IC693PRG300 IC693PRG300
1． 机械电子式软起动控制系统组成及原理
由上位计算机、变频器、可编程控制器(PLC)等组成。为了实现对工作仪器的保护，将变频器、可编程控制器、传感器等安装在控制柜内。执行机构为异步电动机、差动行星减速机构，控制对象为带式输送机。
控制系统在结构上为主从式二级控制，其中计
算机为主，PLC为从。在完成控制系统的软件设计后，计算机通过与PLC之间的通讯将控制程序下装至PLC。计算机作为工业控制主机，担负着对PLC程序的在线修改，信号采集、数据记录与处理和控制输出等任务，而大量的循序动作的处理则交由PLC处理。
控制系统工作时，PLC得电启动，在启动调速电机的过程中，PLC通过控制变频器的输出频率来控制调速电机转速，使其按照设定升速规律达到预定转速。在其达到预定转速后，PLC通过接触器(Mc)接通主电机电源，主电机启动，由于差动轮系的速度合成，负载端无输出。当负载起动时，IC693ALG220
IC693ALG221 IC693ALG222 IC693ALG223
IC693ALG390 IC693ALG391 IC693ALG392
IC693ALG442 IC693BEM320
IC693BEM321 IC693BEM331
IC693CMM301 IC693CMM302 IC693CMM311
IC693CMM321 IC693CPU311 IC693CPU313
IC693CPU323 IC693CPU331 IC693CPU340
IC693CPU341 IC693CPU350 IC693CPU351
IC693CPU352 IC693CPU360 IC693CPU363
在PLC的控制下调速电机按设定规律减速，负载缓慢输出直至达到工作转速。负载软停车时，PLC控制变频器的输出频率使调速电机按设定曲线加速，主电机继续按额定转速工作，通过速度合成，负载缓慢减速为零。当系统完全停车时，PLC将与主电机相连接触器断开，主电机停止，然后切断调速电机的电源，系统完全停车。
2． 机械电子式软起动的控制系统硬件设计 
2.1 可编程控制器的选型
1．可编程控制器控制系统I/O点数估算 IC693CPU364 IC693CPU366 IC693CPU367
IC693CPU370 IC693CPU372 IC693CPU374
IC693MCD001
IC693MCM001 IC693MDL230 IC693MDL231
IC693MDL240 IC693MDL241 IC693MDL250
IC693MDL260 IC693MDL310 IC693MDL330
IC693MDL340 IC693MDL350 八方IC693MDL390
IC693MDL632 IC693MDL633 IC693MDL634
IC693MDL640 IC693MDL641 IC693MDL643
IC693MDL644 IC693MDL645 IC693MDL646
IC693MDL648 IC693MDL653 IC693MDL654
IC693MDL655 IC693MDL660 IC693MDL730
IC693MDL731 IC693MDL732 IC693MDL733
IC693MDL734 IC693MDL740 IC693MDL741
IC693MDL742 IC693MDL748
确定I/O点数是可编程控制器设计的关键问题，估算出被控对象的I/O点数后，就可选择点数相当的可编程控制器，选择相应规模的可编程控制器并留有*-15%的I/0余量。
2．内存估计
用户所需的内存容量受到以下几个因素的影响:内存利用率；开关量输刀输出点数；模拟量输入输出点数；用户的编程水平。一个程序段中的接点数与存放该程序段所代表的机器语言所需的字数的比值称为内存利用率。可编程控制器开关量输入/输出点数是计算所需内存容量的重要依据。具有模拟量控制的系统要用到数字传送和运算功能指令，功能指令对内存的利用率较低，所占的内存数较多。用户程序的优劣对程序长短和运行时间都有较大影响。对同样的系统，不同用户编写的程序可能会使程序长短和执行时间差距很大。
综上所述，内存大小的经验计算公式为:
存储器字数二(开关量输入点数+开关量输出点数)*10+模拟量点数*150
按计算存储器字数的25%考虑余量。
3. 响应时间分析
可编程控制器顺序扫描的工作方式使它不可能可靠的接受持续时间小于扫描周期的输入信号。系统响应时间是指输入信号产生时刻与由此而引起的输出信号状态发生变化时刻的时间间隔: 系统响应时间=输入滤波时间+输出滤波时间+扫描周期通过对可编程控制器各功能及参数的综合考虑权衡，设计选用西门子SIMATIC57-200可编程控制器，选用西门子CPU226，型号(6ES7216-2BD21 0XB0)，可满足控制系统的设计要求。 选用S7-200 CPU 226，该模块包括一个中央处理单元(CPU)、电源以及数字量I/O点，集成在一个紧凑、独立的设备中。CPU负责执行程序和存储数据，用扫描方式通过I/O部件接收现场的状态和数据，以便对工业控制任务或过程进行控制。输入和输出是系统的控制点:输入部分从现场设备(如传感器或开关)中采集信号，输出部分则控制电机以及工业过程中的其它设备。电源向CPU及其所连接的任何模块提供电力。通信端口允许将S7-200 CPU同编程器或计算机等其它设备连接起来，当与计算机相连时，可组成多级控制系统。状态信号灯显示了
