河南机电高等专科学校课程设计报告书
课程名称：《交流调速系统与变频器应用》
课题名称：起重机大、小车行走驱动系统设计系部名称：自动控制系
专业班级：自控104班
姓名：高建鹏
学号：101415439
2012年6月22日
1、设计思路和方案选择
1.1设计思路
起重机的电机驱动主要有起升机构，大车，小车行走机构电机主要采用绕线式异步电动机及鼠笼式异步电机。尤其是行走机构一般采用鼠笼式异步电机，起动时冲击电流大，设备冲击严重，影响设备使用寿命及定位精度。
近年来随着变频器技术的发展，其可靠性大大提高，生产成本降低，以及优越的启动制动控制特性，在各种行业得到了广泛的应用。在起重机的升起机构中采用变频器驱动后，就可以用鼠笼式异步电动机取代绕线式异步电动机。鼠笼式异步电动机结构简单，防护等级高，维护动作量小，可控性高适合在较恶劣环境下工作。
由于变频器在驱动时，频率和电压都是按一定比例一定频率逐步上升或下降，因此使电机起动冲击电流小，速度变化非常平稳，操作人员操作非常舒适。起升，行走定位也较准确，提高了生产效率。
1.2方案选择
根据起重机驱动的特性和技术要求，采用带测速反馈接口的MM440系列变频器作为起升机构的电机驱动，MM440系列变频器作为大，小车行走机构的电机驱动，MM440系列是一种通用性矢量控制变频器，功能强，价格低，完全满足行走机构的要求，因此强烈推荐用户选用该系列变频器。
起重机大车运行方向有前后，小车方向有左右要求，根据运行速度要求又分为1—3挡，加减速时间为3—6秒，通常小车采用一台电机，而大车行走机构采用2台电机，大小车本身惯性也比较大，为防止电机被倒拖处于发电状态产生过电压，因此大小车变频器都配备了制动单元和制动电阻来释放能量。起重机整个电气系统由S7—200系列PLC进行控制，变频器通过开关量端子接受PLC控制信号。
2、硬件电路设计
2.1系统原理图
详细图件见附录
3、参数设置及I/O地址分配
3.1变频器主要参数及设置
首先将所有电机铭牌数据输入P0304—P0311，大车变频器应输入几个电机的总电流及总功率，并且大车变频器带有几个电机时应运行于线性频率/电压特性，1—3档速度变化采用固定频率设定，1挡==30Hz,2档==30Hz，3档==50Hz,根据档位的不同输出频率是各个固定频率的迭加，同时利用变频器的制动器接通，断开功能由RL2输出继电器触点控制机械制动器，使行走机构在停止时不会由于外力而随意移动。主要参数机器设置如下：
3.2 PLC I/O地址分配
4、软件设计
4.1上电处理
每次上电后，对系统进行复位处理，大小车的速度频率分别通过不同按键输入不同的值，通过一固定端子对系统实行断电保护，防止误操作。
4.2大车部分
大车的运行控制开关I0.0动作，大车可以向前运行；当大车反向控制开关I0.2动作，大车改变运行方向向后运行。开关端子I0.5、I0.6、I0.7分别是1档、2档、3档的控制开关，不同档位运行时是各个固定频率的输入。
4.3小车部分
小车的运行控制开关I1.0动作，小车可以向左运行；当小车方向控制开关I1.2动作，小车开始反后运行。开关端子I1.5是1档、2档、3档的控制开关，不同档位运行时是通过计数器计数比较然后将各个固定频率的输入。
5、力控组态
本方案通过力控6.0组态软件，通过S7-200PLC对变频器进行远控制大小车的运行。
数据表：
6、心得体会
起重机采用变频器驱动后使整机性能呢个有较大的提高，如起升
及行走平滑，稳定，被吊物件定位准确，根据需要上下，左右，前后操作都可以无级调速，适应各种使用场合，加上变频器自身保护性能齐全，如过流，过压，过载等都能及时报警及停止，减少起重机故障。提高了安全性能。同时，变频器具有限流作用，可以减少起动时对电网的冲击，有利于车间其他设备正常运行。
附录：1、参考文献
[1]《现代电气控制及PLC应用技术》.王永华. 北京航空航天大学出版社
[2]《交流调速系统与变频器应用》.田效伍.机械工业出版社
[3]西门子MM440变频器参数表
2、程序清单
3、电气原理图
燕山大学 课程设计说明书 题目： PLC与变频器实现电机正反转控制 学院 (系)：电气工程学院 年级专业： 11级计算机控制1班 学号： 学生： 指导教师：海滨爽 教师职称：
目录 目录﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍4 摘要﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍5 第一章概述﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍6 1． 1PLC和MM440变频器控制电动机的发展前景﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍6 1．2变频器的分类﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍7 1．3本课题的意义﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍8 第二章应用器件的介绍 2．1 PLC的工作原理和结构﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍9 2．2 变频器的工作原理及其组成结构﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍11 2. 3 A/D转换器工作原理﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍12 第三章相关参数的设置﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍13 3．1 MM440快速调制参数设置﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍13 3. 2 MM440数字输入控制端口参数﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍15 3. 