三相異步電動機(jī)聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制

梁錦波

【摘要】PLC的定義有許多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。

生產(chǎn)機(jī)械往往要求運(yùn)動部件可以實(shí)現(xiàn)正反兩個方向的起動，這就要求拖動電動機(jī)能作正、反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)。由電機(jī)原理可知，改變電動機(jī)的三相電源的相序，就能改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向

【關(guān)鍵詞】可編程邏輯控制器；電動機(jī)正反轉(zhuǎn)

一、概述

通過這次電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)，使我們能夠自己動手做出一個像樣的東西來。使我們對PLC的實(shí)際應(yīng)用和組態(tài)王軟件的仿真使用有一個初步的了解，從而有助于我對理論知識的理解，幫助我學(xué)習(xí)專業(yè)的相關(guān)知識。培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高分析解決問題能力的同時也培養(yǎng)同學(xué)之間的團(tuán)隊(duì)合作、共同探討、共同前進(jìn)的精神。本次課程設(shè)計(jì)的主要是使我們對PLC編程、實(shí)際接線和組態(tài)王軟件的應(yīng)用有一定的感性和理性認(rèn)識；了解一些可編程邏輯控制器的基本原理和解決問題的方法；對電氣技術(shù)等方面的專業(yè)知識做初步的理解；培養(yǎng)和鍛煉我們的實(shí)際動手能力。我在本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)組態(tài)王軟件對自動配料系統(tǒng)的仿真，自動配料系統(tǒng)的主要功能是采用PLC控制方式，配合配料控制軟件包，實(shí)現(xiàn)物料傳送、配料控制、配方設(shè)計(jì)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理等功能。不再需要人工來干預(yù)，在這個過程中工人只是進(jìn)行取料，由計(jì)算機(jī)通過電子稱發(fā)來的數(shù)據(jù)校核重量，減輕了工人的工作負(fù)擔(dān)，提高了工作效率。

二、硬件電路設(shè)計(jì)及描述

（一）實(shí)驗(yàn)面板圖

（二）I/O分配表

輸入 SB1 SB2 SB3

I0.0 I0.1 I0.2

輸出 KM1 KM2 KM4

Q0.0 Q0.1 Q0.3

三、PLC梯形圖

四、組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)

（一）組態(tài)王軟件介紹

組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)，它以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟件、硬件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。

組態(tài)王是亞控科技根據(jù)當(dāng)前的自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢，面向低端自動化市場及應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)一體化為目標(biāo)開發(fā)的一套產(chǎn)品。該產(chǎn)品以搭建戰(zhàn)略性工業(yè)應(yīng)用服務(wù)平臺為目標(biāo)，集成了對亞控科技自主研發(fā)的工業(yè)實(shí)時數(shù)據(jù)庫的支持，可以為企業(yè)提供一個對整個生產(chǎn)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、分析及管理的有效平臺，使企業(yè)能夠及時有效地獲取信息，及時地做出反應(yīng)，以獲得最優(yōu)化的結(jié)果。

（二）組態(tài)軟件的優(yōu)點(diǎn)

組態(tài)王保持了其早期版本功能強(qiáng)大、運(yùn)行穩(wěn)定且使用方便的特點(diǎn)，并根據(jù)國內(nèi)眾多用戶的反饋及意見，對一些功能進(jìn)行了完善和擴(kuò)充。組態(tài)王提供了豐富的、簡捷易用的配置界面，提供了大量的圖形元素和圖庫精靈，同時也為用戶創(chuàng)建圖庫精靈提供了簡單易用的接口；該款產(chǎn)品的歷史曲線、報(bào)表及Web發(fā)布功能進(jìn)行了大幅度提升及改進(jìn)，軟件的功能性和可用性有了很大的提高。

組態(tài)王在保留了原報(bào)表所有功能的基礎(chǔ)上新增了報(bào)表向?qū)Чδ埽軌蛞越M態(tài)王的歷史庫或KingHistorian為數(shù)據(jù)源，快捷建立所需的班報(bào)表、日報(bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表、季報(bào)表和年報(bào)表。此外，還可以實(shí)現(xiàn)值的行列統(tǒng)計(jì)功能。

組態(tài)王在Web發(fā)布方面取得新的突破，全新版的Web發(fā)布可以實(shí)現(xiàn)畫面發(fā)布，數(shù)據(jù)發(fā)布和OCX控件發(fā)布，同時保留了組態(tài)王Web的所有功能：IE瀏覽客戶端可以獲得與組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)相同的監(jiān)控畫面，IE客戶端與Web服務(wù)器保持高效的數(shù)據(jù)同步，通過網(wǎng)絡(luò)您可以在任何地方獲得與Web服務(wù)器上相同的畫面和數(shù)據(jù)顯示、報(bào)表顯示、報(bào)警顯示等，同時可以方便快捷的向工業(yè)現(xiàn)場發(fā)布控制命令，實(shí)現(xiàn)實(shí)時控制的功能。

KingHistorian是亞控新近推出的獨(dú)立開發(fā)的工業(yè)數(shù)據(jù)庫。具有單個服務(wù)器支持高達(dá)100萬點(diǎn)、256個并發(fā)客戶同時存儲和檢索數(shù)據(jù)、每秒檢索單個變量超過20，000條記錄的強(qiáng)大功能。能夠更好地滿足高端客戶對存儲速度和存儲容量的要求，完全滿足了客戶實(shí)時查看和檢索歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的要求。

