基于plc的交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-全文預(yù)覽
【正文】 的額定轉(zhuǎn)速 ( 1430 r/min ) 6 P1000 2 3 固定頻率設(shè)定 7 P1080 0 0 電動(dòng)機(jī)的 最小頻率 ( 0Hz ) 8 P1082 50 電動(dòng)機(jī)的最大頻率 ( 50Hz ) 9 P1120 10 10 斜坡上升時(shí)間 ( 10S ) 10 P1121 10 10 斜坡下降時(shí)間 ( 10S ) 11 P0700 2 2 選擇命令源（ 由端子排輸入 ） 18 12 P0701 1 17 固定頻率設(shè)值（二進(jìn)制編碼選擇 +ON 命令） 13 P0702 12 17 固定頻率設(shè)值（二進(jìn)制編碼選擇 +ON 命令） 14 P0703 9 17 固定頻率設(shè)值（二進(jìn)制編碼選擇 +ON 命令） 15 P1001 固定頻率 1 16 P1002 固定頻率 2 17 P1003 固定頻率 3 其中：在設(shè)置參數(shù)前先將變頻器參數(shù)復(fù)位為工廠的缺省設(shè)定值；設(shè)定P0003=2 允許訪問(wèn)擴(kuò)展參數(shù)；設(shè)定電機(jī)參數(shù)時(shí)先設(shè)定 P0010=1(快速調(diào)試 ),電機(jī)參數(shù)設(shè)置完成設(shè) P0010=0(準(zhǔn)備 )。 17 圖 反映了 RUN 狀態(tài)下掃描全部過(guò)程。 2．輸出映象 寄存器的數(shù)據(jù)，由輸出指令決定。這時(shí)，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。 在程序執(zhí)行的過(guò)程中如果使用立即 I/O 指令則可以直接存取 I/O 點(diǎn)。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 2．現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。 c、 電源 PLC 的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。 為了進(jìn)一步提高 PLC 的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。 如下圖： 可編程控制器基礎(chǔ) 可編程控制器的結(jié)構(gòu) PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，如圖 所示： a、 中央處理單元 (CPU) 中央處理單元 (CPU)是 PLC 的控制中樞。微型和小型 PLC 一般為整體式結(jié)構(gòu)。 （ 1） 整體式 PLC（箱體式 PLC） 整體式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是將 PLC 的基本部件，如 CPU 板、輸入板、輸出板、電源板等緊湊地安裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)殼內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)整體，組成 PLC 的一個(gè)基本單元 (主 12 機(jī) )或擴(kuò)展單元。大型 PLC 的性能已經(jīng)與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相當(dāng)，它具有計(jì)算、控制和調(diào)節(jié)的功能，還具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通訊聯(lián)網(wǎng)能力。中型 PLC 不僅具有開關(guān)量和模擬量的控制功能，還具有更強(qiáng)的數(shù)字計(jì)算能力，它的通訊功能和模擬量處理能力更強(qiáng)大?，F(xiàn)在的高性能小型 PLC 還具有一定的通訊能力和少量的模擬量處理能力。 可編程控制器的分類 可編程序控制器 發(fā)展到今天，已經(jīng)有多種形式，而且功能也不盡相同。一個(gè)程序的不同部分可用任何一種語(yǔ)言來(lái)描述 ,支持復(fù)雜的順序操作功能處理以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 第三 ,編程簡(jiǎn)單 ,使用方便。因此當(dāng)工藝過(guò)程改變時(shí) ,只需修改程序即可 ,外部接線改動(dòng)極小 ,甚至可以不必改動(dòng) ,其靈活性和通用性是繼電器控制電路無(wú)法比擬的。 PLC 控制技術(shù)代表著當(dāng)前程序控制的先進(jìn)水平， PLC 裝置已成為自動(dòng)化系統(tǒng)的基本裝置。 ⑷ 保護(hù)功能完善、維修性能好。它可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)操作和精確控制，使電動(dòng)機(jī)達(dá)到理想輸出，這種變頻器不僅考慮了 V/f 控制，而且還實(shí)現(xiàn)了矢量控制，通過(guò)其本身的自動(dòng)調(diào)諧功能與無(wú)速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍。 