基于PLC的变频调速系统设计
- 格式:docx
- 大小:90.43 KB
- 文档页数:13
《基于PLC的变频调速电梯系统设计》篇一一、引言随着城市化进程的加快,电梯已经成为现代建筑中不可或缺的一部分。
为满足现代社会的需求,电梯系统需要具有高可靠性、高效率和灵活性。
本文旨在介绍一种基于PLC(可编程逻辑控制器)的变频调速电梯系统设计,该系统可有效提高电梯的运行效率、安全性和用户体验。
二、系统设计概述本电梯系统设计采用PLC作为核心控制器,通过变频调速技术实现电梯的精确控制。
系统主要由以下几个部分组成:PLC控制器、变频器、电机、编码器、传感器以及人机界面等。
三、硬件设计1. PLC控制器:选用高性能的PLC控制器,具有高可靠性、高速度和高精度的特点,可实现电梯的逻辑控制和运动控制。
2. 变频器:采用变频调速技术,根据电梯的运行需求,实时调整电机的运行速度,实现电梯的平稳启动和停止。
3. 电机:选用高效、低噪音的电梯专用电机,与变频器配合使用,实现电梯的精确控制。
4. 编码器:通过安装在电机上的编码器,实时监测电机的运行状态,为PLC控制器提供反馈信号。
5. 传感器:包括位置传感器、速度传感器等,用于实时监测电梯的运行状态,确保电梯的安全运行。
6. 人机界面:采用触摸屏或按钮等方式,实现用户与电梯系统的交互。
四、软件设计软件设计是本系统的关键部分,主要涉及PLC控制程序的编写和调试。
1. 逻辑控制程序:根据电梯的运行需求,编写逻辑控制程序,实现电梯的召唤、应答、启停、开门关门等基本功能。
2. 运动控制程序:采用PID(比例-积分-微分)控制算法,根据电梯的运行状态和目标位置,实时调整电机的运行速度和方向,实现电梯的平稳运行。
3. 人机交互程序:编写人机交互程序,实现用户与电梯系统的友好交互,包括显示楼层信息、运行状态等。
4. 故障诊断与保护程序:编写故障诊断与保护程序,实时监测电梯的运行状态和传感器信号,一旦发现异常情况,立即采取相应措施,确保电梯的安全运行。
五、系统实现与测试在完成硬件和软件设计后,进行系统实现与测试。
基于PLC的电梯变频调速系统的设计摘要:本次设计方案采用了PLC作为控制器,通过VS-616G5变频器调节电梯运行速度,实现对电梯的控制。
通过对电梯控制系统的主电路进行设计并且进行了相关元器件的选型。
确定了I/0分配点并且绘制了 PLC的外部接线图及软件流程图,之后编写了控制程序。
最终通过合理的选型与设计,使电梯运行状况得到改善,达到更理想的控制效果。
关键词:电梯;可编程控制器;变频1 绪论1.1课题的研究背景及意义随着社会经济的进一步快速发展,越来越多的使用高层建筑,人们对电梯的需求也在逐渐增加。
大型购物中心、酒店、住宅等与电梯密不可分。
伴随着电梯数量的逐年增加,对电梯的基本性能也要求进一步的改善,不仅是为了确保其可靠性和安全性,而且要考虑舒适感、美观及其他问题。
首先,电梯的安全性是首要任务,设计人员在设计电梯时必须采取预防措施,以避免事故的发生。
电梯机械零部件和电气部件必须具备高的安全系数和保险系数,为了保证电梯的安全和质量,首先需要在电梯的制造、安装和调试过程中有高度的安全保障。
在国外,专业升降机设施和维修单位的安装、调试和检查必须得到国家的承认,确保电梯运行的可靠性和安全性。
2.1电梯信号控制系统分类及特点比较从系统实现方法来看,电梯信号控制系统经历了继电器控制系统、可编程控制器和微机控制系统等多种形式,随着大规模集成电路和计算机技术的发展,电梯控制系统在不同时期成为主流,并逐步得到改善。
可编程控制器是一种以顺序逻辑控制为基础的电子设备,它是专为工业环境应用而设计的一种数字操作设备。
由于它的诸多优点,目前电梯继电器控制已逐步被PLC控制所取代。
同时,随着交流变频电机调速技术的发展,电梯拖动方式也从直流转向交流变频调速。
所以,PLC控制技术和变频调速技术已经成为当今电梯行业的研究热点。
2.1.1继电器控制方式继电器控制系统优点:(1)所有的自动控制线路功能和相关信号数据处理都必须是通过系统硬件设计来进行实现的,线路直观、易准确理解、易熟练掌握,适合普通专业技术人员和专业熟练工人进行使用;(2)多数都是普通控制电器,价格比较低,替换方便。
基于PLC的变频调速通风机系统设计PLC(可编程逻辑控制器)是一种用于自动化控制系统的数字计算机。
