基于plc的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)論文-在線瀏覽
2024-10-31 18:39本頁面
【正文】 進(jìn)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）。 PID結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。 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(dòng)系統(tǒng)的主要目 的，一是為了滿足提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高設(shè)備自動(dòng)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。 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(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)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(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。編寫程序不但工作量大、周期長(zhǎng)，而且輕易犯錯(cuò) 誤，不能保證工期。對(duì)于過去需要幾個(gè)月的工作，通過組態(tài)幾天就可以完成 。 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) (論文 ) 3 第二章 系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)分析和總體思路 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)分析 隨著電力電子技術(shù)以及控制技術(shù)的發(fā)展，交流變頻調(diào)速在工業(yè)電機(jī)拖動(dòng)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用；可編程控制器 PLC 作為替代繼電器的新型控制裝置，簡(jiǎn)單可靠，操作方便、通用靈活、體積小、使用壽命長(zhǎng)且功能強(qiáng)大、容易使用、可靠性高 ，常常被用于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和設(shè)備的控制；組態(tài)軟件技術(shù)作為用戶可定制功能的軟件開發(fā)平臺(tái)工具，可實(shí)現(xiàn)顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)速控制，在 PC 機(jī)上可開發(fā)友好人機(jī)界面，通過 PLC 可以對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行“智能”控制。將現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的 PLC 和變頻器綜合起來主要功能實(shí)現(xiàn)了變壓變頻調(diào)速。因此，該系統(tǒng)必須具備以下三個(gè)主體部分：控制運(yùn)算部分、執(zhí)行和反饋部分。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路 系統(tǒng)主要由三個(gè)部分構(gòu)成，即可編程邏輯控制器件 PLC、變頻器和電機(jī)。 具體如下圖 11 所示： 電機(jī) 圖 11速度閉環(huán)控制的控制圖 速度給定 速度反饋信號(hào) + PLC（ PID） 變頻調(diào)速系統(tǒng) 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) (論文 ) 4 第三章 PLC 和變頻器的型號(hào)選擇 的型號(hào)選擇 在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計(jì)選型。 PLC 及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用 PLC 應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績(jī)、成熟可靠的系統(tǒng)， PLC 的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。 綜合了輸入輸出（ I/O） 點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)器容量、各項(xiàng)控制功能和機(jī)型的考慮以及性價(jià)比等各方面的因素，在此我為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇了 S7200 PLC 一臺(tái)。強(qiáng)大的通訊功能，它支持多種通信協(xié)議。最重要的是它還提供了完善的的網(wǎng)上支持。例如，高速計(jì)數(shù)器可以用來 測(cè)速?gòu)亩鴮?shí)現(xiàn)速度反饋。所選用的通用變頻器應(yīng)是既滿足生產(chǎn)工藝要求，又要在徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) (論文 ) 5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上合理。另外，為了確保通用變頻器長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行，變頻器的地線的連接也是非常重要的。 在本系統(tǒng)中，選用了由西門子生產(chǎn)的通用變頻器 MM420。 n=60f(1s)/p 式 對(duì)于成品電機(jī)，其磁極對(duì)數(shù) p 已經(jīng)確定，轉(zhuǎn)差率 s 變化不大，故電機(jī)的轉(zhuǎn)速 n 與電源的頻率 f 成正比，因此改變輸入電源的頻率就可以改變電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，進(jìn)而達(dá)到異步電機(jī)的調(diào)試目的。 變頻器的快速設(shè)置 如果所用的變頻器剛剛出廠的變頻器，則需對(duì)它進(jìn)行快速調(diào)試，試驗(yàn)中用到的變頻器都已經(jīng)完成了快速調(diào)試。 / ，修改這位數(shù)字的數(shù)值。 2至 4步，直到顯示出所要求的數(shù)值。 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) (論文 ) 7 操作步驟 顯示的結(jié)果 1 按 訪問參數(shù) 2 按 直到顯示出 P0719 3 按 進(jìn)入?yún)?shù)數(shù)值訪問 級(jí) 4 按 顯示當(dāng)前的設(shè)定值 5 按 或 選擇運(yùn)行所需要的最大頻率 6 按 確認(rèn)并存儲(chǔ) P0719的設(shè)定值 7 按 直到顯示出 r000 8 按 返回標(biāo)準(zhǔn)的變頻器顯示（有用戶定義） 圖 33 說明 ：忙碌信息 修改參數(shù)的數(shù)值時(shí)， BOP 有時(shí)會(huì)顯示： 表明變頻器正忙于處理優(yōu)先級(jí)更高的任務(wù)。這里設(shè)置的值對(duì)電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)都是使用的 P1080 電動(dòng)機(jī)最大頻率 本參數(shù)設(shè)置電動(dòng)機(jī)的最大頻率（ 0— 650Hz）； 達(dá)到這一頻率時(shí)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度將與頻率的設(shè)定值無關(guān)。 3 結(jié)束快速調(diào)試，進(jìn)行電動(dòng)機(jī)計(jì)算，但不進(jìn)行 I/O復(fù)位 P0010 開始快速調(diào)試 0 準(zhǔn)備運(yùn)行 1 快速調(diào)試 30 工廠的缺省設(shè)置值 說明 在電動(dòng)機(jī)投入運(yùn)行之前， P0010必須回到‘ 0’。 徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì) (論文 ) 9 第四章 硬件設(shè)計(jì)以及 PLC 編程 PLC 編程 硬件設(shè)計(jì) 在沒有反饋信息的比較，通過直接給定控制信息的控制調(diào)速系統(tǒng)稱之為開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。 主程序： 主要是用來啟動(dòng)中斷程序以及控制量的輸入和輸出。 子程序： 設(shè)置 PID 控制的參數(shù) PID 算法 PLC 的 PID 控制器設(shè)計(jì)是以連續(xù)系統(tǒng) PID控制規(guī)律為基礎(chǔ)，經(jīng)采樣將其數(shù)字化寫成離散形式 PID 控制方程，再根據(jù)離散方程進(jìn)行控制程序設(shè)計(jì)。即：輸出＝比例項(xiàng)＋積分項(xiàng)＋微分項(xiàng)。 積分項(xiàng) Kc*（ Ts/Ti） *（ SPnPVn） +Mx：與偏差有關(guān)，只要偏差不為 0， PID控制的輸出就會(huì)因積分作用而不斷變化，直到偏差消失，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，所以積分的作用是消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制精度，但積分的動(dòng)作較慢，給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定帶來不良影
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