动机则反转，但 KM5 和 KM6 的主触头不能同时闭合，否则电源短路。

右边部分为采用PLC对三相异步电动机进行正反转控制的控制回路。由图可知：正向按钮接PLC的输入口X0，反向按钮接 PLC的输入口X1，停止按钮接 PLC的输入口X2；继电器 KA4、KA5 分别接于 PLC 的输出口 Y33、Y34，KA4、KA5 的触头又分别控制接触器KM5和KM6的线圈。

实验中所使用的PLC为三菱FX2N系列晶体管输出型的，由于晶体管输出型的输出电流比较小，不能直接驱动接触器的线圈，因此在电路中用继电器KA4、KA5 做中间转换电路。

在KM5和KM6线圈回路中互串常闭触头进行硬件互锁，保证软件错误后不致于主回路短路引起断路器自动断开。

电路基本工作原理为：合上 QF1、QF5，给电路供电。当按下正向按钮，控制程序要使Y33为1，继电器KA4线圈得电，其常开触点闭合，接触器 KM5的线圈得电，主触头闭合，电动机正转；当按下反向按钮，控制程序要使Y34 为 1，继电器 KA5 线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM6的线圈得电，主触头闭合，电动机反转。

2.3 I/O接线图

PLC 控制电机正反转I/O 分配及硬件接线

8

2.4 梯形图

2.5实际操作台的接线图

9

2.6 93103实物接线图

10

课题三 多台电机顺序启动、逆序停止

3.1 多台电机顺序启动、逆序停止应用场合

两台电机顺序启动逆序停止控制电路适用于大中小型机床，家庭等系列场所。该电路简单易学，容易掌握，操作方便控制准确优点。

3.2 实验原理

1、两台电动机的顺序启动的原理

顺序控制电路是在一个设备启动之后另一个设备才能启动的一种控制方法。用继电器KM1，KM2分别串接在交流异步电机M1,M2上。如图3.0，KM2要先启动是不能动作的，因为SB21和KM1是断开状态，只有当KM1吸合实现自锁之后，SB21按纽才起作用，使KM2通电吸合。当电机M1单独运行时开关SB12直接控制M1的停止。 2、两台电动机逆序停止的原理 （1）启动过程

当按控制按钮SB11、SB21可以分别使接触器KM1、KM 2线圈得电吸合，主触点闭合，M1或M2通电电机运行工作。接触器KM1、KM2的辅助常开接点同时闭合电路自锁。 （2）停止过程

按控制按钮SB22按纽，接触器KM2线圈失电，电机M2停止运行。若先停电机M1按下SB12按纽，由于KM2没有释放，KM2常开辅助触点与SB11的常开触点并联在一起并呈闭合状态，所以按钮SB12不起作用。只由当接触器KM2释放之后，KM2的常开辅助触点断开，按钮SB12才起作用。如图。

11

3.3 I/O接线图

PLC端子接线图

3.4 梯形图

12

13

3.5 93103实物接线图

14

15