3 PLC数字量模拟量的输入输出约定﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 20 3. 4 恢复出厂设置﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍20 第四章硬件电路和软件电路的设计﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍15 4.1总体结构设计图﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍16 4.2外部设备的接线图﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍19 4.3软件编程设计﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍20 ﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍20 3．4．2 ﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍21 第四章总结﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍26 附录﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍27 参考文献﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍30
实验一应变片单臂、半桥、全桥特性比较 一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。 二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成，一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器，此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 三、需用器件与单元：机头中的应变梁的应变片、测微头；显示面板中的F/V表(或电压表)、±2V～±10V步进可调直流稳压电源；调理电路面板中传感器输出单元中的箔式应 1位数显万用表（自备）。 变片、调理电路单元中的电桥、差动放大器； 4 2 五、实验步骤： 1位数显万用表2kΩ电阻档测量所 1、在应变梁自然状态（不受力）的情况下，用4 2 有 应变片阻值；在应变梁受力状态（用手压、提梁的自由端）的情况下，测应变片阻值，观察一下应变片阻值变化情况(标有上下箭头的4片应变片纵向受力阻值有变化；标有左右箭头的2片应变片横向不受力阻值无变化，是温度补偿片)。如下图1—7所示。 图1—7观察应变片阻值变化情况示意图 2、差动放大器调零点：按下图1—8示意接线。将F／V表(或电压表)的量程切换开 关 切换到2V档，合上主、副电源开关，将差动放大器的增益电位器按顺时针方向轻轻转到底
后再逆向回转一点点(放大器的增益为最大，回转一点点的目的：电位器触点在根部估计会接触不良)，调节差动放大器的调零电位器，使电压表显示电压为零。差动放大器的零点调节完成，关闭主电源。 图1—8 差放调零 接线图 3、应变 片单臂电 桥特性实 验： ⑴将±2V～±10V步进可调直流稳压电源切换到4V档，将主板上传感器输出单元中的箔式应变片(标有上下箭头的4片应变片中任意一片为工作片)与电桥单元中R1、R2、R3组成电桥电路，电桥的一对角接±4V直流电源，另一对角作为电桥的输出接差动放大器的二输入端，将W1电位器、r电阻直流调节平衡网络接入电桥中(W1电位器二固定端接电桥的±4V电源端、W1的活动端r电阻接电桥的输出端)，如图1—9示意接线(粗细曲线为连接线)。 图1—9 应变片单臂电桥特性实验原理图与接线示意图 ⑵检查接线无误后合上主电源开关，当机头上应变梁自由端的测微头离开自由端（梁 处 于自然状态，图1—7机头所示）时调节电桥的直流调节平衡网络W1电位器，使电压表显示为0或接近0。 ⑶在测微头吸合梁的自由端前调节测微头的微分筒，使测微头的读数为10mm左右（测微头微分筒的0刻度线与测微头轴套的10mm刻度线对准）；再松开测微头支架轴套的紧固
Elite系列工程型变频器的应用实例介绍 前言 Elite系列变频器是施耐德电气最新推出的高性能工程型变频器产品，主要应用于要求精确控制力矩和速度的高级别应用场合。例如： ·要求精确运动控制和停止/悬停能力的起重机、电梯、升降机。 ·精确控制非常关键的纸张加工机械和轧钢机。 ·以精确传输和产品定位为基本要求的物料输送/指示。 ·以及其他工程应用场合。 其主要特点有： 一种变频器适用于所有的应用场合 ·开环模式控制用于一般工业场合，如输送机、挤压机、搅拌机以及正排量泵等。 ·闭环矢量控制对提升或抓举应用进行精确控制，如起重机、电梯、卷扬机以及升降机等。控制灵活性 ·可通过显示组件或计算机/PLC进行设置和操作。 ·数量众多的可配置的控制输入和输出口： 7个数字输入口/2个模拟输入口/1个光纤输入口， 3个数字输出口/2个模拟输出口/1个光纤输出口。 ·串口通信- RS485/RS232标准： 支持的软件协议包括Modbus、DeviceNet、Interbus、Remote I/OTM等等。·PID过程控制器 ·在Windows下运行的Vy sta?软件可允许在特定场合对变频器进行自定义设置。 优异性能
