(完整word版)大工16春《可编程控制器》大作业题目及要求-答案.pdf

网络教育学院

《可编程控制器》大作业

题目：三相异步电动机正反转控制

学习中心：
层次：高起专
专业：电力系统自动化技术
年级：2015年春季
学号：
学生姓名：
题目一：三相异步电动机正反转控制

设计要求：（1）首先对可编程序控制器（PLC）的产生与发展、主要性能指标、
分类、特点、功能与应用领域等进行简要介绍；
（2）选用西门子S7－200系列PLC，设计出能对三相异步电动机进
行正反转控制的主电路和继电器控制电路图；
（3）对输入输出继电器及其它编程元件的地址进行分配，画出I/O
口接线图，列出PLC控制程序（梯形图进行截图，语句表可直接拷
贝）并对程序作出解释；
（4）总结：需要说明的问题以及设计的心得体会。
三相异步电动机正反转控制

1可编程序控制器PLC的概况
1.1PLC的定义
早期的可编程控制器是为了取代继电器控制线路，采用存储器程序指令完成顺序控
制而设计的。它仅有逻辑运算、定时、计数等功能，采用开关量控制，实际只能进行逻
辑运算，所以称为可编程逻辑控制器，简称PLC（ProgrammableLogicController）。
进入20世纪80年代后，采用了16位和少数32位微处理器构成PLC，使得可编程逻辑
控制器在概念、设计、性能上都有了新的突破。采用微处理器之后，这种控制器的功能
不再局限于当初的逻辑运算，增加了数值运算、模拟量的处理、通信等功能，成为真正
意义上的可编程控制器（ProgrammableController），简称为PC。但是为了与个人计算
机PC（PersonalComputer）相区别，长将可编程控制器仍成为PLC。
随着可编程控制器的不断发展，其定义也在不断变化。国际电工委员会（IEC）曾
于1982年11月颁布了可编程控制器标准草案第一稿，1985年1月发表了第二稿，1987
年2月又颁布了第三稿。1987年颁布的可编程控制器的定义如下：
“可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，
是带有存储器、可以编制程序的控制器。它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序
控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字式和模拟式的输入、输出，控制各种
类型的机械或生产过程。可编程控制器及其相关的外围设备，都应按易于工业控制系统
形成一个整体、易于扩展其功能的原则设计。
1.2PLC的工作原理
PLC实质上是一种专用与工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相近，在
结构上分为固定式和组合式（模块式）两种，固定式PLC包括CPU板，I/O板，显示面
板，内存块，电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块，
I/O模块，内存模块，电源模块，底板或机架。这些模块可以按照一定的规则组合配置。
按照可编程控制器系统的构成原理，可编程控制器系统由传感器，可编程控制器和执行
器组成，可编程控制器通过循环扫描输入端口的状态，执行用户程序来实现控制任务，
其操作过程如上图1所示。
PLC输入模块的输入信号状态与传感器信号相对应，为传感器信号经过隔离和滤波后的
有效信号。开关量输入电路通过识别传感器0、1电平，识别开关的通断。

输
接

入中央处理单元驱动受控原件
口
接收现场信号
接CPU板
部

口
件

部
输

件
出
电源部件

图1.1PLC操作过程
CPU在每个扫描周期的开始扫描输入模块的信号状态，并将其状态送入到输入映像寄存
器区域；CPU根据用户程序中的程序指令来处理传感器信号，并将其处理的结果送到输
出映像寄存器。现代的PLC已经具备了处理模拟量的功能，但是相对于开关量的处理较
复杂一些。PLC输出模块具有一定的负载驱动能力，在额定负载以内，直接和负载相连，
可以驱动相应的执行器。
在PLC处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，
一直循环扫描工作。
1.3PLC的应用领域
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽
车、轻纺、交通运输、保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为以下几类：
（1）开关量的逻辑控制
这是PLC最基本、最广泛的应用领域，可用它取代传统的继电器控制电路，实现逻辑控
制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，又可用于多机群控制及自动化流水线。如电
梯控制、高炉上料、注塑机、印刷机、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
（2）模拟量控制
在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模
拟量。为了使PLC能处理模拟信号，PLC厂家生产有配套的A/D、D/A转换模块，使PLC
可用于模拟量控制。
（3）运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从