（三）組態(tài)王程序設(shè)計(jì)步驟及仿真結(jié)果

1、設(shè)計(jì)步驟考慮問題

（1）圖形，是用抽象的圖形畫面來模擬實(shí)際的工業(yè)現(xiàn)場和相應(yīng)的工控設(shè)備。

（2）數(shù)據(jù)，就是創(chuàng)建一個具體的數(shù)據(jù)庫，并用此數(shù)據(jù)庫中的變量描述工控對象的各種屬性，比如水位、流量等。

（3）連接，就是畫面上的圖表是以怎么樣的動畫來模擬現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行，以及怎么樣讓操作者輸入控制設(shè)備的指令。

2、設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的問題

（1）變量無法刪除，如何刪除變量？

在組態(tài)王中，只有未使用的變量才能被刪除，因此在刪除變量之前，必須去掉在畫面或命令語言、控件引用處，等處與之有關(guān)的連接，如果還是無法刪除，在工程瀏覽器中執(zhí)行工具-更新變量計(jì)數(shù)命令，重新統(tǒng)計(jì)變量，在變量使用報(bào)告中可以查詢變量是否還在某些地方使用，將其連接斷開后，利用工具-刪除未用變量刪除。

（2）工程運(yùn)行時，顯示通訊協(xié)議組件失敗？安裝新的驅(qū)動；在開發(fā)狀態(tài)下從新連接設(shè)備，如果還是有錯誤，請聯(lián)系驅(qū)動部索要新的驅(qū)動程序。

（3）光盤上的典型案例無法打開？將工程拷貝到硬盤上將屬性改為存檔即可。

（四）組態(tài)王仿真過程

1、啟動“組態(tài)王”工程管理器（ProjManager），打開組態(tài)王窗口。2、點(diǎn)擊新建可以出現(xiàn)如下圖所示的窗口，接著點(diǎn)擊下一步新建一個工程。3、進(jìn)行完（2）后會得到一個新建畫面，點(diǎn)擊新畫面就可出現(xiàn)新的控制界面了。4、操作完成（3）后，界面會出現(xiàn)2個小框框，我們把需要用的開關(guān)或者指示燈等模擬器件拉進(jìn)來即可。5、把我們需要的器件全拉齊之后就可以進(jìn)行相關(guān)的參數(shù)設(shè)置。6、完成前面的步驟之后繪線并保存下來。7、最后完成后就會出現(xiàn)圖a所示的界面了：8、點(diǎn)擊數(shù)據(jù)詞典后可以出現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)詞典。9、點(diǎn)擊程序命令語言編寫程序語句.10、在設(shè)備-COM1對設(shè)備進(jìn)行設(shè)置.11、圖b所示是組態(tài)王和PLC聯(lián)機(jī)控制的一個現(xiàn)場仿真調(diào)試圖：

五、PLC課程設(shè)計(jì)心得與體會

通過此次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多之前沒學(xué)過的東西。首先是組態(tài)王，在這之前，我從沒有接觸過這軟件，更談不上如何去使用。從零開始，學(xué)習(xí)了如何打開窗口并建立一個新的工程，隨后建立新的畫面，將所有需要用到的按鍵開關(guān)做出來，并設(shè)置相應(yīng)的屬性參數(shù)，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，編寫相應(yīng)的程序，最后再用線把所有零件按照實(shí)物圖連接起來。用組態(tài)王制作完成以后發(fā)現(xiàn)，這軟件相比PLC的梯形圖，畫面上做的更美觀，立體感強(qiáng)。對現(xiàn)場模擬量信號的檢測和調(diào)節(jié)更趨于直觀性，能夠?qū)ψ兞课谋具M(jìn)行讀、寫、監(jiān)控一體化的操作，使其具備了實(shí)際工業(yè)應(yīng)用的價(jià)值。梯形圖的編寫和應(yīng)用，在我們之前的PLC課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)過了，這次相當(dāng)于一次溫故，讓我重新記憶起那些被遺忘的部分。另外，通過這次課程設(shè)計(jì)，我還學(xué)到了在書本上學(xué)習(xí)不到的東西。本次課程設(shè)計(jì)是以3人為一組進(jìn)行的，這就需要團(tuán)隊(duì)協(xié)作，彼此互相配合，發(fā)揮各自的專長，分享彼此的學(xué)習(xí)心得以達(dá)到互相促進(jìn)。組態(tài)王的學(xué)習(xí)的確有一定的難度，為此我們還虛心向老師和其他優(yōu)秀的同學(xué)請教。雖然過程困難重重，但憑借我們堅(jiān)忍不拔的毅力，最終成功完成了任務(wù)！本次課程設(shè)計(jì)，讓我的專業(yè)技能分析和解決問題的能力得到了全面的系統(tǒng)的鍛煉，也讓我對組態(tài)王軟件的應(yīng)用、組態(tài)王軟件的系統(tǒng)開發(fā)過程有了理解。相信以后在組態(tài)軟件方面的學(xué)習(xí)中能夠更全面更方便的實(shí)現(xiàn)控和控制的功能以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳建明.電氣控制與PLC應(yīng)用（第2版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

[2]劉勇.組態(tài)軟件應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目式教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

[3]廖常初. PLC編程及應(yīng)用（第3版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[4]屬力尤，.組態(tài)軟件技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.