·开环模式提供多种不等的电机速度，最小可低于1赫兹。 ·闭环矢量控制用于高性能要求的场合，即零速度下提供250%的力矩。 适用于苛刻的工业环境 ·IP54封装保证苛刻环境下的运行可靠性。 ·适应高达50℃的环境温度等级。 认证及核准 ·Ultradrive Elite 内置滤波器，完全符合EMC标准，即无需附加的滤波器。 ·符合主要的国际标准，包括BS EN61010-1、AS/NZS 2064-1、BS EN61800-3。 ·依照AS/ZNS（ISO）9001：1994质量管理标准设计制造。 VYSTA工程软件介绍 增强的性能 ·Vysta? for Windows软件可以针对特定应用对变频器的配置进行定制。 ·配置系统控制程序，如多速度、多加速度应用场合，起重机控制，多泵系统和卷扬机。·Elite Series交流电机变频器可以存储多个Vysta应用程序。这样，一台标准变频器可以变成一台起重机专用变频器，只需选择合适的程序即可。 ·Vysta软件支持包括：全面的程序帮助菜单，在线网络支持以及内部培训课程。 超乎寻常的灵活性 ·Vysta软件是一个基于Windows的编程平台，它对用户非常友好，且十分灵活，能够使用拖放技术简化配置。 ·独一无二的图形化用户界面（GUI），可以简化变频器编程。
长安大学交流调速课程设计
一．摘要 变频调速是一种新兴的技术，将变频调速技术用于供水控制系统中,具有高效节能、水压恒定等优点。随着社会经济的发展，绿色、节能、环保已成为社会建设的主题。对于一个城市的建设，供水系统的建设是其中重要的一部分，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到居民的生活质量。近年来，随着自动化技术、控制技术的发展，以及这些技术在供水系统的应用，高性能、高节能的变频恒压控制的供水系统已成为现在城市供水管理的必然趋势。本次课程设计采用CPM1A PLC控制器结合富士变频器控制两台水泵的各种转换，实现变频恒压供水系统的功能，并且实现故障转换与报警等保护功能，使得系统控制可靠，操作方便。 二．设计要求 一楼宇供水系统，正常供水量为30m3/小时，最大供水量40m3/小时，扬程24米。采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。 要求设计实现： ⑴设二台水泵。一台工作，一台备用。正常工作时，始终由一台水 泵供水。当工作泵出现故障时，备用泵自投。 ⑵二台泵可以互换。 ⑶给定压力可调。压力控制点设在水泵出口处。
⑷具有自动、手动工作方式，各种保护、报警装置。采用OMRON CPM1A PLC、富士变频器完成设计。 三．方案的论证分析 传统的小区供水方式有： ⑴恒速泵加压供水方式 该方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，目前较少采用。 ⑵气压罐供水方式 气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点，但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且起动频繁，对电器设备要求较高、系统维护工作量大，而且为减少水泵起动次数，停泵压力往往比较高，致使水泵在低效段工作，也使浪费加大，从而限制了其发展。 ⑶水塔高位水箱供水方式 水塔高位水箱供水具有控制方式简单、运行经济合理、短时间维修或停电可不停水等优点，但存在基建投资大，占地面积大，维护不方便，水泵电机为硬起动，启动电流大等缺点，频繁起动易损坏联轴器，目前主要应用于高层建筑。 综上所述，传统的供水方式普遍不同程度的存在浪费水力、
信息与电气工程学院 课程设计说明书（2016/2017学年第一学期） 课程名称：可编程控制器应用 题目：PLC控制变频器 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计周数： 设计成绩： 2017 年9月29日
一、课程设计的目的 1.1通过本次对PLC监控系统的设计，使我们加深了对PLC（可编程逻辑控制器）的认识。特别是对西门子S7-200型PLC的深入了解。把我们从书本上学到的知识与实践很好地结合起来。随着人民生活水平的提高，PLC自动化控制被广泛应用于各种控制领域。然而在不同的应用中，客户对控制的需求千差万别，在一些对控制系统资源要求较高、控制功能要求复杂的应用中，PLC一般能很好的满足实际生产的多方面需求。所以，学好PLC技术，并能够灵活地应用于各个领域，是我们今后从事PLC研究、开发和运用所必备的。理论应密切联系实际。 1.2进一步熟悉监控组态软件图形开发环境和运用环境的使用；依据仿真驱动程序创建组态实时数据库、建立实时趋势，掌握复杂对象的组态和脚本语言的运用方法.；设计此工程系统；掌握组态软件在工程上的使用方法；最终能够实现上位机与下位机的连接。 二、课程设计的主要任务 2.1按照接线说明，将上位机与PLC（RS232-485）连接；PLC与变频器连接；变频器与电机 连接。（变频器与PLC接线：变频器3、4 分别接PLC的模拟模块V0和M0，9接PLC地（M）5、6分别接PLC输出端Q0.4和 Q1.1，5是启动，6是正反转2。） 2.2上位机监控界面设计。包括： 2.2.1电机、变频器、计算机、PLC； 2.2.2启动、停止、正转、反转、升频、降频等按钮的设置； 2.2.3初始频率值的设定，启停值设定； 2.3编写PLC温度控制程序。 2.4设置变频器参数P700和P1000设置为2。 2.5 进行上下位机连接。包括： 2.5.1 设置PLC的I/O驱动； 2.5.2 定义数据库变量，包括电机的升降频，正反转，给定频率变量； 2.5具体控制如下： 2.5.1 PLC与上位机的通讯，下载程序。 2.5.2启动计算机的监控画面，输入初始频率值。然后写入1，则电机启动；写入非1 的数，则电机停止。 2.5.3 点击不同按钮实现对改变电机不同状态。
目录 一、前言（课设目的及内容） (1) 1.1 课设目的 (1) 1.2 课设内容 (1) 二、测试计划及测试需求 (2) 2.1 测试原理分析 (2) 2.2 测试思想设计 (2) 2.3 测试计划设计 (3) 2.4 测试环境搭建 (4) 三、测试用例的设计 (5) 3.1 登陆测试用例设计 (5) 3.2 订票测试用例设计 (8) 四、测试过程 (9) 4.1 登陆测试过程 (9) 4.2 订票测试过程 (10) 五、测试结果分析 (16) 5.1 测试结果 (16) 5.2 测试结果分析 (20) 六、课设小结及心得体会 (23) 七、参考文献 (24)
