1、上海第二工业大学本科毕业设计（论文） 本科毕业设计（ 论文 ） 题 目： 17AM 马达保护器双片生产设备 PLC 控制程 序设计 学 号： 姓 名： 班 级： 专 业： 自动化 学 院： 入学时间： 指导教师： 日 期： 年 月 日上海第二工业大学本科毕业设计（论文） 毕业设计（论文）独创性声明 本人所呈交的毕业 论文是在指导教师指导下进行的工作及取得的成果。除文中已经注明的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 上海第二工业大学本科毕业设计（论文） 17AM 马达保护器双片生产设备
2、 PLC 控制程序设计 摘要 由于 17AM 是能够精确控制电器温度过热的保护元件，并且体积小，触点容量大 ， 跳脱动作快速，性能可靠。所以其应用于马达的研究是非常必要的。它能让我们更好的认识马达保护器，从而为我们的生活带来方便和保障。本课题主要研究及掌握 17AM 马达保护 器双片的生产流程，用 PLC 编写 17AM 马达保护器双片的运行程序，用组态王软件制作 17AM 马达保护器双片的仿真演示程序，完成机器的 PLC 控制程序设计，并可与组态王软件进行连接，实现系统的仿真演示及其运行控制。 关键词 :17AM 马达保护器； PLC；组态王；联机控制；仿真演示。 上海第二工业大学本科毕业设
3、计（论文） 17AM Motor Protective Device With Double Production Equipment PLC Control Program Design ABSTRACT Because 17AM is a protection device that can accurately control the temperature of the electric heat, and has the advantages of small volume, large capacity of contacts, jump off the action fast,
4、reliable performance. So the study of its application in the motor is very necessary.Knowledge of motor protector which can make us better, so as to bring convenience and security for our life.This paper mainly study and master the production process of 17AM motor protector double piece,written by p
5、rogram logic control 17AM program to run the motor protector double sheet, making simulation demo program 17AM motor protector double by Kingview software, PLC control program design of the machine, and can be connected with the configuration king software,realize the simulation demo the system and
6、its operation control. Key words: 17AM motor protector;program logic control;kingview;online control;simulation demo. 上海第二工业大学本科毕业设计（论文） 目录 1 绪论 1 1.1 概述 1 2 软硬件介绍 3 2.1硬件介绍 3 2.2 软件介绍 5 3 17AM 马达保护器需求及功能分析 8 3.1 17AM 马达保护器简介 8 3.2 17AM 马达保护器的工作原理 9 3.3 17AM 马达保护器生产流程方案确定 9 4 17AM 马达保护器生产流程 PLC 程序设计
7、 12 4.1 17AM 马达保护器生产流程机器 I/O 分配表 12 4.2 17AM 马达保护器生产流程的控制流程 13 4.3 17AM 马达保护器生产流程的状态流程图 15 4.4 17AM 马达保护器生产流程的梯形图 17 5 17AM 马达保护器生产流程组态王设计 23 6 联机演示成果 24 7 心得体会 29 致谢 31 参考文献 32 附录 33 上海第二工业大学本科毕业设计（论文） 1 1 绪论 1.1 概述 电动机保护器，也可以称之为马达保护器，它的作用就是给电动机提供全面综合的保护，当电动 机发生超时启动，出现过载电流，堵转，线路中发生短路，电压过大或过小，三相电压不平
8、衡，电动机定转子中心偏移，外部发生其他故障，反时限等现象出现时，给予以报警或保护的装置。据目前的情况来看，我国目前正在使用的低压电动机功率在 1KW-320KW 的台数大约有 6000 万台，其用电量占到总电力电网的 70%以上，从目前啊的情况来看，在农业、工业和商业中它占有举足轻重的地位。全国每年烧毁电动机数量约 300 万台，装机容量为 10 亿千瓦，年仅发动机烧毁过程中的功耗为亿万度，修理费高达数 100 亿元左右，造成停机损失竟达约 100 亿元 。先不说以上所耗费的钱，就拿电机修理后来说，修理后电机不仅功率会下降，从而导致他的耗电量的增加，它的性能也不会有保证，这直接影响到企业的经济
9、效应。因此，电动机保护器具有重要的意义。 对于我国的电动机保护装置来说经历了四个阶段，第一阶段是仿苏，第二阶段就开始自行开发设计，第三阶段就是逐步的升级，第四阶段也就是最近发展到智能化。这几年微处理器技术不断的发展，让电动机保护器进入了全新的阶段，即智能化，多功能。首先我们来说一下仿苏，刚开始我们是引进苏联的 JR 系列的继电器，从而热继电器在我国风靡了半个世纪左右（主要是 在电机保护行业）。尽管如此，随着科技的发展，他不得不在 1996 年被其他产品所替代；接下来我们说一下自行开发设计，此过程代表就是电子式电动机保护器，在 1970-1990 期间，半导体器件的出现和它的优越性以及普遍使用，
