自动化论文 Microsoft Word 文档
学号
毕业论文（设计）
□毕业论文
□毕业设计
□毕业实习报告
（请在相应的文章类型中打“√”）
系（部）计算机与电子信息工程系
专业名称电气自动化
年级08 级
学生姓名卢嘉斌
指导教师黄永杰
2010年12月08日
本人声明，本论文（设计）工作是由本人在是由指导教师的指导下独立完成的，在完成论文（设计）的时所利用的一切资料均已在参考文件中。
摘要
随着我国经济的高速发展，交流变频器调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广泛，而电动机作为现代动力技术的来源，与人们的生活紧密相关，随着人们对其要求的提高，电动机得到了快速的发展，其拖动技术已经发展到了变压变频调速，其逻辑控制也由plc代替原来的继电器控制。
本文在三相异步电动机的正反转原理为基础上，采用了PLC和变频器控制电动机的正反转，本论文介绍了PLC与变频器之间的通信网络，再此基础上介绍了变频器和PLC相关知识。论文以“PLC控制变频器实现三相异步电动机正反转”电路原理设计图为核心，介绍了相关元件的结构原理及其选型分析，最后对设计的整个系统进行定性分析，在设计系统的过程和实践运行过程中可能会遇到的问题，本文也散开了论述。
关键词：继电器控制PLC 变频器三相异步电动机正反转
前言
1 PLC控制变频器实现三相异步电动机正反转技术的现状与前景
在当今面临能源危机的条件下，节能降耗不仅有近期的直接经济效益，更有这长远的社会利益。变频器是公认的交流电动机（包括三相异步电动机）最理想和最有前途的调速方案，除了具有卓越的调速性能，还有显著的节能用。
自20世纪80年代变频器相续被引进中国以来对三相异步电动机正反转的节能应用与速度工艺控制中心中得到了快速发展和广泛应用。在传送、纺织、起重、建材、石油、化工、治金、造纸、挤压和机床等行业以及公用工程（如电梯上升与下降，自动们的开启与关闭）中。在生产制造的过程中，大部分需要用到PLC编程去自动控制生产制造过程，这样就少企业对人力的投资，从而转向对生产技术的投资，这样有利于经济效益的提高，用PLC控制生产过程对企业的安全生产也提供了强有力的保障，所以用PLC控制变频器实现三相异步电动机的正反转已得以广泛应用于生产当中，PLC控制变频器实现三相异步电动机的正反转急技术是提高经济效益一种最有效的方法之一，用其技术能较集中资金投资于生产技术
2设备选型
本设计所用到额定功率P MN=10KW、额定电压U MN=380V、额定电流I MN=22A、转速140r/min的电动机，变频器与电机相距L=40米，工作效率40Hz，线电压△U不超过2%
2.1导线的选型
1）变频器与电机之间的导线选择论证
根据线电路电压△U的一般要求：△U≦（2～3）%·U MN·f/50【1】
带入数据求解得到电路电压△U：△U≦6.08（v）
又根据△U的计算公式：△U=√3·I MN·R o·L/1000
单位长度（每米）导线的电阻Ro=3.989
根据下表：
可知：应选用的导线的标称截面积为4.0平方毫米
2）购买导线的型号
导线选购于成都特变线缆公司提供的成都特变BV4mm2铜芯线
图表1—2 特变BV4mm2铜芯线详细信息
该导线需购40×3m，总购价：40×3×2.54=304.8元
2.2熔断器的选型
熔断器作用：
熔断器由熔体。外壳和支架组成，熔体是熔断器的主要工作部分，当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安置了熔断器，那么，熔断器内的熔体就会在电流异常升高到一定的高度和一定的时候，熔体因过热而熔化，从而切断电流起到保护电路安全运行的作用。
熔断器、熔断体和电动机额定电流的关系：
①熔断器的额定电流>熔断体的额定电流>电机的额定电流
②熔断体的额定电流=1.5~2.5电动机额定电流=27.5~49.5A
则选择熔断体与熔断器如下：
螺旋式熔断器RL1-60（60A 380V）
详细信息产品名称：低压熔断体
品牌：SCHINEIDER/施耐德
型号：RL1-60（60A380V
额定电压：380（V）V
额定电流：60（A）A
本熔断体型号、外形尺寸、额定电压、额定电流、如下：
型号：RL1-60额定电压（v）：380
额定电流（A）：40～60
2.3.漏电开关的选型
漏电开关的额定电流为电动机额定电流的1.3倍【2】，所以漏电开关选择DZ47LE漏电器DZ47LE—63 2P，其额定电流选32A
产品价格35元/台所在地：北京
品牌：安德利(中国驰名商标)/DZ47LE-63 2P D型
2.4热继电器的选型
热继电器的作用【3】：
热继电器的作用是电动机过负荷时自动切断电源，热继电器的构造是两片膨胀系数不同的金属片构成，电流过大时膨胀系数大的先膨胀，起到切断电源的作用。热继电器动作后有人工复位
选择JR36系列热继电器JR36-63 20-32A，其详细信息如下表：
图表1—3 四个信号指示灯的型号规格
2.5变频器的选型
2.5.1变频器选择论述
1.1额定功率选择
变频器连接的是10KW的三相异步电动机，所以应该选择额定功率在10KW 以上的变频器.
