基于PLC的变频调速系统设计.doc

课程论文题目：基于PLC的变频调速系统设计姓名：金亦铖学号：15专业班级：电气工程及其自动化1班学院：机电工程学院指导教师：唐荣年基于PLC的变频调速系统设计摘要：交流异步电动机是工农业生产中最重要的拖动设备之一，因其结构简朴、维修容易等优点而得到了广泛应用。而在现代工业生产中，有一些设备需要根据不同的工作环境，要调节到一个特定的转速。从而对交流异步电动机的速度提出了规定，希望能达成一台设备运营时，能根据不同材料的加工产品，实现运营速度的调节，并能稳定运营。本设计重要由PLC、变频器、电动机等几部分组成。PLC是能进行行逻辑运算，顺序运算，计时，计数，和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程的工业计算机。本文综合应用电子学与机械学知识去解决基于可编程控制器的变频调速系统，本次设计选用三相异步交流电机，而PLC和交流电机无论在工业还是生活中都是应用最广，因此本次设计具有相称的实用价值。关键词：PLC；变频器；电动机；调速一、绪论本次设计重要以PLC和变频器为主，PLC是一种工业控制计算机，能进行逻辑运算，顺序运算，计时，计数，和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程的工业计算机。它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简朴，易学易用等特点。变频器操作方便、体积小、控制性能高而成为目前世界上最受欢迎的调速方式，在工业工厂中应用十分广泛，所以本次设计课题为我们此后到工厂发展打下很好的铺垫，很有实用价值。调速系统快速性、稳定性、动态性能好是工业自动化生产中基本规定。在科学研究和生产实践的诸多领域中，调速系统占有着极为重要的地位。调速控制系统的工艺过程复杂多变，具有不拟定性，因此对系统规定更为先进的控制技术和控制理论。目前在控制领域中，虽然逐步采用了电子计算机这个先进技术工具，特别是石油化工公司普遍采用了分散控制系统（DCS）。但就其控制策略而言，占统治地位的依旧是常规的PID控制。PID结构简朴、稳定性好、工作可靠、使用中不必弄清系统的数学模型。变频调速已被公认为是最抱负、最有发展前景的调速方式之一，采用变频器构成变频调速传动系统的重要目的，一是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化限度、提高生活质量及改善生活环境等规定；二是为了节约能源、减少生产成本。用户根据自己的实际工艺规定和运用场合选择不同类型的变频器。组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序来实现的。编写程序不仅工作量大、周期长，并且容易犯错误，不能保证工期。组态软件的出现，解决了这个问题。对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完毕。组态王是海内一家较有影响力的组态软件开发公司开发的，组态王具有流程画面，过程数据记录，趋势曲线，报警窗口，生产报表等功能，已经在多个领域被应用。二、系统的功能设计分析和总体思绪系统功能设计分析随着电力电子技术以及控制技术的发展，交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用；可编程控制器PLC作为替代继电器的新型控制装置，简朴可靠，操作方便、通用灵活、体积小、使用寿命长且功能强大、容易使用、可靠性高，经常被用于现场数据采集和设备的控制；组态软件技术作为用户可定制功能的软件开发平台工具，可实现显示电机转速，可实现远程调速控制，在PC机上可开发和谐人机界面，通过PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。在此，本次设计就是基于PLC的变频器调速系统。将现在应用最广泛的PLC和变频器综合起来重要功能实现了变压变频调速。电机的正反转，加减速以及快速制动等。因此，该系统必须具有以下三个主体部分：控制运算部分、执行和反馈部分。控制运算重要由PLC和变频器来完毕；执行元件为变频器和电机；反馈部分重要为速度反馈。系统设计的总体思绪系统重要由三个部分构成，即可编程逻辑控制器件PLC、变频器和电机。一方面通过设立给定输入给PLC，再通过PLC控制变频器，再经由变频器来控制电机，随后将电机的转速反馈给PLC，经比较后输出给变频器从而实现无静差调速。具体如下图所示：速度给定+电机变频调速系统PLC（PID）——速度反馈信号图1.1速度闭环控制的机构控制图PLC和变频器的选择PLC的概述PLC的基本结构可编程序控制器简称为PLC（ProgrammableLogicController）重要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成。（如下图2.1所示）编程器接触器线圈按钮输入接口输出接口存储器指示灯继电器触点电磁阀线圈位置开关........微解决器电源PLC图2.1PLC