CPU的工作模式，本机I/O的当前状态，以及检查出的系统错误。
2.2可编程控制器与计算机的通信
数据通信就是在同一级内或者在不同级之间进行数据的传送和接收。可编程控制器与计算机的通信是拓宽可编程控制器应用的一个重要方面，也是完成多重控制任务，实现多级控制的有效途径。可编程控制器与计算机联网时，计算机仅用于在线编程、修改参数和数据显示。可编程控制器与计算机之间的通信是通过RS-485口与RS-232口进行的，信息交换的方式为字符串方式，运用RS-485和RS-232通道，容易配置一个与计算机通信的系统。将所有软元件的数据和状态由可编程控制器送入计算机，由计算机采集数据，进行分析和运行状态监测。用计算机改变可编程控制器设备的初始值和设定值，实现计算机对可编程控制器的上位控制。S7-200系列PLC配备有于RS-485通信的标准D型插座。
3.控制系统的软件设计
在控制系统的软件设计过程中，程序编写采用计算机加V3.1 STEP Micro/WIN软件来实现。程序的设计方案，主要是依据控制系统流程图和控制系统的所完成的主要功能实现。在了解控制系统功能及控制方式的基础上，根据带式输送机起制动过程的不同工况，
设计了系统在各个工作阶段的控制程序。
程序设计主要包括以下进程:
(1)系统自检，对控制系统状态监测，若发现错误向用户报警，否则进入下一步。
(2)由对电磁接触器的控制实现双电机的分时启动。在程序设计中采用定时器，当达到预设时间时，相应电机在PLC的作用下开始启动，在设定的时间内电机达到设定转速。调速电机的转速控制需要通过可编程控制器控制变频器的输出频率来完成。用户可以在程序中修改主、调速电机启动时间间隔。主电机与调速电机的启动由相应的电磁接触器控制。
(3)以定时器实现软起动与软停车过程，不同时段带式输送机按用户设定时间及转速曲线逐步起动与停车。
(4)需要停车时实现顺序断电，并能够在紧急停车时直接解除所有电源。顺序断电采用定时器，按照用户设定的时间间隔进行
IC697BEM713 IC697BEM721 IC697BEM731
IC697BEM733 IC697BEM741 IC697BEM761
IC697CBL700 IC697CBL709 IC697CBL803
IC697CBL811 IC697CBL826 IC697CGR772
IC697CGR935 IC697CHS750 IC697CHS770
IC697CHS771 IC697CHS782 IC697CHS783
IC697CHS790 IC697CHS791 IC697CMM711
IC697CMM712 IC697CMM741 IC697CMM742
IC697CPM790 IC697CPU731 IC697CPU780
IC697CPU788 IC697CPU789 IC697CPX772
IC697CPX782 IC697CPX928 IC697CPX935
IC697CSE784 IC697CSE925 IC697GDH701
IC697GDS701 IC697HSC700 IC697LBR701
IC697MCS704 IC697MDL240 IC697MDL241
IC697MDL250 IC697MDL251 IC697MDL252
IC697MDL253 IC697MDL254 IC697MDL340
IC697MDL341 IC697MDL350 IC697MDL640
IC697MDL651 IC697MDL652 IC697MDL653
IC697MDL654 IC697MDL671 IC697MDL740
IC697MDL750 IC697MDL752 IC697MDL753
IC697MDL940 IC697MEM713 IC697MEM715
IC697MEM717 IC697MEM719 IC697MEM731
IC697MEM732 IC697MEM733 IC697MEM735
IC697MLX000 IC697MSC800 IC697MSC801
IC697MSC802 IC697PCM711 IC697PWR710
IC697PWR711 IC697PWR720 IC697PWR724
IC697PWR748 IC698CPE010 IC698CPE020
IC698CPE030 IC698CPE040 IC698CRE020
IC698CRE030 IC698CRE040 IC698ETM001
IC698PSA100 IC698PSA350 IC698PSD300