一、前言（课设目的及内容） 1.1 课设目的 (1) 使学生能掌握网站功能测试的基本思路和方法，学会使用自动化测试工具QTP进行功能测试； (2) 培养学生分析、解决问题的能力； (3) 提高学生的科技论文写作能力。 1.2 课设内容 (1) 对默认环境和条件（要求详细记录环境条件）下，构造正确的输入进行正常功能需求的测试，使用常见的检查点测试，并将输入进行参数化； (2) 测试系统在异常环境下的功能需求变化，并对测试的结果进行分析和汇总； (3) 相应驱动的编写； (4) 在基本要求达到后，可对被测系统进行探索性测试。
二、测试计划及测试需求 2.1 测试原理分析 QTP主要采用的是使用GUI模拟人的操作。它在模拟人的操作时会记录操作的对象及所做的操作和顺序，然后在回放时按记录顺序操作这些对象。而在这个模拟的过程中，最重要的莫过于界面对象（控件）的识别。 首先，QTP会通过“用户名输入框”这个名字到对象库的对象名中查找； 然后通过找到的对象名，找到对象名映射的属性包； 接着QTP就会通过这个属性包来匹配页面上的控件的属性，如果在页面上找到一个唯一与此属性包匹配的控件，那QTP就会认为此控件为要找的控件； 最后QTP根据“WebEdit”来确定控件的类型，并调用QTP对于此类控件内置的操作方法“Set”把“**值”赋予了控件。 至于其他控件的识别和操作，基本原理和上面一样。 2.2 测试思想设计 根据测试原理的分析以及QTP测试的基本步骤可以设计如图2.2.1的测试思想流程图。该流程图使用Microsoft Visio 2003绘制。
洛阳理工学院 课程设计 课程名称： 设计课题： 系别： 班级： 学号： 姓名：
目录 摘要 (3) 前言 (3) 一、变频调速技术及其在空调系统中的应用 (3) 二、变频调速技术实验研究及其应用分析 (6) 三、交流变频调速技术的优势与应用 (11) 四、变频调速系统的发展现状与前景展望 (13) 五、课程设计心得体会 (16) 六、参考文献 (16)
变频调速技术的应用现状和发展 摘要：介绍了目前变频调速领域研究的热点问题，分析了最新技术发展对变频调速系统产业化所带来的影响，并对变频调速系统的发展前景进行了预测。简要介绍了变频调速技术，对变频调速器的用途和性能优点做了概括总结，比较详细地论述了变频调速器应用在空调系统中的节能的基本原理，并对其自动控制方法做了简单介绍.重点分析了与阀门调节相比，变频调速器的节能效果，从变频调速的基本原理开始，讨论了电动机调速与节能的关系，根据实验数据，结合生产实践中大量使用的风机、水泵进行分析，指出变频调速有利于节能及其它优势，并结合相关实例说明了使用变频技术带来的经济效益。 Abstract: This paper describes the current research in the field of frequency control hot issues, analyzing the latest technological developments on the frequency control system, the impact of industrialization, and Frequency Control System briefly introduced the development prospects of Frequency Control Technology,, a more detailed exposition of the frequency converter used in air-conditioning system in the basic principles of energy-saving, and its automatic control method made a brief introduction. focus on analysis, compared with the valve control, frequency conversion governor of energy-saving effect, from the basic principle of frequency conversion began to discuss the relationship between motor speed and energy saving, according to the experimental data, combined with production practice that is conducive to energy-saving frequency control, and other advantages, combined with the use of relevant examples of the benefits of inverter technology . 前言 当前全球经济发展过程中，有两条显著的相互交织的主线：能源和环境。能源的紧张不仅制约了相当多发展中国家的经济增长，也为许多发达国家带来了相当大的问题。能源集中的地方也往往成为全世界所关注的热点地区。而能源的开发与利用又对环境的保护有着重大影响。全球变暖、酸雨等一系列环境灾难都与能源的开发与利用有关。 能源工业作为国民经济的基础，对于社会、经济的发展和人民生活水平的提高都极为重要。在高速增长的经济环境下，中国能源工业面临经济增长与环境保护的双重压力。有资料表明，受资金、技术、能源价格的影响，中国能源利用效率比发达国家低很多。 对能源的有效利用在我国已经非常迫切。作为能源消耗大户之一的电机在节能方面是大有潜力可挖的。我国电机的总装机容量已达4亿千瓦，年耗电量达6000亿千瓦时，约占工业耗电量的80%。我国各类在用电机中，80%以上为0.55-220kW以下的中小型异步电动机。我国在用电机拖动系统的总体装备水平仅相当于发达国家50年代水平。因此，在国家十五计划中，电机系统节能方面的投入将高达500亿元左右，所以变频调速系统在我国将有非常巨大的市场需求。 一、变频调速技术及其在空调系统中的应用 90年代以来，随着大功率晶体管技术发展、大规模集成电路和计算机技术的突飞猛进，交流电机的变频调速技术已日趋完善，在各行各业得到了广泛的应用.尤其在暖通空调领域，这一新技术在我国也开始推广应用，实践证明节能效益显著.
