《電機(jī)及拖動基礎(chǔ)》課程設(shè)計報告

《電機(jī)及拖動基礎(chǔ)》課程設(shè)計報告

一、二、三、四、

異步電動機(jī)的課程設(shè)計變壓器的課程設(shè)計直流電動機(jī)的課程設(shè)計同步電動機(jī)的課程設(shè)計第三部分直流電機(jī)的課程設(shè)計

1.直流電機(jī)的分析方法（1）原理、結(jié)構(gòu)和額定值。

①直流發(fā)電機(jī)原理（機(jī)械能>直流電能）。A.原動機(jī)拖動電樞以轉(zhuǎn)速n(r/min)旋轉(zhuǎn)；

B.電機(jī)內(nèi)部有磁場存在；或定子（不動部件）上的勵磁繞組通過直流電流(稱為勵磁電流If)時產(chǎn)生恒定磁場（勵磁磁場，主磁場）

C.電樞線圈的導(dǎo)體中將產(chǎn)生感應(yīng)電勢e=Blv，但導(dǎo)體電勢為交流電，而經(jīng)過換向器與電刷的作用可以引出直流電勢EAB，以便輸出直流電能。②直流電動機(jī)的原理（電能>機(jī)械能）。

A.將直流電源通過電刷和換向器接入電樞繞組，使電樞導(dǎo)體有電流ia通過。B.電機(jī)內(nèi)部有磁場存在。

C.載流的轉(zhuǎn)子（即電樞）導(dǎo)體將受到電磁力f的作用f=Blia（左手定則）所有導(dǎo)體產(chǎn)生的電磁力作用于轉(zhuǎn)子可產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，以便拖動機(jī)械負(fù)載以n(r/min)旋轉(zhuǎn)。

③直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)。

主磁極、機(jī)座、換向極、端蓋、電刷裝置、電樞鐵心、電樞繞組、換向器④直流電機(jī)的額定值。

A.額定功率PN：指電機(jī)在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下運(yùn)行時，電機(jī)的輸出功率，以"W"為量綱單位。若大于1kW或1MW時,則用kW或MW表示。B.額定電壓UN：指額定狀態(tài)下電樞出線端的電壓，以"V"為量綱單位。C.額定電流IN：指電機(jī)在額定電壓、額定功率時的電樞電流值，以"A"為量綱單位。

D.額定轉(zhuǎn)速nN：指額定狀態(tài)下運(yùn)行時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，以r/min為量綱單位。E.額定勵磁電流If：指電機(jī)在額定狀態(tài)時的勵磁電流值。注意:

a.對于直流發(fā)電機(jī)，PN是指輸出的電功率，它等于額定電壓和額定電流的乘積，即PN＝UNIN

b.對于直流電動機(jī)，PN是指輸出的機(jī)械功率，所以公式中還應(yīng)有效率ηN存在,即

PN＝UNINηN

（2）基本公式（常用），等效電路圖，功率流程圖。①基本公式

（3）直流發(fā)電機(jī)特性，直流電動機(jī)特性。（4）直流電動機(jī)應(yīng)用2.直流電機(jī)的實驗電路圖設(shè)計

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《綜合控制系統(tǒng)設(shè)計》

姓名：朱立學(xué)號：201*30072720系別：電子信息工程學(xué)院班級：09自動化2班指導(dǎo)老師：韋莉莉、方昌始、彭康擁完成時間：201*-10-21

目錄

一、課程設(shè)計目的..........................................................................1二、課程設(shè)計內(nèi)容..........................................................................1三、課程設(shè)計控制要求...................................................................1四、飼料加工工藝設(shè)備與飼料生產(chǎn)線認(rèn)識.....................................1五、三菱FX3U系列功能認(rèn)識.......................................................2六、變頻器：.................................................................................2七、三菱PLC選型：.....................................................................3八、控制系統(tǒng)PLCI/O點(diǎn)地址分配表及輸入輸出端子接線圖：...3九、PLC電氣CAD圖：.............................................................8十、心得體會：............................................................................14十一、附錄....................................................................................15

綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

一、課程設(shè)計目的

通過三年自動化專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課程學(xué)習(xí)，尤其是完成《自動控制原理》《電機(jī)及拖動基礎(chǔ)》、《傳感器技術(shù)》《計算機(jī)控制技術(shù)》《過程控制技術(shù)》、《電氣設(shè)備與PLC》等課程學(xué)習(xí)，學(xué)生已具備簡單控制系統(tǒng)分析與設(shè)計。

