机电控制技术课程设计报告---西门子S7-224PLC控制5个三相变频电机

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1、 目录目录 1 课程设计任务 .1 1.1 任务描述 1 1.2 控制任务和要求 .1 2 控制方案的选择1 3 I/O 分配表 .4 4 编写系统控制流程图 4 4.1 控制系统的流程图 .4 4.2 程序梯形图及指令 .6 5 调试说明 13 6 结束语 . 14 1 1.1.1 任务描述任务描述 本系统结构与工作原理如上图所示，纺织品由五个电动机带 动辊子与橡胶辊的摩擦带动左向右传动。要求设计该系统的控制 部分。本控制部分采用西门子 S7-224PLC（继电器型）控制 5 个 三相变频电机，实现纺织布料在该系统中自左向右的同步传动。 1 1.2 .2 控制任务和要求控制任务和要求 （1）

2、确定本系统所需要的电气元件，并说明元件型号； （2）变频电机的转速范围 01500r/min； （3）按下启动按钮，布料按一个初始速度自左向右运行； （4）一直按下升速按钮，布料运行速度持续上升（上升到 上限不在上升） ；一直按降速按钮，布料运行速度持续下降（下 降到下限不在下降） ； (5)按停止按钮，系统停止运行； 2 2 控制方案的选择控制方案的选择 交流电机按品种分同步电机、异步电机两大类。 同步电机转子的转速ns与旋转磁场的转速相同， 称为同步转 速。ns与所接交流电的频率 (f)、电机的磁极对数(P)之间有严 格的关系 nsf/P 在中国，电源频率为 50HZ，所以三相交流电机中一

3、对磁极电 机的同步转速为 3000 转/分，三相交流电机中两对磁极电机的同 步转速为 1500 转/分，以此类推。异步电机转子的转速总是低于 或高于其旋转磁场的转速，异步之名由此而来。异步电机转子转 速与旋转磁场转速之差（称为转差）通常在 10以内。 转差率 S=n0-n/n0 (n0为同步转速，n 为空载转速) 由此可知，交流电机（不管是同步电机还是异步电机）的转 速都受电源频率的制约。因此,交流电机的调速比较困难,最好的 办法是改变电源的频率。 本系统结构与工作原理如上系统联动控制图所示，纺织品由 五个电动机带动辊子与橡胶辊的摩擦带动左向右传动。首先可以 看出该系统属于同步开环控制，在布的

4、同步传动中必须保证布在 传动过程中始终被拉直，因此要求后一个电动机的转速比前一个 电动机的转速高，但转速差不宜过大，否则会影响布的质量甚至 会拉断布。 由上述控制要求可知， 本系统要求五个电机实现同步 升速和同步降速，而且在升速和降速的过程中保持各个电机之间 存在一个速度差，从而使绕过辊子的布保持一定的张力。如果在 运行过程中出现紧急情况，可以实现紧急停车，从而把损害减小 到最少。 为了实现上述功能，达到控制要求，经分析可知，选择 变频调速的开环交流调速系统。理由如下： （1）提供的电源为工频50HZ的三相四线制的线电压为380V 的工业用电； （2）要求电机调速范围宽，即转速范围 01500r/min； （3）要求电机的负载转矩小，调速特性稳定、准确、快速。 从工程实际出发考虑，系统的工作方式为手动，由按钮来控 制电机的启动停止以及升速和降速。机械的工作方式由具体需要 而定，即既可以先升速后降速也可以先降速再升速也可以一直保 持一种动作状态，但在按下升速按钮的时候再按降速按钮无效， 反之亦然，即要具有联锁功能，同时在布的同步传动过程中若出 现紧急情况按下一个按钮后再按