基于plc的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計

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1、基于PLC的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計【摘要】本文主要介紹了本人與本組同學(xué)研究和設(shè)計基于可編程控制器的變頻調(diào)速系統(tǒng)的若干成果，在本次的設(shè)計中，我們的設(shè)計系統(tǒng)主要由PLC、變頻器、電動機等幾部分組成。經(jīng)過本次設(shè)計和研究，使我對所有器件有了新的認(rèn)識，尤其對PLC有了更多的了解：PLC是能進行行邏輯運算，順序運算，計時，計數(shù)，和算術(shù)運算等操作指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程的工業(yè)計算機。首先我們查閱各個器件的資料，先對其有個明確的認(rèn)識，然后通過老師的指點明白了整個系統(tǒng)的大概工作原理框圖后，通過學(xué)習(xí)資料與老師指點將硬件設(shè)備連接成功。本

2、文綜合應(yīng)用電子學(xué)與機械學(xué)知識去解決基于可編程控制器的變頻調(diào)速系統(tǒng)，本次設(shè)計選用三相異步交流電機，而PLC和交流電機無論在工業(yè)還是生活中都是應(yīng)用最廣，因此本次設(shè)計具有相當(dāng)?shù)膶嵱脙r值。關(guān)鍵詞：PLC、變頻器、三相異步電動機前言本次設(shè)計主要以PLC和變頻器為主，PLC是能進行行邏輯運算，順序運算，計時，計數(shù)，和算術(shù)運算等操作指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程的工業(yè)計算機。它靈活、通用、I/O接口豐富，可靠性高、抗干擾能力強，編程簡單、使用方便，設(shè)計施工周期短、接線簡單、維護工作量小，體積小，重量輕、能耗低、易于實現(xiàn)機電一體化

3、，聯(lián)網(wǎng)方便，便于系統(tǒng)集成。變頻器操作方便、體積小、控制性能高而成為目前世界上最受歡迎的調(diào)速方式，在工業(yè)工廠中應(yīng)用十分廣泛，所以本次設(shè)計課題為我們今后到工廠發(fā)展打下很好的鋪墊，很有實用價值。調(diào)速系統(tǒng)快速性、穩(wěn)定性、動態(tài)性能好是工業(yè)自動化生產(chǎn)中基本要求。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐的諸多領(lǐng)域中調(diào)速系統(tǒng)占有著極為重要的地位特別是在國防、汽車、冶金、機械、石油等工業(yè)中，具有舉足輕重的作用。調(diào)速控制系統(tǒng)的工藝過程復(fù)雜多變，具有不確定性，因此對系統(tǒng)要求更為先進的控制技術(shù)和控制理論。可編程控制器（PLC）可編程控制器是一種工業(yè)控制計算機，是繼續(xù)計算機、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)

4、為一體的新型自動裝置。它具有抗干擾能力強，價格便宜，可靠性強，編程簡樸，易學(xué)易用等特點，在工業(yè)領(lǐng)域中深受工程操作人員的喜歡，因此PLC已在工業(yè)控制的各個領(lǐng)域中被廣泛地使用。目前在控制領(lǐng)域中，雖然逐步采用了電子計算機這個先進技術(shù)工具，特別是石油化工企業(yè)普遍采用了分散控制系統(tǒng)（DCS）。但就其控制策略而言，占統(tǒng)治地位的仍舊是常規(guī)的PID控制。PID結(jié)構(gòu)簡樸、穩(wěn)定性好、工作可靠、使用中不必弄清系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。PID的使用已經(jīng)有60多年了，有人稱贊它是控制領(lǐng)域的常青樹。變頻調(diào)速已被公認(rèn)為是最理想、最有發(fā)展前景的調(diào)速方式之一，采用變頻器構(gòu)成變頻調(diào)速傳動系統(tǒng)的主要

5、目的，一是為了滿足提高勞動生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高設(shè)備自動化程度、提高生活質(zhì)量及改善生活環(huán)境等要求；二是為了節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本。用戶根據(jù)自己的實際工藝要求和運用場合選擇不同類型的變頻器。組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要實現(xiàn)某一任務(wù)，都是通過編寫程序來實現(xiàn)的。編寫程序不但工作量大、周期長，而且輕易犯錯誤，不能保證工期。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，解決了這個問題。對于過去需要幾個月的工作，通

6、過組態(tài)幾天就可以完成。組態(tài)王是海內(nèi)一家較有影響力的組態(tài)軟件開發(fā)公司開發(fā)的，組態(tài)王具有流程畫面，過程數(shù)據(jù)記錄，趨勢曲線，報警窗口，生產(chǎn)報表等功能，已經(jīng)在多個領(lǐng)域被應(yīng)用。第一章PLC簡介1.4.1PLC的基本概念國際電工委員會對PLC做了定義為“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破鳈C器有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)該按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其能力

7、的原則設(shè)計”。從上述定義可以看出，PLC是一種用于程序來改變控制功能的工業(yè)控制計算機，除了能完成各種各樣的控制能力外，還有與其他計算機通行聯(lián)網(wǎng)的功能。1.4.2PLC的基本結(jié)構(gòu)如圖3.1.1所示，PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。PLC的特殊功能模塊用來完成某些特殊的任務(wù)。PLC主要由CPU模塊、I/O模塊、變成裝置和電源組成。根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的不同，可以將PLC分為整體式、模塊式和混合式。整體式PLC又叫做單元式或箱體式，他的體積小、價格低、小型PLC一般采用整體結(jié)構(gòu)。模塊式PLC一般用于大、中型PLC，它由機架和模塊組成。圖1.4

8、.1PLC基本組成（1）輸入部件輸入部件是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場被控對象之間的連接部件，是現(xiàn)場信