但在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，一條生產(chǎn)線控制系統(tǒng)往往包含有多個變量、多個控制對象，控制關(guān)系復(fù)雜，尤其現(xiàn)代綜合自動化技術(shù)發(fā)展，控制系統(tǒng)概念不僅僅局限于生產(chǎn)線機(jī)械設(shè)備自動控制，而是覆蓋到企業(yè)決策層經(jīng)營管理，因此我們有必要開設(shè)《綜合控制系統(tǒng)課程設(shè)計》。通過該課程設(shè)計，學(xué)生應(yīng)更加深入了解綜合自動化系統(tǒng)，掌握如何利用工控機(jī)或可編程序控制器、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)構(gòu)建一個綜合控制系統(tǒng)。

二、課程設(shè)計內(nèi)容

根據(jù)原飼料生產(chǎn)線繼電-接觸器控制系統(tǒng)要求，采用三菱FX3U或Q系列PLC完成飼料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)改造設(shè)計。

三、課程設(shè)計控制要求

飼料工業(yè)近年迅速發(fā)展，飼料生產(chǎn)線加工工藝和設(shè)備也隨著不斷進(jìn)步。但是，在總體上，我國在飼料加工控制系統(tǒng)上存在技術(shù)不夠先進(jìn)、企業(yè)平均規(guī)模小、綜合生產(chǎn)水平低等問題。因此，需要進(jìn)一步提高飼料生產(chǎn)廠的自動化程度。本次課程設(shè)計題目《飼料生產(chǎn)線的三菱PLC和三菱變頻器的改造》，是將飼料生產(chǎn)線原有繼電-接觸控制系統(tǒng)改造為三菱PLC和三菱變頻器控制系統(tǒng)。

該飼料生產(chǎn)線共有：備料系統(tǒng)、粉碎機(jī)系統(tǒng)、輔料備料系統(tǒng)、配料系統(tǒng)、稱量系統(tǒng)、混合系統(tǒng)、制粒包裝系統(tǒng)。

四、飼料加工工藝設(shè)備與飼料生產(chǎn)線認(rèn)識

定量包裝控制器：JY500C3

應(yīng)用行業(yè)：JY500C3自動定量包裝控制器主要適用于適合于顆粒類物料，如飼料、種子、糧食、化工原料、調(diào)味品、醫(yī)藥原料等行業(yè)的自動定量包裝

特點(diǎn)：

1.可適用于皮帶給料、螺旋絞刀給料、閘閥式給料以及振動給料機(jī)給料等多種給料方式

2.具有模擬、數(shù)字雙重濾波功能

3.可選擇帶料倉或不帶料倉稱重方式

4.自動零位跟蹤,按鍵自動去皮

5.配料批數(shù)隨意設(shè)置，定量生產(chǎn)更為方便6.自動錯誤診斷，易發(fā)現(xiàn)和解決問題

7.可完成給料、稱重、誤差計算、報警處理、卸料、補(bǔ)償運(yùn)算、累計處理

第1頁，總33頁綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

等全部配料過程�？赏ㄟ^手動/自動鍵實現(xiàn)自動或手動加料及卸料

8.提供快、中、慢三種加料速度,以保證配料精度

9.數(shù)據(jù)存儲采用了FLASH方式，系統(tǒng)掉電時能自動保存各種過程數(shù)據(jù)，重新上電后，系統(tǒng)保持在原來的過程參數(shù)上運(yùn)行

10.可按設(shè)定卸料時間定量放袋卸料

五、三菱FX3U系列功能認(rèn)識

可編程控制器上直接接線的輸入輸出(最大256點(diǎn))和網(wǎng)絡(luò)(CC-Link)上的遠(yuǎn)程I/O(最大256點(diǎn))的合計點(diǎn)數(shù)可以擴(kuò)展到384點(diǎn)。

輸入輸出的擴(kuò)展設(shè)備可以連接FX2N系列的輸入輸出擴(kuò)展單元/模塊。此外，F(xiàn)X0N/FX2N/FX3U系列特殊功能單元/模塊最多可以連接8臺。

內(nèi)置了64K步的RAM內(nèi)存。此外，可以通過使用存儲器盒，將程序內(nèi)存變?yōu)榭扉W存儲器。

除了浮點(diǎn)數(shù)、字符串處理指令以外，還具備了定坐標(biāo)指令等豐富的指令。

可以通過內(nèi)置開關(guān)進(jìn)行RUN/STOP的操作。此外，也可以從通用的輸入端子或外圍設(shè)備上發(fā)出RUN/STOP的指令。

