1、0 引言现有的电力生产设备大多是由电动机作为原动机进行拖动的，其通过对电动机的状态控制从而达到对生产设备进行启动 、停止的控制，实现改变生产设备的工作速度 、运动方向等等 。相较于传统的继电器控制， PLC 具有可靠性高 、抗干扰能力强 、使用方便和易诊断排除故障等优点 。且 PLC 体积小 、能耗低 、响应速度快 、功能完善 、安装调试方便 、维护成本和维护工作量小 。PLC 在计时器方面具有精度高 、定时范围广和方便时间调整等优点 。PLC 控制的优点还包括可以方便地修改程序，改变控制方法和控制对象等 。总之，采用 PLC 控制方式比继电器控制可靠简单，比计算机控制经济实用，为各种各样的自
2、动化控制设备提供了非常可靠的控制应用，主要原因在于其能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需求，所以得到越来越广泛的应用 。1 PLC 的基本结构及其工作原理1.1 PLC基本结构在 PLC 系统中，其 CPU 模块是 PLC 的主要部分，相当于人的大脑，是系统的运算和控制中心；存储器主要用于存放系统程序和用户程序及工作数据；电源模块为其他各模块提供各种内部工作电源； I/ O 模块是 PLC 的 CPU 与现场用户设备进行信号传递的桥梁；通信接口模块是实现 PLC 与 PLC 或者 PLC 与其他计算机之间数据交换的部分 。1.2 PLC 的工作原
3、理PLC 运行时，用户程序中众多的操作需要按分时操作原理每一时刻执行一个操作 。由于 CPU 的运算处理速度较高，使得外部出现的结果从宏观上来看几乎是同时进行的，这种分时操作的过程叫做 CPU 对程序的扫描 。扫描从 0000 号存储地址所存放的第一条用户程序开始，在无中转或跳转的情况下，按存储地址递增的方向顺序逐条扫描用户程序，直到程序结束 。每扫描完一次程序，就构成一个扫描周期，然后再从头开始扫描，并周而复始地重复 。2 控制任务根据电动机实际控制要求，其中涉及到电动机的正反转，还涉及到顺序启动 、顺序停止 、急停及功能选择等要求，其提出具体的设计任务如下：模式一是当接通启动开关 X0 时
4、， 1 号电动机正向转动，延时 10 s 后， 2 号电动机也正向转动，再延时10 s 后， 3 号电动机正向转动，此时 3 台电动机同时转动 20 s。然后 1 号电动机先停止， 10 s 后 2 号电动机停止，再过10 s 后 3 号电动机也停止，全部停止需要 20 s。之后 3 号电动机开始反转，延时 10 s 后， 2 号电动机开始反转，再过 10 s 后， 1 号电动机反转，此时 3 台电动机同时反转 20 s，之后 3 台电动机中1 号电动机正转，其余 2 台反转， 20 s 以后， 2 号电动机正转，其余2 台反转，经过 20 s 以后， 3 号电动机正转，其余 2 台反转，再过
5、20 s 后 3 台电动机同时停止，在输入不变情况下重新循环 。模式二是在循环开始前接通开关 X1，系统直接执行混合正反转的部分 。复位启动开关则在该循环结束后不再进入下一个循环 。在整个系统运转过程中随时可以接通急停开关 X2 使全部电机都停止运行，保护了系统设备的安全运行，在解除故障后复位急停开关系统重新启动 。3 控制系统硬件设计3.1 PLC选型及输入 / 输出设备点的分配本设计中共需要输入点数 3 个，输出点数 6 个，且只需基本单元，因此我们选择小型机即能满足控制要求，故选择三菱系列FX1N- 32MR 型号的可控制编程器 。其性价比较高，应用广泛，符合既可靠又经济的要求 。将 P
6、LC 的输入输出进行分配，如表 1 所示 。3.2 电路接线图绘制设计的接线图，如图 1 所示 。基于 PLC 的三相电动机控制系统的设计罗艳丽1李 育2（ 1.郑州轻工业学院民族职业学院，河南 郑州 450011； 2.河南东大泰隆冶金科技有限公司，河南 郑州 450008）摘 要：详细介绍了基于三菱 FX1N- 32MR 型 PLC 设计的 3 台电动机机组控制系统的基本原理，并从实用的角度提出了电动机控制要求 。与传统的继电 接触器控制相比， PLC 更加可靠 、安全 、灵活 、方便，具有较高的性价比 。据此详细探讨了三菱 PLC 在控制电动机机组的应用，对于当前企业对自动化的需要具有重
7、要的实际意义 。关键词： PLC；三菱；电动机；继电器表 1 PLC 的 I/ O 分配输入元件 输出元件元件 作用 输入点 元件 作用 输出点开关 0 启动 X0 接触器 KM0 1 号电机正转 Y000开关 1 模式选择 X1 接触器 KM1 2 号电机正转 Y001开关 2 急停 X2 接触器 KM2 3 号电机正转 Y002接触器 KM3 1 号电机反转 Y003接触器 KM4 2 号电机反转 Y004接触器 KM5 3 号电机反转 Y005设计与分析 Sheji yu Fenxi设计与分析136机 电信息 2011 年第 12 期总第 294 期表 1 普通车床及数控车床经济效益对比
8、车床种类 工时 / h 辅助时间 加工费用 /元 利润普通车床 60 长 约 3 395 约 3%数控车床 8 短 约 2 800 约 20%加工出四头螺纹，并且零件尺寸的精度得到了保证，其加工过程也更加稳定，经济效益可以得到极大的提高 。参考文献1孟生才，汪发亮，唐传赵.数控车床加工多头螺纹的方法分析J.现代制造技术与装备，2009（4）：66 672范淑果，谷建伟，郝宏伟.用西门子数控立车加工大导程多头螺纹数控编程J.机械设计与制造，2005（4）：64 65收稿日期： 2011- 03- 18作者简介：贾艳（ 1983），女，河北省保定市人，助理工程师，研究方向：机械加工 。（上接第 1
9、31 页）4 控制系统软件设计4.1 PLC 程序设计梯形图PLC 的程序设计有多种方法，例如经验设计法 、顺序功能图等方法，为了便于今后的程序升级等，本设计采用顺序功能图方法 。顺序功能图如图 2 所示 。4.2 程序检查及仿真将设计的梯形图输入三菱编程软件，运用软件自身的检查功能检查是否存在语法错误 。进行实物接线之前可以利用 PC 机及软件进行模拟仿真，这样可以节约大量的调试时间，提高设计效率 。首先根据程序要求，绘制出所需要的电动机和控制按钮等控制对象，再进行模拟仿真，仿真结果如图 3 所示 。5 结语通过仿真确认程序无误后，利用专用编程电缆和计算机将程序写入 PLC。按接线图连线，检
10、查无误后，通电调试按控制电路开关，观察接触器的工作情况，系统控制功能符合设计的要求，使其与主电路一起工作，经调试本设计实现了预定要求 。参考文献1张志良.PLC 原理与控制技术M.北京：机械工业出版社，20032周立功.PLC 基础实验指导书M.广州：广州工业出版社，20043 韩服善，张石平.工业 PLC 控制系统设计J.家用电器 消费，2002（7）4余雷声，方宗达.电气控制与 PLC 应用M.北京：机械工业出版社，20065邓则名.电器与可编程序控制器应用技术M.北京：机械工业出版社，2008收稿日期： 2011- 03- 04作者简介：罗艳丽（ 1982），女，黑龙江鹤岗人，助理讲师，主要从事电气自动化技术教学及 PLC 控制系统设计工作 。Sheji yu Fenxi设计与分析137