1.2额定电流的选择
电机在正常工作下工作，实际电流都会在电机的额定电流上下小范围波动，
所以电流发生波动是变频器驱动负荷常有的事情，如果有较大的电流波动超过了变频器额定电流，就会对变频器的寿命有一定的影响。但如果电流波动小于额定，则没有实质的影响。所以选择变频器的额定电流应该大于电机的额定电流22A
1.3变频器品牌选择
变频器品牌选择三菱变频器，三菱变频器全称为“三菱交流变频调速器”，主要用于三相异步交流电机，用于控制和调节电机速度。当电机的工作电流频率低于50Hz的时候，会节省电能，而此设计中的额定频率40Hz，选择三菱变频器完全可以得到节能的作用。
1.4变频器的最终选购
选购由郑州金洋电气自动化有限公司提供的FR—A740系列，3相380V 50Hz等级高功能矢量控制型的三菱变频器FR—A740—11K—CHT
3设计工程预算：
设备型号、价格统一报表
则设备总支出17817.3元
设备总支出=工程施工支出=17817.3元
设计工程支出=设备总支出+工程施工支出
即设计工程支出=35634.6元
4 PLC控制变频器实现三相异步电动机正反转控制原理
PLC控制变频器实现三相异步电动机正反转图2—2
3.2 PLC控制变频器实现三相异步电动机正反转控制
PLC与变频器组合对电动机正、反转控制，只需要利用PLC的输出端子来控制变频器是STR、STF两个端子，控制电路如图1-1所示。
I/O详细表：
X0SB1接通电源Y3 接触器KM Y0 正转STR
X1 SB2切断电源Y4 闪烁灯HL1电机运行指示Y1 反转STF
X2 SA1正转Y5 绿灯HL2正转指示灯
X3 SA2 反转Y6 红灯HL3反转指示灯
X4 接收掉闸信号Y7 变频器掉闸报警灯HL4
输入信号与输出信号之间的逻辑关系的地梯图程序下图2—3所示。
图2—3
其控制过程如下：
按下按钮SB1，输入继电器X0得到信号并动作，输出继电器Y3动作并保值，接触器动作，电动机接通电源。Y3动作后，Y4动作，闪烁灯闪烁。
闭合开关SA1，闭合开关SA2，X2得到信号并动作，输出继电器Y0动作，变频器STF接通，电动机正转启动并运行。同时，Y5也动作，正转指示灯黄灯亮。
闭合开关SA2，闭合开关SA1，输出继电器Y1动作，变频器STR接通，电动机正转启动并运行。同时，Y6也动作，反转指示灯红灯亮。
当电动机正转或反转时，X2或X3的常闭触电断开，使SB2（从而X1）不起作用，于是防止了变频器在电动机运行的情况下切断电源。
将开关SA1和SA2同时断开，则电动机停机，X2、X3的常闭触点均闭合。如再按按钮SB2，则x1得到信号，使Y3复位，电动机切断电源，同时Y4动作，闪烁灯熄灭。
变频器参数设定
用变频器的旋钮设定变频器显示的频率为“40.0”HZ
参考文献
【1】薛晓明变频器技术与应用，变频器的布线，2009,、6，119～120 【2】袁维义电工技能实训指导书，漏电保护器，2003、11，90～91
【3】袁维义电工技能实训指导书，低压电器运行中的注意事项，2003、11，,79～80
结论
毕业设计是专科学习阶段一次非常难得的理论与实现相结合的机会，通过这次比较完整的设计出梯形PLC控制，我摆脱了单纯的理论知识学习状态。通过实现设计相结合，锻炼了我综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，通过对PLC进行编程和变频器参数的设定来对三相电动机的正反转，并使电机正反转“互锁”，且让变频器在一定的工作效益下工作等综合考虑。通过这次毕业设计，提高了我的意志和品质力，提升了自己的忍耐力，懂得了怎样缓解压力，学会独立思考、逻辑思维、推出问题、解决问题的方法。这是我们希望看到的，这也是我们进行毕业设计的目的所在。
虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐，但我的收获却更加丰富。通过老师和学生的沟通和及哦啊刘，我了解到此系统的适用条件，此设备的选用标准，以及各种器件适用性。我的能力也得到了提高，提高是有限的，但提高是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装起来，也必然会让我们在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通能力。最终按质按量完成本次设计。我的收获是很难用语言来描述
的。
顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的自信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心。无论PLC控制控制变频器实现三相异步电动机的正反转怎样复杂，我都采用了一些新技术和设备。它们有着很多的优越性，但也存在一定的不足，这些不足在一定程度上限制了我们的创造力。比如怎样防止电机直接启动时所产生的脉冲电流对设备的损害，这让我感到很遗憾。发现问题，面对问题，才有可能解决问题。不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行，今后我会更关注新技术新设备新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进的知识，更好的为社会做出应有的贡献。
致谢
毕业设计能顺利完成，是因为在设计中我得到了许多人的帮助。我的毕业设计终于完成了，虽然中间有着不完美，但却是我不断的查阅资料。思考和动手的结果。经过一个月的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个专科的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有老师的指导，以及一起学习奋斗的同学们帮助和支持，想要完成这个设计是难于想象的。
首先非常感谢我的指导老师黄永杰的指导。在论文设计的过程中，我所遇到的问题能给予我帮忙和解答，感谢黄永杰老师为艰辛的寻求与设计论文设计资料，这才使得论文能得以顺利比较完好的设计出来；其次，高感谢其他的每位任课老师的世道和建议，在我们本次设计中，你们的勤奋工作，为我们克服了许多我们曾经碰到的困难来帮助我们完成此次毕业设计，给了我很大帮助。如果没有你们的帮助，这次设计的完成将变得更加困难。最后，要感谢我的父母亲，他们一直是我的坚强后盾，无论何时何地，都有亲切的鼓励与温暖的关心，让我在任何时候都不放弃希望，坚强前行！
大学生活即将结束，似水流年的日子里我开始期待明天！