目录 1 设计思路、方案选择 (1) 2 控制系统电气原理图 (1) 3 软件设计 (3) 4 程序调试 (3) 4.2 程序调试 (4) 5 力控组态及调试 (4) 5.1 力控组态： (4) 5.2 组态调试： (5) 6 心得体会； (6) 7 参考文献 (6) 8 附录1、程序清单 (7) 9 附录2、变频器参数 (15)
1 设计思路、方案选择 设计四台电机构成的变频调速同步控制系统：四台电机速度可以同步升降，也可以微调，1#电机微调其他电机同步微调，2#电机微调1#不同步微调，其他电机须同步微调，3#电机微调1#和2#不同步微调，4#电机同步微调，4#电机微调，其他电机均不同步微调。 采用西门子S7-200PLC和MM440变频器。每台电机设有启动/停止按钮和速度微升/微降按钮。每台电机设有单机/同步选择开关。采用力控组态软件进行远程控制 2 控制系统电气原理图 图2-1变频器主电路
图2-2 PLC硬件电路
图2-3 I/O地址分配 3 软件设计 控制系统的软件设计基于以下原则： 1.程序模块化、结构化设计、其中负荷分配、速度增减、初始化、紧纸、速比计算、校验、数据发送、接收等功能由子程序完成，这样结构程序较为简洁。 2.程序采用循环扫描的方式对传动点进行处理，简化程序，提高程序执行效率。 3.采用中断子程序进行数据的发送、接收；确保数据准确快速的传输。 4.必要的软件保护措施，以免造成重大机械损害。该程序通用性强，可移植性好，使用不同的变频器时，只需要进行相应协议的格式定义，即对数据发送、接收、校验程序作相应修改即可满足纸机运行的需要。 4 程序调试 4.1 程序设计 1.在编写程序时，我们分别为就地控制和远程控制设置了启停，同步增减，微调增减的开关量控制，并为其分配了I/O地址
自动化专业综合课程设计 任 务 书 班级：自动化131 指导教师：洪露 学期： 2016－2017－1 自动化系 2016年12月 一、课程设计目的 自动化综合设计是学生必修的实践环节之一，应使学生较系统的完成自动化系统设
计，从选题、方案论证、设计与实现、系统测试、总结报告等基本过程，加深对自动控原理、过程控制、运动控制、测试技术与自动化仪表等相关课程理论知识的分析理解。通过实践引导学生把原理分析与工程设计结合，掌握自动控制系统设计的基本方法和一般规则，提高综合应用能力，培养学生的创新思维和实践能力，为毕业设计打下坚固的基础。 1、培养独立完成一个课题或实际问题的能力 2、培养查阅资料文献手册的能力 3、熟悉元器件类型，掌握合理选取元件的规则 4、锻炼撰写论文和设计报告的能力 5、培养科学的工作作风和严谨务实的态度 二、设计内容 本设计的主要内容包括：自主选题、理论设计、调试与仿真、撰写设计报告并答辩等。 自主选题。每个题目学生不超过3人，鼓励学生单独完成。 理论设计包括方案选择、系统设计等。通过调试与仿真，进一步完善设计，使之达到课程设计要求，使其更接近于实际产品。 撰写设计总结报告，把理论设计内容，调试过程进行全面总结。小组成员既要分工，又要协作，同一小组成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验，但每个学生必须独立完成设计报告，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。 最后，通过答辩过程展现课程设计所做的工作。 三、设计组织方式 课程设计过程采用相对集中方式，以分组为单位集中到实验室进行。配备计算机、相关软件及电子元器件等器材设备。实验室提供常见元器件及设备，其他所需器件应提前通知实验室采购或自行购买。 在课程设计过程中，实训教学课堂化，严格考勤制度，在课程设计期间累计旷课达到10学时，取消考核资格。需要外出查找资料，购买电子元件时，必须向指导老师请假，经同意后方可外出。 四、设计题目 1.双闭环直流电机调速系统电流环模拟PI调节器 ●电机对象参数测量； ●电流环、转速环PI参数设计； ●以运算放大器为核心器件设计并实现电流比较器及PI运算硬件电路。 2.双闭环直流电机调速转速环数字PID调节器 ●电机对象参数测量； ●电流环、转速环PI参数设计； ●以A/D转换器和单片机为核心器件设计并实现转速信号采集和数字PI运 算。 3.风机远程报警控制系统设计 ●对远程风机的运转状态进行监控报警控制；
变频器在纺织行业的应用案例 1、交流变频调速的特点 1.1 减少功耗降低成本 纺织厂离不开空调设备。当空调电机使用变频调速器控制后，降低了功耗，大大节省了用电支出。据某公司提供的数据，全年12台空调机可节电24余万元，空调用电单耗平均下降了6、7个百分点。 1.2 简化了机构提高了性能 通过PLC可编程序控制器或工控机的控制，再经变频调速器实现多电机的同步协调运转。根据生产工艺曲线控制各机构的运动，进而简化了机构。比如粗纱机利用交流变频调速，去掉了锥轮变速机构，从而克服了锥轮变速皮带打滑变速不准的问题。 而对于细纱机来说，由于利用变频调速器去掉了成形机构中的成形凸轮，进而克服了由于成形凸轮所造成的桃底有停顿、桃顶有冲击的现象。使得细纱卷形状良好。以便于下一道工序的高速退绕。同时利用变频调速器控制主电机的变速来控制锭子的转数，使得细纱在大中小纱时转速在变化，以减少纱的断头率。 2、交流变频技术的应用 变频器控制的纺织机械所用的交流电机主要分为两类。一类就是常用的Y系列的交流异步电机。这种电机主要应用于调速精度要求不高、调速范围不大的纺机上。而另一类为交流变频调速专用异步电机。主要用于调速精度要求高、调速范围大的机器上。 下面介绍一下不同形式的变频器。 （1）用变频器开环控制异步电机调速称为V/F形式。这种方式电路简单、可靠。但调速范围在10：1范围以内，调速精度较低2% ~ 5%，并且低速性能不理想。因此多用于针织机或要求不高的纺织机械上。 （2）采用无速度传感器矢量控制变频器。其有优良的低速特性。电路结构简单，可靠性高。同时还具有较好的加减速特性、转矩特性以及电流限制特性等。调速精度可达0.1%。调速范围在20：1范围以内。较适合印染机械的调速等。 （3）采用带速度反馈的矢量变频控制异步电机，闭环变频调速，又称交流伺服电机。调速范围可达100：1。为了提高变频器开关频率，应用功率绝缘栅双极型晶体管（IGBT）取代一般的大功率管（GTR）。可实现高频响应、高精度、智能化。适用于调速要求较高且恒张力、恒线速的分条整经机、浆纱机、热定型机以及化纤长丝纺纱设备等。 在一些设备上，如巴马格高速的卷绕头以及DLENES高速的热辊等部件，将所需电气元件与变频器及控制面板与卷绕头机械部分合为一体，更是减少了体积，增强了可靠性。 3、变频调速器在纺织中的应用实例