通過計算機(jī)用的編程軟件，可以在可編程控制器RUN時更改程序。

內(nèi)置了時鐘功能，可以執(zhí)行時間的控制。

如果使用編程軟件(GXDeveloper)，可以通過連接在RS-232C功能擴(kuò)展板，以及RS-232C通信特殊適配器上的調(diào)制解調(diào)器，執(zhí)行遠(yuǎn)距離的程序傳送以及可編程控制器的運(yùn)行監(jiān)控。

高速計數(shù)功能

通過ON寬度，或是OFF寬度最小5μs(X000～X005)的外部信號可以優(yōu)先處理中斷子程序。(還具備定時器中斷、高速計數(shù)器中斷功能)

脈沖輸出功能：1)使用基本單元(晶體管輸出型)的輸出端子時，3軸可同時輸出最高為100kHz的脈沖(開集電極輸出)。2)如果使用2臺高速輸出特殊適配器FX3U-2HSYADP，4軸可同時輸出最高為200kHz的脈沖(差動線性驅(qū)動輸出)。

六、變頻器：

變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交直交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。

變頻器選型：

變頻器選型時要確定以下幾點(diǎn)：

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（1）采用變頻的目的；恒壓控制或恒流控制等。變頻器供應(yīng)：

（2）變頻器的負(fù)載類型；如葉片泵或容積泵等，特別注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng)用時的方式方法。（3）變頻器與負(fù)載的匹配問題。

（4）在使用變頻器驅(qū)動高速電機(jī)時，由于高速電機(jī)的電抗小，高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。

（5）變頻器如果要長電纜運(yùn)行時，此時要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不足，所以在這樣情況下，變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。

（6）對于一些特殊的應(yīng)用場合，如高溫，高海拔，此時會引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。

七、三菱PLC選型：

FX2N-128MT

輸入模塊：64輸出模塊：64擴(kuò)展模塊I/O：FX2N-64ET-D

八、控制系統(tǒng)PLCI/O點(diǎn)地址分配表：

SL-4TA140Q停止按鈕QA140Q啟動按鈕JKD101A左圓倉進(jìn)料門全開JKD111A右圓倉進(jìn)料門全開CM102左圓倉料滿CM112右圓倉料滿TA110停止按鈕QA110啟動按鈕TA130停止按鈕QA130啟動按鈕TA120停止按鈕QA120啟動按鈕TA140停止按鈕QA140啟動按鈕TA250Q停止按鈕QA260Q啟動按鈕QA270Q啟動按鈕TA250停止按鈕QA250啟動按鈕X1X2X3X4X5X6X7X10X11X12X13X14X15X16X17X20X21X22X23X24

TA620停止按鈕QA620啟動按鈕TA630停止按鈕QA630啟動按鈕MXW600CK611TA600停止按鈕QA600Y啟動按鈕TA600Y停止按鈕QA600△啟動按鈕CK711TA700停止按鈕QA700啟動按鈕TA720停止按鈕QA720啟動按鈕TA210Q停止按鈕QA210Q啟動按鈕JKD413△JKD423△JKD433△X111X112X113X114X115X116X117X120X121X122X123X124X125X126X127X130X131X132X133X134第3頁，總33頁綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

