本 科 毕 业 设 计
题 目: 三相鼠笼式异步电动机的Y--△起动PLC控制
系 别 学生姓名
信息工程系
专 业 电气工程及其自动化 学 号 指导教师 职 称
2013年 05 月 20 日
讲师
三相鼠笼式异步电动机的Y--△起动PLC控制
摘 要
三相鼠笼式异步电动机，以其结构简单、运行可靠、维修方便、惯性小、价格低廉而且坚固耐用等优点，在工、农业生产中得到广泛应用，是现阶段机械加工的重要动力源。但由于电机起动电流大，对电网的影响和生产机械的冲击力都很大，因此对三相鼠笼式异步电动机起动方式提出了更高的要求。可编程序控制器(PLC)应用是自动化控制领域的核心技术之一，由于PLC系统构成简单、配置灵活、可靠性高、编程方便，能够适用于不同类型的控制对象和各种复杂环境，已经在自动化控制领域获得了非常广泛的应用。
本设计从PLC控制电机星三角起动入手，完成PLC控制，实现MCGS组态仿真。更好地解决了电动机起动时对电网和机械设备的冲击，使得电机起动更加安全，简单，方便。 关键词：三相鼠笼式异步电动机； PLC； 电机星三角起动
ABSTRACT
Three-phase squirrel-cage asynchronous motor, with the advantages of simple structure, reliable operation, convenient repair, inertia is small, cheap and durable, widely used in industry and agriculture production, is an important source of current mechanical processing. But as the motor starting current, have great influence on power grids and production of mechanical impact, which has put forward higher requirements on the starting of three-phase squirrel-cage asynchronous motor way. Programmable logic controller (PLC) application is one of the key technology of automation control field, because the PLC system is simple in structure, flexible configuration, high reliability, easy programming, can be used to control different types of objects and all kinds of complex environment, has been widely used in automatic control field.
This design from PLC motor control star delta starter start completed the PLC control, MCGS configuration simulation. To better address the impact on the power grid and the machinery and equipment of the starting motor, the motor starting is safer, and simple, convenient.
Keywords: motor star delta starter; PLC; motor star delta starter
目 录
1引 言 ............................................................................................................................................................... 1 1.1本文研究的目的和意义 ................................................................................................................................ 1 1.2国内外发展现状 ............................................................................................................................................ 1 1.3本文研究内容 ................................................................................................................................................ 1 2电机概述 ........................................................................................................................................................... 2 2.1我国电机制造工业发展近况与发展趋势 .................................................................................................... 2 2.2三相异步电动机的分类及优点 .................................................................................................................... 2 2.3三相异步电动机的基本工作原理和运行特性 ............................................................................................ 3 2.3.1基本工作原理 ............................................................................................................................................. 3 2.3.2三相异步电动机的工作特性 ..................................................................................................................... 3 2.4 三相异步电动机的起动 ............................................................................................................................... 4 3系统硬件的选择与设计 ................................................................................................................................... 5 3.1 PLC的工作方式............................................................................................................................................ 5 3.2 PLC的应用范围分类 .................................................................................................................................... 5 3.3 PLC的结构 ................................................................................................................................................... 6 3.4 PLC的工作原理............................................................................................................................................ 7 3.5 PLC的接线设计............................................................................................................................................ 7 3.6I/O地址分配表............................................................................................................................................... 8 3.7分析继电接触器控制 .................................................................................................................................... 8 3.8主电路图与常规控制线路控制流程 ............................................................................................................ 9 4系统软件的选择与设计 ..................................................................................................................................11 4.1S7－200 PLC的介绍 ....................................................................................................................................11 4.2基本功能 .......................................................................................................................................................11 4.3编程语言 .......................................................................................................................................................11 4.4程序设计 .......................................................................................................................................................11 4.4.1PLC控制方式............................................................................................................................................ 12 4.5助记符指令程序 .......................................................................................................................................... 12 4.6PLC控制的梯形图....................................................................................................................................... 13 5.组态设计及系统联机统调 ............................................................................................................................. 15 5.1MCGS组态软件........................................................................................................................................... 15 5.2三星鼠笼式异步电动机星三角起动系统人机界面设计 .......................................................................... 15 5.2.1MCGS组态画面设计 ................................................................................................................................ 15 5.2.2建立实时数据库和动画连接 ................................................................................................................... 16 5.2.3组态设备窗口设计 ................................................................................................................................... 16 5.3系统联机统调 .............................................................................................................................................. 18 总 结 ................................................................................................................................................................ 20 参考文献 ............................................................................................................................................................ 21 致 谢 ................................................................................................................................................................ 22
中国地质大学长城学院2013届毕业设计
1引 言
1.1本文研究的目的和意义
由于三相鼠笼式异步电动机简单、廉价、易维护的优点，已广泛应用于各行各业。近些年，由于国民经济的飞速发展，用电量的快速增长，对电网的稳定性提出了越来越高的要求。保守估计，三相鼠笼式异步电动机的用电量占整个电网的一半以上，由此对电动机的控制特别是起动的控制提出了相应的要求。
三相鼠笼式异步电动机是应用最为广泛的用电设备，传统的电机起动方式其局限性，如不能有效减少起动时对电网的大电流冲击，已越来越不能适应现代生产发展的要求。传统的起动方式有星三角起动、自耦减压起动、电抗器减压起动、延边三角形减压起动等，这些起动方式都属于有极减压起动，他们的共同特点是控制电路简单，但是起动转矩不可调，起动过程中存在较大的冲击电流，使被拖动负载受到较大的机械冲击，且易受电网电压波动的影响，一旦电网电压波动，会造成起动困难，甚至使电机堵转。PLC控制起动很好地解决了电动机起动时对电网和机械设备的冲击，它还有故障过流保护、过载保护、缺相保护等功能，可广泛应用于冶金、石化、市政、制造等行业。PLC控制器与传统起动设备相比，性能更可靠，使起动更平滑，对电网冲击更小。产品具有强抗干扰、经久耐用、智能化三大特点，在国内同类产品中处于领先水平。
1.2国内外发展现状
近年来，随着电力电子技术和计算机控制技术的飞速发展，国内十分重视三相鼠笼式异步电动机的研究和开发。星形/三角形（Ｙ/△）起动是最常见也是最常用的一种降压起动电路。所谓Y-△起动，是指起动时电动机绕组接成星形，起动结束进入运行状态后，电动机绕组接成三角形。在起动时。电机定子绕组由于是星形接法，所以每相绕组所受的电压降低到运行电压的根号三分之一(约57.7％)，起动电流为直接起动时的1/3，起动转矩也同时减小到直接起动的1/3。现在国内由于电力供应紧张， 因此星形/三角形（Ｙ/△）起动在节能方面有突出的表现。因此三相鼠笼式异步电动机的Y--△起动PLC控制拥有十分广阔的市场。
1.3本文研究内容
先分析继电器控制系统的控制要求，将检测元件、控制元件(如按钮等)合理安排接入PLC的输入口。然后将被控器件(如接触器线圈)接入PLC的输出与继电接触器系统对应，选择PLC中功能相同的器件。按接点与器件关系设计出梯形图和编写控制程序。由于西门子PLC工作可靠，使用简单，所以用它控制三相鼠笼式异步电动机的Y--△起动等功能。
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