课程设计(论文) 基于PLC的变频调速系统设计 Design of variable frequency speed regulation system based on PLC 学生姓名王超 学院名称信电学院 学号20110501121 班级11电气 1 专业名称电气工程及其自动化 指导教师曹言敬 2014年12月15日
摘要 本文主要介绍了本人与本组同学研究和设计基于可编程控制器的变频调速系统的若干成果，在本次的设计中，我们的设计系统主要由PLC、变频器、电动机等几部分组成。经过本次设计和研究，使我对所有器件有了新的认识，尤其对PLC有了更多的了解：PLC 是能进行行逻辑运算，顺序运算，计时，计数，和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程的工业计算机。首先我们查阅各个器件的资料，先对其有个明确的认识，然后通过老师的指点明白了整个系统的大概工作原 理框图后，通过学习资料与老师指点将硬件设备连接成功。 本文综合应用电子学与机械学知识去解决基于可编程控制器的变频调速系统，本次设计选用三相异步交流电机，而PLC和交流电机无论在工业还是生活中都是应用最广，因此本次设计具有相当的实用价值。 关键词：PLC；变频器；三相异步电动机
目录 第一章绪论 (2) 第二章系统的功能设计分析和总体思路 2.1系统功能设计分析 (3) 2.2系统设计的总体思路 (3) 第三章PLC和变频器的型号选择 3.1 PLC的型号选择 (4) 3.2变频器的选择和参数设置 (4) 3.2.1变频器的选择 (4) 3.2.2变频调速原理 (5) 3.2.3变频器的工作原理 (5) 3.2.4变频器的快速设置 (5) 第四章硬件设计以及PLC编程 4.1开环控制设计以及PLC编程 (9) 4.1.1硬件设计 (9) 4.1.2PLC软件编程 (9) 4.1.3开环控制的PLC程序 (11) 第五章实验调试和数据分析 5.1PID参数整定 (15) 第六章总结和体会 (16) 致谢 (17) 参考文献 (18) 附录 (19)
本科实验报告 课程名称：软件测试技术 实验项目：软件测试技术试验实验地点：实验楼211 专业班级：软件工程学号： 学生姓名：戴超 指导教师：兰方鹏 2015年10月7 日
太原理工大学学生实验报告
一、实验目的和要求 （1）熟练掌握白盒测试方法中的逻辑覆盖和路径覆盖方法。 （2）通过实验掌握逻辑覆盖测试的测试用例设计，掌握程序流图的绘制。 （3)运用所学理论，完成实验研究的基本训练过程。 二、实验内容和原理 测试以下程序段 void dowork(int x,int y,int z) { （1）int k=0,j=0; （2）if((x>0)&&(z<10)) （3）{ （4）k=x*y-1; （5）j=sqrt(k); （6）} （7）if((x==4)||(y>5)) （8）j=x*y+10; （9）j=j%3; （10）} 三、主要仪器设备
一、实验目的和要求 （1）熟练掌握黑盒测试方法中的等价类测试方法和边界值测试方法。 （2）通过实验掌握如何应用黑盒测试用例。 （3）运用所学理论，完成实验研究的基本训练过程。 二、实验内容和原理 （1）用你熟悉的语言编写一个判断三角形问题的程序。 要求：读入代表三角形边长的三个整数，判断它们能否组成三角形。如果能够，则输出三角形是等边、等腰或者一般三角形的识别信息；如果不能构成三角形，则输出相应提示信息。 （2）使用等价类方法和边界值方法设计测试用例。 三、主要仪器设备 四、操作方法与实验步骤 （1）先用等价类和边界值方法设计测试用例，然后用百合法进行检验和补充。 （2）判断三角形问题的程序流程图和程序流图如图1和图2所示。用你熟悉的语言编写源程序。 （3）使用等价类方法设计测试用例，并填写表2 和表3。
应用案例 开关启停、旋钮调速 1、接线： 按图一所示的电路，连接空气开关、电源，检查接线无误后，合上空气开关，变频器上电，键盘数码管显示0.0。 关掉电源，电源指示灯熄灭后，再连接电机、起停开关、电位器、频率表（0～10V电压表头）等，变频器和电动机接地端子可靠接地，并仔细检查。 图一开关启停、旋纽调速接线图 2、参数设定： F1.01出厂值为0，设定为1 F1.02出厂值为0，设定为1 按电机名牌设定电机参数：F1.21、F5.00～F5.04 查看F1.00的参数，旋转电位器，数码管显示的参考输入从0.0～50.0跟随电位器变化。 3、运行： 合上起停开关，变频器运行指示灯亮，输出频率从0.0Hz到达电位器设定频率。调节电位器，改变电动机转速。