TA260停止按鈕QA260啟動按鈕JKD221A粉碎機(jī)主料斗進(jìn)料門全開JKD121A回圓倉提升機(jī)門全開CM212粉碎機(jī)主料斗料滿TA270停止按鈕QA270啟動按鈕TA300Q停止按鈕QA300Q啟動按鈕JKD443A副料箱4箱443進(jìn)料門開JKD453A副料箱5箱453進(jìn)料門開JKD463A副料箱6箱463進(jìn)料門開JKD473A副料箱7箱473進(jìn)料門開JKD483A副料箱8箱483進(jìn)料門開JKD493A副料箱9箱493進(jìn)料門開CM442副料箱4箱料滿CM452副料箱5箱料滿CM462副料箱6箱料滿CM472副料箱7箱料滿CM482副料箱8箱料滿CM492副料箱9箱料滿TA300停止按鈕QA300啟動按鈕TA310停止按鈕QA310啟動按鈕TA320停止按鈕QA320啟動按鈕TA330停止按鈕QA330啟動按鈕JKD331△TA500停止按鈕QA510Q啟動按鈕QA520Q啟動按鈕TA510停止按鈕QA510啟動按鈕TA520停止按鈕QA520啟動按鈕TA530停止按鈕QA530啟動按鈕TA540停止按鈕QA540啟動按鈕TA550停止按鈕QA550啟動按鈕X25X26X27X30X31X32X33X34X35X36X37X40X41X42X43X44X45X46X47X50X51X52X53X54X55X56X57X060X61X62X63X64X65X66X67X070X071X072X073X074X075X076X077CM412CM422CM432TA210Q停止按鈕QA210Q啟動按鈕TA220停止按鈕QA220啟動按鈕TA230停止按鈕QA230△啟動按鈕TA230△停止按鈕QA230△啟動按鈕TA200停止按鈕QA200Y啟動按鈕TA200Y停止按鈕QA200A啟動按鈕J110圓倉進(jìn)料提升機(jī)J120原料篩選磁選機(jī)J130除塵除輕雜抽風(fēng)機(jī)J140地坑原料輸送帶J250粉碎機(jī)料倉進(jìn)料攪龍J260左圓倉卸料攪龍J270右圓倉卸料攪龍J300副料分配攪龍J301J302J303J510包裝機(jī)料箱加料J520制粒機(jī)料箱加料J530混合機(jī)卸料提升機(jī)J540混合機(jī)卸料攪龍J550J610J710冷卻制粒產(chǎn)品提升機(jī)J640除塵器風(fēng)機(jī)J620冷卻器分離器J630制粒機(jī)產(chǎn)品提升機(jī)J640YJ640△J600YJ600△J600制粒機(jī)JR640JR600X135X136X137X140X141X142X143X144X145X146X147X150X151X152X153Y001Y002Y003Y004Y005Y006Y007Y010Y011Y012Y013Y014Y015Y016Y017Y020Y021Y022Y023Y024Y025Y026Y027Y030Y031Y032Y033Y034第4頁，總33頁綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

TA600Q停止按鈕QA600Q啟動按鈕CM712TA710停止按鈕QA710啟動按鈕TA640停止按鈕QA640Y啟動按鈕TA640Y停止按鈕QA640△啟動按鈕

X100X101X102X103X104X105X106X107X110J700包裝機(jī)J720袋裝產(chǎn)品輸送帶J240J210主料分配攪龍J220主料分離器J230主料分離器風(fēng)機(jī)J200粉碎機(jī)JR230JR200Y035Y036Y040Y041Y042Y043Y044Y045Y046飼料生產(chǎn)線的輸入/輸出端口圖

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第6頁，總33頁綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

第7頁，總33頁綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

九、PLC電氣CAD圖：

儲倉系統(tǒng)主要電機(jī)主電路

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綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

副料輸送系統(tǒng)電機(jī)主電路

第9頁，總33頁綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

混合機(jī)卸料系統(tǒng)電機(jī)主電路

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第11頁，總33頁綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

制粒包裝系統(tǒng)電機(jī)主電路

第12頁，總33頁綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

主料粉碎輸送系統(tǒng)電機(jī)主電路

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十、心得體會：

大家平時學(xué)到的都是理論知識，通過這次的實踐，學(xué)以致用，讓我全面了解了PLC，有了更一步的深入了解。

在這次課程實踐中。通過把課本上的理論知識，透過實踐我們把知道的轉(zhuǎn)變成實踐方法。把知識更牢靠的記住并消化掉。而且每一次的課程設(shè)計，我們更好的了解到自己的差距，只有不斷地動手，不斷學(xué)習(xí)如何將理論付諸實踐。

設(shè)計的過程中有許多難題，還好我們得到了老師的幫助與意見。在學(xué)習(xí)的過程中，不是每一個問題都能自己解決，向老師請教或向同學(xué)討論是一個很好的方法，不是有句話叫做思而不學(xué)者殆。做事要學(xué)思結(jié)合。

每次的課程設(shè)計。也給我們上了一堂很生動的合作的課程，這為以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。課程設(shè)計的任務(wù)，不僅可以使個人動手能力和思考能力提高，更是團(tuán)隊每個人之間默契的配合。

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十一、附錄

設(shè)計1

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設(shè)計2

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設(shè)計3

第19頁，總33頁綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

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綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

第21頁，總33頁

綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

第22頁，總33頁綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

設(shè)計4

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第25頁，總33頁綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

設(shè)計5

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第27頁，總33頁綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

第28頁，總33頁綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

設(shè)計6

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第30頁，總33頁綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

第31頁，總33頁綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告

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