變頻器的選擇 隨著變頻器性能價(jià)格比的提高，交流變頻調(diào)速己應(yīng)用到許多領(lǐng)域，由于變頻調(diào)速的諸多優(yōu)點(diǎn)，使得交流變頻調(diào)速得到廣泛應(yīng)用。其主要任務(wù)是完成對(duì)逆變器的開關(guān)控制，對(duì)整流器的電壓控制，以及 完成各種保護(hù)功能。逆變器的結(jié)構(gòu)形式是利用 6 個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)器件組成的三相橋式逆變器電路。無(wú)論電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)還是發(fā)電狀態(tài)，起始功率因數(shù)總不會(huì)等于 1。 圖 變頻器簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖 (1) 整流器。 圖 異步電動(dòng) 機(jī)變頻調(diào)速時(shí)的控制特性 變頻器結(jié)構(gòu) 變頻器可以分為四個(gè)部分，如圖 所示。當(dāng)頻率較低時(shí)， U1和 E1都變小， 定子漏阻抗壓降 (主要是定子電阻壓降 )不能再忽略 ,這種 情況下，可以適當(dāng)?shù)奶岣叨ㄗ与妷阂匝a(bǔ)償定子電阻壓降的影響 ,使氣隙磁通基本保持不變 。 這種控制又稱為恒磁通變頻調(diào)速，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。 第二章 硬件設(shè)計(jì) 變頻調(diào)速原理 異步電機(jī)的 VVVF 調(diào)速系統(tǒng)一般簡(jiǎn)稱變頻調(diào)速系統(tǒng)。 調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個(gè)能提供電壓變化的電源，目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種。 定子調(diào)壓調(diào)速方法：當(dāng)改變電動(dòng)機(jī)的定子電壓時(shí)，可以得到一組不同的機(jī)械特性曲線，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。 7 繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法 ： 繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入附加電阻，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率加大，電動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。大部分轉(zhuǎn)差功率被串入的附加電勢(shì)所吸收，再利用產(chǎn)生附加的裝置，把吸收的轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換能量加以利用。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可分成交流－直流－交流變頻器和交流－交流變頻器兩大類，目前國(guó)內(nèi)大都使用交－直－交變頻器。異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速可以分為三大類：變極調(diào)速、變頻調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。該電流與旋轉(zhuǎn)磁極的磁場(chǎng)相互作用，而使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力，電磁力的方向可用左手定則確定。當(dāng)磁極沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，磁極的磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。 本設(shè)計(jì)將在 PLC 電控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上配合變頻調(diào)速裝置，運(yùn)用現(xiàn)在先進(jìn)的 PLC控制技術(shù)，不但適合電機(jī)運(yùn)行工藝的要求，還將解決整套電機(jī)系統(tǒng)的電力拖動(dòng)方面的一系列問(wèn)題。而且這種控制方式存在著很多的問(wèn)題 : l)轉(zhuǎn)子回路串接電阻，消耗電能，造成能源浪費(fèi)； 2)繼電器、接觸器頻繁動(dòng)作，電弧燒蝕觸點(diǎn)，影響接觸器使用壽命，維修成本較高； 3)交流繞線異步電動(dòng)機(jī)的滑環(huán)存在接觸不良問(wèn)題，容易引起設(shè)備事故； 4)電動(dòng)機(jī)依靠轉(zhuǎn)子電阻獲得的低速，其運(yùn)行特性較軟。解決整套電機(jī)系統(tǒng)的電力拖動(dòng)方面的一系列問(wèn)題。 1 基于 PLC的交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制設(shè)計(jì) 系 部 ： 機(jī) 電 工 程 系 學(xué)生姓名 ： 專業(yè)班級(jí) ： 機(jī) 電 10C3 班 學(xué) 號(hào) ： 101011312 指導(dǎo)教師 ： 年 月 日
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