基于plc的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-07-06 18:27本頁(yè)面
【正文】 特點(diǎn)，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(gè)領(lǐng)域中被廣泛地使用。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(duì)系統(tǒng)要求更為先進(jìn)的控制技術(shù)和控制理論。主要抗干擾措施 18 電源抗干擾措施 18 硬件濾波及軟件抗干擾措施 18 接地抗干擾措施 18結(jié)論與心得 19參考文獻(xiàn) 20附錄 21 1 引言 概述調(diào)速系統(tǒng)快速性、穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)性能好是工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中基本要求。關(guān)鍵詞 PLC；變頻器；電動(dòng)機(jī)；調(diào)速 目 錄1 引言 1 概述 1 12 系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)分析和總體思路 2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)分析 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路 23 PLC和變頻器的選擇 3 3 PLC的基本結(jié)構(gòu) 3 PLC的工作原理 5 6 6 變頻器的選擇 6 變頻調(diào)速原理 7 變頻器的工作原理 8 變頻器的快速設(shè)置 84 開環(huán)控制設(shè)計(jì)及PLC編程 9 硬件設(shè)計(jì) 9 PLC軟件編程 10 10 10 程序的主體 11 控制程序T形圖 115 PLC系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì) 17首先我們查閱各個(gè)器件的資料，先對(duì)其有個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，然后通過老師的指點(diǎn)明白了整個(gè)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(diǎn)將硬件設(shè)備連接成功。 《電氣控制與PLC》課程設(shè)計(jì)說明書 基于PLC的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)The variable frequency speed regulation system based on PLC design學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號(hào)學(xué)院名稱專業(yè)名稱電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師2013年12月1日 摘要本文主要介紹了研究和設(shè)計(jì)的基于可編程控制器的變頻調(diào)速系統(tǒng)的成果，在本次的設(shè)計(jì)中，我的設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要由PLC、變頻器、電動(dòng)機(jī)等幾部分組成。經(jīng)過本次設(shè)計(jì)和研究，使我對(duì)所有器件有了新的認(rèn)識(shí)，尤其對(duì)PLC有了更多的了解：PLC是能進(jìn)行行邏輯運(yùn)算，順序運(yùn)算，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)，和算術(shù)運(yùn)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(jī)械或生產(chǎn)過程的工業(yè)計(jì)算機(jī)。本文綜合應(yīng)用電子學(xué)與機(jī)械學(xué)知識(shí)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(jì)選用三相異步交流電機(jī)，而 PLC和 交流電機(jī)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(jì)具有相當(dāng)?shù)膶?shí)用價(jià)值。變頻器的干擾源 17 干擾信號(hào)的傳播方式 17在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)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(guó)防、汽車、冶金、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足輕重的作用。 可編程控制器（PLC）可編程控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是繼續(xù)計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)裝置。（1）利用西門子S7200PLC、EM23西門子MM420變頻器等硬件設(shè)計(jì)一個(gè)變頻系統(tǒng)，可以控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)和停止，另外能夠平滑地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；(2)用MCGS上位機(jī)軟件界面給出頻率設(shè)定值。在此，本次設(shè)計(jì)就是基于PLC的變頻器調(diào)速系統(tǒng)。電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，加減速以及快速制動(dòng)等。控制運(yùn)算主要由PLC和變頻器來完成；執(zhí)行元件為變頻器和電機(jī)；反饋部分主要為速度反饋。首先通過設(shè)置給定輸入給PLC，再通過PLC控制變頻器，再經(jīng)由變頻器來控制電機(jī)，隨后將電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋給PLC，經(jīng)比較后輸出給變頻器從而實(shí)現(xiàn)無靜差調(diào)速。（如下圖31所示）圖31 PLC控制系統(tǒng)示意圖可編程序控制器實(shí)際上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異。1） CPU模塊CPU模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微機(jī)處理器（CPU）和存儲(chǔ)器組成。它采用掃描方式工作，每一次掃描要完成以下工作：（1）輸入處理：將現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量輸入信號(hào)和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。（3）輸出處理：將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊，去控制外部負(fù)載。輸入模塊用來接收和采集輸入信號(hào)?？删幊绦蚩刂破魍ㄟ^輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等執(zhí)行器，可編程序控制器控制的另一類外部負(fù)載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。從外部引入的尖蜂電壓和干擾噪聲可能損壞CPU模塊中的元器件，或使可編程序控制器不能正常工作，所以CPU模塊不能直接與外部輸入/輸出裝置相連。3） 編程器編程器除了用來輸入和編輯程序外，還可以用來監(jiān)視可編程序控制器運(yùn)行時(shí)梯形圖中各種編程元件的工作狀態(tài)。一般只在程序輸入、調(diào)試階段和檢修時(shí)使用，一臺(tái)編程器可供多臺(tái)可編程序控制器公用。電壓等級(jí)有直流5V，12V，24V，48V和交流110V，220V等。各I/O點(diǎn)的通/斷狀態(tài)用發(fā)光二極管或其它元件顯示在面板上，外部I/O接線一般接在模塊的接線端子上，某些模塊使用可拆除的插座型端子板，在不拆去端子的外部連線的情況下，可以迅速地更換模。 圖32 直流輸入電路 PLC的工作原理 PLC通電后，需要對(duì)硬件和軟件做一些初始化工作。 初始化過程：與其它單片機(jī)運(yùn)行一樣，上電運(yùn)行或復(fù)位時(shí)進(jìn)行處理 （1）硬件初始化，復(fù)位輸出輸入模塊，清零 （2）清除數(shù)據(jù)區(qū) （3）輸出輸入地址分配 掃描過程 （1）掃描輸入，將輸入口狀態(tài)讀入至輸入口映像區(qū) （2）時(shí)鐘處理，特殊寄存器更新 （3）執(zhí)行用戶程序 （4）輸出，將輸出口映像區(qū)輸出至輸出端口刷新 （5）自診斷檢查 出錯(cuò)處理 檢查PLC內(nèi)部電路 CPU、電池電壓、程序存儲(chǔ)器、I/O、通訊異常致命錯(cuò)誤，CPU強(qiáng)制STOP方式，所有掃描停止。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 圖34 S7200 PLC CPU的外形模型圖S7
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