基于PLC交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的畢業(yè)設計.doc

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1、基于PLC交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的畢業(yè)設計目錄摘要1緒論11系統(tǒng)的工作原理21.1三相異步電機21.1.1三相異步電機的結構21.1.2三相異步電機的工作原理31.2變頻器31.3控制系統(tǒng)41.3.1PLC的工作原理41.3.2PLC的應用52系統(tǒng)控制方案選取72.1電機的選擇72.2變頻器的選擇72.3PLC的選擇82.3控制方式的選擇93變頻調(diào)速系統(tǒng)的設計103.1軟件設計103.1.1S7-200PLC103.1.2MicroMaster420變頻器103.1.3外部電路設計113.1.4變頻開環(huán)調(diào)速113.1.5數(shù)字量方式多段速控制133.2軟件設計153.2.1編程軟件153.2.2

2、系統(tǒng)程序設計164系統(tǒng)抗干擾措施264.1PLC抗干擾措施264.2軟件抗干擾措施26結論27致謝28參考文獻29緒論(1)課題背景從1876年第一臺直流電動機問世到1888年交流電動機的發(fā)明及廣泛應用，再到電機隨處可見當今世界，電機的發(fā)展早已經(jīng)成為衡量一個國家現(xiàn)代化水平標準之一，縱觀電機的發(fā)展，其應用范圍的不斷擴大，使用要求不斷提高，結構類型不斷增多，理論要求不斷深入。特別是近30年來，伴隨著電力電子技術和計算機技術的進步，尤其是超導技術的重大突破和新原理，新結構，新材料，新工藝，新方法的不斷推動，電機發(fā)展更是呈現(xiàn)出勃勃生機，其前景是不可限量的[12]。近年來隨著電力電子技術，計算機技

3、術，自動控制技術的發(fā)展，電機的控制技術得到了迅速的發(fā)展，人們在追求控制電機更快，更準，更穩(wěn)的同時，也意識到節(jié)能，環(huán)保，經(jīng)濟的重要性。變頻技術是近年來國際家電領域全面開發(fā)和應用的一項高新技術，它采用新型變頻器，將50Hz的固定供電頻率轉(zhuǎn)換為30-130Hz的變化頻率，實現(xiàn)電動機運轉(zhuǎn)頻率的自動調(diào)節(jié)，達到節(jié)能和提高效率的目的。上個世紀80年代初，變頻器實現(xiàn)了商品化。在近20年的時間內(nèi)，經(jīng)歷了由模擬控制到全數(shù)字控制和由采用BJT到采用IGBT兩個大發(fā)展過程[1]。PLC是20世紀70年代以來，在電氣控制技術，集成電路，計算機技術基礎上發(fā)展起來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動化技術，把計

4、算機技術，通信技術融為一體的一種新型工業(yè)控制設備。它具有功能強，可靠性高，配置靈活，使用方便，以及體積小，重量輕等優(yōu)點[13]。(2)設計的目的和意義隨著工業(yè)控制要求的不斷發(fā)展，對電機的速度控制要求也越來越高，一般都需要進行閉環(huán)控制。交流電機調(diào)速的方法有很多，調(diào)壓串級滑差變頻等方式都不同程度地應用于各種各樣的工控領域。隨著變頻技術的發(fā)展，變頻器越來越多的被應用于調(diào)速場合?？删幊炭刂破魇歉鶕?jù)順序邏輯控制的需要而發(fā)展起來的，是專門為工業(yè)環(huán)境應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置，將PLC應用于交流變頻調(diào)速，不僅可靠性高，易于操作，而且還能降低能耗，節(jié)約能源。1系統(tǒng)的工作原理1.1三相異步電機三相

5、異步電機(Triple-phaseasynchronousmotor)是靠同時接入三相交流電源(相位差120度)供電的一類電動機，由于三相異步電機的轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場以相同的方向、不同的轉(zhuǎn)速成旋轉(zhuǎn)，存在轉(zhuǎn)差率，所以叫三相異步電機。1.1.1三相異步電機的結構異步電機主要由固定不動的和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩部分組成，定子轉(zhuǎn)子之間有氣隙，在定子兩端有端蓋支撐轉(zhuǎn)子。（1）定子異步電機的定子由鐵心，定子繞組和機座三部分組成,定子鐵心的作用是作為電機磁路的一部分和嵌放定子繞組。為了減少交變磁場在鐵心中引起的損耗，鐵心一般采用導磁性能良好，比損耗小的0.5mm厚低硅鋼片疊成。定子繞組是電機的電路，器作用是感應

6、電動勢流過電流。定子繞組在槽內(nèi)部分與鐵心間必須可靠絕緣，槽絕緣的材料厚度由電機耐熱等級和工作電壓來決定。機座的作用主要是固定和支撐定子鐵心。（1）轉(zhuǎn)子異步電機的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵心是電機磁路的一部分，一般由0.5mm硅鋼片沖制后疊壓而成。轉(zhuǎn)軸起支撐轉(zhuǎn)子鐵心和輸出機械轉(zhuǎn)矩的作用，轉(zhuǎn)子繞組的作用是感應電動勢，流過電流和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。其結構形式有兩種:籠式和繞線式。（2）氣隙異步電機定，轉(zhuǎn)子之間氣隙很小，對于小型異步電機，氣隙一般為0.2到1.5mm。氣隙大小對異步電機性能影響很大。為了降低電機的空載電流和提高電機的功率，氣隙應盡可能的小，但氣隙太小又可能造成定轉(zhuǎn)子在運行

7、中發(fā)生摩擦，因此異步電機氣隙長度應為定轉(zhuǎn)子在運行中不發(fā)生機械摩擦所允許的最小值。1.1.2三相異步電機的工作原理三相交流異步電動機的工作原理是建立在電磁感應定律、全電流定律、電路定律和電磁力定律等基礎上的。當磁極沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，磁極的磁力線切割轉(zhuǎn)子導條，導條中就感應出電動勢。電動勢的方向由右手定則來確定。因為運動是相對的，假如磁極不動，轉(zhuǎn)子導條沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，則導條中同樣也能感應出電動勢來。在電動勢的作用下，閉合的導條中就產(chǎn)生電