按纽启停、旋钮调速 1、接线： 按图二所示的电路，连接空气开关、电源，检查接线无误后，合上空气开关，变频器上电，键盘数码管显示0.0。 关掉电源，电源指示灯熄灭后，再连接电机、启动按钮、停车按钮、加速按钮、减速按钮、频率表（0～10V电压表头）等，启停按钮、加减速按钮都是常开按钮。变频器和电动机接地端子可靠接地，并仔细检查 图二按纽启停、按钮调速接线图 2、参数设定： F1.01出厂值为0，设定为4 F2.30出厂值为0，设定为2 按电机名牌设定电机参数：F1.21、F5.00～F5.04 3、运行： 按一下启动按钮，变频器运行指示灯亮，输出频率显示0.0，按下加速按钮并保持，变频器输出频率上升，电机转速升高；松开加速按钮，变频器输出频率保持不变。按下减速按钮并保持，变频器输出频率下降，电机转速降低；松开减速按钮，变频器输出频率保持不变。按一下停车按钮，变频器停车，运行指示灯灭。
目录 1三相异步电动机基本原理 (1) 1.1电动机的结构及原理 (1) 1.1.1 电动机的结构 (1) 1.1.2工作原理 (3) 2异步电动机的机械特性 (4) 2.1 固有机械特性 (4) 2.2 人为机械特性 (5) 2.2.1降低定子电压的人为特性 (5) 2.2.2增加转子电阻时的人为特性 (5) 2.2.3改变定子频率时的人为特性 (5) 3电动机的调速指标 (7) 4 异步电机的变频调速 (8) 5具体调速的设计 (10) 6结论 (11) 7设计体会 (12) 参考文献 (13)
摘要 原理是当定子三绕组通三相对称电流后，定转子产生旋转磁场，根据右手定则，转子绕组产生感应电动势，由于绕组是闭合的，所以产生感应电流，根据左手定则，转子绕组相当于空间绕组，进而产生电磁转距，合成磁转距大于阻转距时，电机起动 重点是三相异步电动机变频调速，一方面当f1＜fN时，为恒转矩调速，转矩不变，额定转速降低，增大起动转矩Tst，另一方面当f1＞fN时，为恒功率调速，调速前后功率不变，额定转速升高，减小启动转矩Tst。变频调速可以实现宽范围内的平滑调速，变频调速电机以简单的结构、优良的调速性能、较高的调速比，应用越来越广泛 关键字：恒转矩调速;恒功率调速;三相异步电动机。
1.三相异步电动机的基本原理 当定子三绕组通三相对称电流后，定转子产生旋转磁场，根据右手定则，转子绕组产生感应电动势，由于绕组是闭合的，所以产生感应电流，根据左手定则，转子绕组相当于空间绕组，进而产生电磁转距，合成磁转距大于阻转距时，电机起动。 1.1电动机的结构及原理 1.1.1结构 三相异步电动机的种类很多，可是三相异步电动机结构基本是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。此外，还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件 结构如下图： 图1-1-1-1 封闭式三相笼型异步电动机结构图 1—轴承；2—前端盖；3—转轴；4—接线盒；5—吊环；6—定子铁心； 7—转子；8—定子绕组；9—机座；10—后端盖；11—风罩；12—风扇 (1)、定子 定子铁芯:导磁和嵌放定子三相绕组:0.5mm硅钢片冲制涂漆叠压而成;内圆均匀开槽;槽形有半闭口、半开口和开口槽三种：适用于不同电机。 定子绕组：定子绕组是三相电动机的电路部分，三相电动机有三相绕组，通入三相
目录 一、变频器的概述............................................................................................ 错误!未指定书签。 1.1变频器的发展前景.............................................................................. 错误!未指定书签。 1.2变频器的组成与分类.......................................................................... 错误!未指定书签。 1.3变频器的基本原理.............................................................................. 错误!未指定书签。 二、变频器的设计要求.................................................................................... 错误!未指定书签。 三、变频器的主要参数的选取和设计............................................................ 错误!未指定书签。 3.1交流侧阻容吸收环节R、C的选择................................................... 错误!未指定书签。 3.2整流二极管的选择.............................................................................. 错误!未指定书签。 3.3平滑滤波电容C’的选择................................................................... 错误!未指定书签。 3.4的选择.................................................................................................. 错误!未指定书签。 四、变频器主电路的设计................................................................................ 错误!未指定书签。 4.1整流电路和上电缓冲电路.................................................................. 错误!未指定书签。 