【正文】 ，在工業(yè)控制中多采用PLC，此外單片機(jī)編程復(fù)雜，需要了解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及工作方式[3]。 (7) 驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)。 (5) 編程簡(jiǎn)單易學(xué)，PLC編程采用梯形圖與繼電器電路圖類似，不需要計(jì)算機(jī)專門知識(shí)也能理解。 (3) 豐富的I/O接口模塊。與單片機(jī)相比，PLC有以下優(yōu)點(diǎn): (1) 通用性強(qiáng)，使用方便。(5) 通過(guò)LCD操作裝置，可提高操作性能[10]。(3) 由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。MM420變頻器的特點(diǎn)如下：(1) 包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。本設(shè)計(jì)采用的變頻器是西門子公司面向世界推出的21世紀(jì)通用型變頻器MM420。其功能較強(qiáng)，使用靈活，但其價(jià)格相對(duì)較貴。功率：40W；電流：；頻率：50HZ；絕緣等級(jí)：E[2]。 在交流電動(dòng)機(jī)中，籠型異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行最可靠，維護(hù)最方便，對(duì)起動(dòng)性能無(wú)過(guò)高要求的調(diào)速系統(tǒng)，應(yīng)優(yōu)先考慮。因此，在選用電動(dòng)機(jī)種類時(shí)，若機(jī)械工作對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)無(wú)過(guò)高要求，應(yīng)優(yōu)先選用交流電動(dòng)機(jī)。PLC的前途一片美好,PLC與其它技術(shù)融合，那還需要一定的時(shí)間[8][9][11]。綜合來(lái)說(shuō)，PLC的應(yīng)用領(lǐng)域是寬闊的，還有許多領(lǐng)域急待開(kāi)拓，如用于海關(guān)過(guò)境車輛認(rèn)證(深圳鹽田)、自動(dòng)售藥(若干中藥店)在我國(guó)已有實(shí)例。 其二為過(guò)程控制為主的流程自動(dòng)化行業(yè)，比如污水處理、自來(lái)水處理、樓宇控制、火電主控、輔控、水電主控、輔控、冶金行業(yè)、太陽(yáng)能、水泥、石油、石化、鐵路交通等。PLC已日益成為產(chǎn)業(yè)控制裝置家族中一個(gè)重要的角色。隨著PLC技術(shù)的進(jìn)步，它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。 (6) 由于采用集中采樣，集中輸出的方式，存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲[7][8]。 (4) 元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新?tīng)顟B(tài)才被讀入。PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式： (1) 每次掃描過(guò)程，集中采集輸入信號(hào)，集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。其中，CPU是PLC的核心，輸入單元與輸出單元是連接現(xiàn)場(chǎng)I/O設(shè)備與CPU之間的接口電路，通信接口用于與編程器，上位計(jì)算機(jī)等外設(shè)連接[5]。 PLC控制系統(tǒng) PLC的工作原理PLC是微機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，是一種以微處理器為核心的用于控制的特殊計(jì)算機(jī)，因此PLC的基本組成與一般的微機(jī)系統(tǒng)類似。其主要任務(wù)是完成對(duì)逆變器的開(kāi)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。 (4) 控制回路。逆變器的結(jié)構(gòu)形式是利用6個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件組成的三相橋式逆變器電路。 (3) 逆變器。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。 (2) 平波回路（中間直流環(huán)節(jié)）。圖11變頻器簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖 (1) 整流器。給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，稱為主電路。變頻器主要應(yīng)用于對(duì)電機(jī)速度的調(diào)節(jié)，可將其分為四個(gè)部分，其結(jié)構(gòu)如圖11所示。短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化，致使有短路環(huán)部分和沒(méi)有短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通有了相位差，從而形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。第一：要有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，第二：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同，第三：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必須小于同步轉(zhuǎn)速，否則導(dǎo)體不會(huì)切割磁場(chǎng)，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，無(wú)轉(zhuǎn)矩，電機(jī)就要停下來(lái)，停下后，速度減慢，由于有轉(zhuǎn)速差，轉(zhuǎn)子又開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，所以只要旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)存在，轉(zhuǎn)子總是落后同步轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子銅條有電流，在磁場(chǎng)中受到力的作用。轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中相對(duì)定子有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切割磁楊，形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由電磁力進(jìn)而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。在電動(dòng)勢(shì)的作用下，閉合的導(dǎo)條中就產(chǎn)生電流。電動(dòng)勢(shì)的方向由右手定則來(lái)確定。三相交流異步電動(dòng)機(jī)的工作原理是建立在電磁感應(yīng)定律、全電流定律、電路定律和電磁力定律等基礎(chǔ)上的。氣隙大小對(duì)異步電機(jī)性能影響很大。其結(jié)構(gòu)形式有兩種:籠式和繞線式。轉(zhuǎn)子鐵心是電機(jī)磁路的一部分。機(jī)座的作用主要是固定和支撐定子鐵心。定子繞組是電機(jī)的電路，器作用是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)流過(guò)電流。（1） 定子 異步電機(jī)的定子由鐵心，定子繞組和機(jī)座三部分組成,定子鐵心的作用是作為電機(jī)磁路的一部分和嵌放定子繞組。1 系統(tǒng)的工作原理三相異步電機(jī)(Triplephase asynchronous motor)是靠同時(shí)接入三相交流電源(相位差120度)供電的一類電動(dòng)機(jī)，由于三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(jī)。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，變頻器越來(lái)越多的被應(yīng)用于調(diào)速場(chǎng)合。(2) 設(shè)計(jì)的目的和意義隨著工業(yè)控制要求的不斷發(fā)展，對(duì)電機(jī)的速度控制要求也越來(lái)越高，一般都需要進(jìn)行閉環(huán)控制。PLC是20世紀(jì)70年代以來(lái)，在電氣控制技術(shù)，集成電路，計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)，把計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)融為一體的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。上個(gè)世紀(jì)80年代初，變頻器實(shí)現(xiàn)了商品化。近年來(lái)隨著電力電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)的控制技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，人們?cè)谧非罂刂齐姍C(jī)更快，更準(zhǔn)，更穩(wěn)的同時(shí)，也意識(shí)到節(jié)能，環(huán)保，經(jīng)濟(jì)的重要性?；赑LC交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄摘要 1緒論 11 系統(tǒng)的工作原理 2 三相異步電機(jī) 2 三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu) 2 三相異步電機(jī)的工作原理 3 變頻器 3 控制系統(tǒng) 4 PLC的工作原理 4 PLC的應(yīng)用 52 系統(tǒng)控制方案選取 7 電機(jī)的選擇 7 變頻器的選擇 7 PLC的選擇 8 控制方式的選擇 93 變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 軟件設(shè)計(jì) 10 S7200PLC 10 MicroMaster420變頻器 10 外部電路設(shè)計(jì) 11 變頻開(kāi)環(huán)調(diào)速 11 數(shù)字量方式多段速控制 13 軟件設(shè)計(jì) 15 編程軟件 15 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 164 系統(tǒng)抗干擾措施 26 PLC抗干擾措施 26 軟件抗干擾措施 26結(jié)論 27致謝 28參考文獻(xiàn) 29 29緒論(1) 課題背景從1876年第一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)問(wèn)世到1888年交流電動(dòng)機(jī)的發(fā)明及廣泛應(yīng)用，再到電機(jī)隨處可見(jiàn)當(dāng)今世界，電機(jī)的發(fā)展早已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化水平標(biāo)準(zhǔn)之一，縱觀電機(jī)的發(fā)展，其應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，使用要求不斷提高，結(jié)構(gòu)類型不斷增多，理論要求不斷深入。特別是近30年來(lái)，伴隨著電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是超導(dǎo)技術(shù)的重大突破和新原理，新結(jié)構(gòu)，新材料，新工藝，新方法的不斷推動(dòng)，電機(jī)發(fā)展更是呈現(xiàn)出勃勃生機(jī)，其前景是不可限量的[12]。變頻技術(shù)是近年來(lái)國(guó)際家電領(lǐng)域全面開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的一項(xiàng)高新技術(shù)，它采用新型變頻器，將50Hz的固定供電頻率轉(zhuǎn)換為30130Hz的變化頻率，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能和提高效率的目的。在近20年的時(shí)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(gè)大發(fā)展過(guò)程[1]。它具有功能強(qiáng)，可靠性高，配置靈活，使用方便，以及體積小，重量輕等優(yōu)點(diǎn)[13]。交流電機(jī)調(diào)速的方法有