10、使得马达保护器的性能可以更加的可靠，而且功能也可以更加强大，由此电子式马达保护器应运而生；接着我们来看一下升级。这时人们想到数字电子式来控制，控制器主要用单片机，这时的数字电子式马达保护器将智能化提升到一个全新的高度，他不仅能够提供保护，而且还可以具备远程通信的能力，实现监控，它的采样精度也很高， 不会有任何的误差，并且其反时限曲线也更具有科学性。 虽然目前马达保护装置已经飞速发展到了电子时代，经历由低层次到高层次，从简单到复杂渐渐完善的过程，但由于高级的马达保护器目前的成本并不低，上海第二工业大学本科毕业设计（论文） 2 所以目前市场上仍有大量的低端马达保护器产品，因为低端马达器产品虽然功能
11、没那么强大，但保护马达的基本功能它是做到了，而且性能可靠，生产费用低。所以在市场上仍具有一定的份额。 17AM 马达保护器就是目前市场中存在其中的一种。因为目前马达在我国每年生产量很大，因此如何高效的生产马达保护器就是急需解决问题。本文主要是基于三菱 PLC 和 组态王仿真来模拟生产 17AM 马达保护器的生产流程。 上海第二工业大学本科毕业设计（论文） 3 2 软硬件介绍 2.1 硬件介绍 可编程控制器，简称 PLC，为什么它能够运行程序呢？因为在它里面有一部分区域是专门存储程序的，有一部分区域是可以编码用户输入的程序供机器使用，她可以编译的指令有逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术操作等等
12、，这些都是面向用户的命令语言。当然他还有模拟或者数字的输入输出接口，这些接口方便控制各种类型的机器或者是生产流程。三菱 PLC 有很多种型号，我用的是 FX2N-32MR 见图 2-1。 图 2-1 三菱 FX2N-32MR 首先介绍一下 PLC 的结构，它有单板机，输入、输出接口，可编程的编程器接口，电源，存储器和备用电源，以及向外扩展接口。其中单板机是核心。 (1)单板机：可编程控制器中的类似于电脑中的 CPU 的就属单板机了。单板机的结构中也有自己的 CPU（又叫中央处理器），能存放数据的 RAM、 ROM，它也有很多接口，比如 PIO（并行接口），有并当然也有串行接口（ SIO） ,时
13、钟。他就是管理可编程控制器的各项工作，当然包括对系统进行处理和对用户的操作上海第二工业大学本科毕业设计（论文） 4 进行处理。 (2)输入、输出接口。输入、输出信号分为开关量 、模拟量和数字量。在这里只以开关量为例。对于可编程控制器而言，输入信号与输出信号是完全隔离的，他们之间不会去相互干扰。最终他们送入 PLC 的信号要么是通过光电耦合，要么就是通过继电器。对于输入来说，常见的有直流输入和交流输入。所谓直流输入就是它的输入器件一种是无源的触点，一种是传感器。那么交流输入就是先把交流信号通过整流器整流，还必须限流后才能通过光耦传给 CPU。输出一般也有三种：一种是继电器输出型，一种是晶体管输出
14、型，还有一种就是可控硅输出型。这三种电路的隔离方式如下：对于第一种来说，就是利用它的触点和线圈 ，来对 PLC 的里面的线路以及外面的负载进行电器隔离；对于第二种而言，以 SSR输出型为例，它主要是用光电晶闸管对内部电路和输出器件之间进行隔离；那么第三种方式则是在内部电路与输出晶体管之间用光电耦合器来实现隔离的。 (3)电源。小型可编程器中会含有一个稳压电源，它主要是给 CPU 和 I/O 板等内部的原件供电。在形成控制系统时，这会给用户带来极大的方便。改变允许瞬时断电时间：可编程控制器的电源电压为 AC200 系列时，可有用户程序改变数据寄存器 D8008 的内容，允许瞬时断电时间可定为 1
15、0-100ms。 (4)扩展接口 。用来扩展 I/O 单元的在这里称之为扩展接口。有时可编程控制器的点数不够用时，就会用到扩展接口，这显得可编程控制器更灵活，扩展接口某种意义上看来说就是总线形式，也可以是接离散值得 I/O 单元，或者是配置了模拟输入量以及高速脉冲等单元，还可以是通信适配器等等。 (5)编程器接口。编程器一般不会在 PLC 中，但是为了对可编程控制器能够进行编程并且可以能够对其进行监视和控制，才在 PLC 上设置了有编程器这么一个接口来方便程序员，当然这个接口可以接不同的装置，而且有了这些接口之后，监控会变得更容易。 (6)存储器接口。此接 口为了方便用户能够把自己写的程序放入
16、 PLC 中。以及有时 PLC 的存储空间不够使用时，当然设置了存储器的扩展接口，根据自己的需求来扩展其接口，其内部也是接到总线上的。 可编程控制器的结构特点：由于他与计算机的适用场合不同，所以他们的工上海第二工业大学本科毕业设计（论文） 5 作原理千差万别。它主要用于工业现场，而且它向外扩展能力也要强，并且要适宜现场的接线，所以其结构也会与计算机大不相同。一般 PLC 结构分为单元式和模块式。其中单元式的特点是非常紧凑，体现在它的体积小巧，从而它的成本低，安装起来也方便。而模块式的特点是模块与模块之间是互不干扰的。但模块的 功能比较固定，不可随意更改。 2.2 软件介绍 组态王是工业系统中采
17、用最普遍的一种数据采集监控系统的软件，是工业应用软件的一个组成部分。它的设置项目也很多，并且使用方式也比较巧妙，更不用说它的功能性了。 组态王的特点： (1)延续性和扩充性。当开发者在使用组态王开发程序时，当购买者的需求发生改变，后者机器现场有临时的变动，则对于开发者来说，不需要修改很多就能完成应用程序的修改。 (2)封装性。一般组态王开发出来的应用程序都是经过打包过后的，对于使用者而言，不用知道软件到底是怎么运作的，也不需要懂很多编程语言， 就能够完成一个比较复杂的工程。 (3)通用性。组态王底层提供了很多驱动供用户使用，不同的人可以根据自己的需要选择使用，它提供的 I/O Driver、开放式数据库等工具就可以完成一个具有动画效果的工业机器实时运行的仿真画面。 组态王 6.52 界面如图 2-2 所示