4.2逆变电路.............................................................................................. 错误!未指定书签。 4.3驱动电路.............................................................................................. 错误!未指定书签。 4.4开关电源电路...................................................................................... 错误!未指定书签。 五、变频器控制电路的设计............................................................................ 错误!未指定书签。 5.1保护采样电路...................................................................................... 错误!未指定书签。 5.2微机处理芯片电路.............................................................................. 错误!未指定书签。 5.3变频器的控制方式选择...................................................................... 错误!未指定书签。 六、个人小结 (16) 七、参考文献............................................................................................................................ (17)
目录 1.交流变频调速技术概述-------------------------------------------------------1 1.1变频调速技术的发展概况-----------------------------------------------1 1.2 常见变频器-----------------------------------------------------------------3 1.3 变频调速的特点、应用-------------------------------------------------3 2变频器的调速原理--------------------------------------------------------------4 3. 变频器调速设计----------------------------------------------------------------5 3.1三菱FR-500 技术参数--------------------------------------------------6 3.2开关控制变频器多段速度控制----------------------------------------6 3.3 PLC控制变频器多段速度运行-----------------------------------------8 3.4变频器内部程序控制-----------------------------------------------------12 4.设计小结---------------------------------------------------------------------------14 5.参考文献---------------------------------------------------------------------------15
河南机电高等专科学校课程设计报告书 课程名称：《交流调速系统与变频器应用》课题名称：起重机大、小车行走驱动系统设计系部名称：自动控制系 专业班级：电气自动化103班 姓名：胡永辉 学号：101415331 2012年6月15日
设计任务书 设计目的： 设计一个起重机大车和小车变频调速控制系统：大车两台电机，小车一台电机。电机速度选择均有高中低三档。控制大车两台电机的前后行驶，前后极限位置设有极限开关。控制小车电机的左右行驶，左右极限位置设有极限开关。 设计要求： 1、采用西门子S7-200PLC和MM440变频器。 2、大车和小车高中低三段速度对应电机的供电频率分别为50Hz、40Hz和30Hz。 3、要求就地和远程控制，采用力控组态软件进行远程控制。 4、论文采用A4纸，在“页面设置/页边距”中设置参数为：上3 cm，下3 cm，左3 cm，右3 cm，装订0 cm，页眉2.5 cm，页脚2.5 cm。在“页面设置/文档网格”中设置“只指定行网格”和每页“33”行。 5、正文字号和字体：汉字：各章标题和目录、摘要、谢辞、参考文献、附录等部分的标题用小3号黑体；各节标题用4号黑体；各条标题、各款标题用小4号黑体，正文段落文字小4号宋体；图题和表题用5号宋体，表格内和插图中的文字一般用5号宋体，根据需要在保证清楚的前提下也可用更小号的字体；页眉和页码用小5号字。英文：英文字体和数字采用TIMES NEW ROMAR字体，与中文混排的英文字体应与周围的汉字大小一致。
目录 一、设计思路、方案选择； 二、绘制控制系统电气原理图。（包括变频器及PLC硬件电路、I/O 地址分配）； 三、PLC软件设计； 四、程序调试； 五、力控组态调试； 六、心得体会； 附录1、参考文献 附录2、程序清单 附录3、变频器参数