在工业生产领域,PLC常被用于控制机械和设备,以实现自动化生产和提高生产效率。
本文将介绍基于PLC的变频调速通风机系统设计,以及其在工业应用中的重要性。
一、系统设计原理1. 变频调速通风机系统设计的背景通风系统在工厂和生产车间中发挥着重要的作用,它可以有效地排出室内污浊空气,保持室内空气流通和清洁。
而通风机的工作效率和能耗直接影响到整个通风系统的性能和运行成本。
传统的通风系统中,通风机通常是采用固定转速工作,这种方式会造成能耗浪费和运行不灵活的问题。
使用变频调速技术来控制通风机的转速,可以有效地解决这些问题。
在变频调速通风机系统中,PLC扮演着控制中心的角色。
PLC可以通过接收各种传感器的反馈信号,来监测通风机的运行状态和环境信息,然后根据预设的控制逻辑,来控制变频器对通风机的转速进行调节。
PLC还可以实现与其他设备的联动控制,实现整个通风系统的智能化控制。
1. 系统硬件设计需要选择合适的变频器和通风机,确保其输入输出接口和PLC的通信接口兼容。
还需要选择合适的传感器,如温湿度传感器、风速传感器等,用于监测环境数据。
还需要设计合适的控制柜和布线方案,用于整合各个设备和传感器,并接入PLC进行控制。
在PLC编程方面,需要针对不同的工作场景和要求,设计合适的控制算法和逻辑。
如根据环境温湿度,自动调节通风机的转速;或者根据生产线的工作状态,调整通风系统的运行模式。
在编程时,还需要考虑各种异常情况的处理,确保系统的安全和稳定运行。
3. 系统调试和优化设计完成后,需要对系统进行全面的调试和优化。
通过模拟实际工作场景,验证系统的性能和稳定性。
还需要根据实际使用情况,对系统的控制参数进行调整和优化,以实现最佳的控制效果和能耗节约。
三、系统设计的优势1. 能耗节约通过变频调速技术,通风机可以根据实际需要灵活调节转速,避免了传统通风系统中因为固定转速造成的能耗浪费。
摘要现代科学是一个以自动化设备控制系统为核心的工业科学。
工业自动化技术对工业生产过程实现测量、控制、优化和决策,使企业实现“好、省、多、快”,提升企业的市场竞争力.因此“国家中长期科技发展规划”已明确规定,工业自动化技术是21世纪现代装备制造业中最重要的科学工业技术之一,而PLC占据主导地位。
PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置,它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
本次基于CompactLogix风动模型控制器的设计,主要内容是对PLC进行了研究,通过搭建DeviceNet网络,通过对CompactLogix 可编程逻辑控制器编程,控制PowerFlex变频器来驱动风机模型,风机转动改变模型箱的压强,从而使小球运动并悬浮于某一设定位置。
通过模型中小球的运动趋势来展现了抽象的运动控制,使得能够更直观的看到运动控制的功效.关键词:CompactLogix、变频控制、自动化、风机summaryModern science is a scientific industry as the core of automation equipment control system. Industrial automation technology achieves measurement, control,optimization and decision for industrial producing process. And makes enterprises realize ”good, province, much and fast",and improve enterprises' market competitiveness。
基于PLC的变频调速通风机系统设计1. 引言1.1 研究背景变频调速技术是一种能够实现电机调速的先进技术,广泛应用于各种工业领域中。
通风机系统作为工业生产中常见的设备之一,其调速调节对于保证工艺过程的顺利进行具有重要意义。
传统的通风机系统采用传统的调速方式,存在调速精度低、能效低、噪音大等问题,为了解决这些问题,需要引入基于PLC的变频调速技术。
基于PLC的变频调速通风机系统设计可以有效提高通风机系统的调速精度,实现能效优化,减少噪音等问题。
通过PLC控制器对变频器进行精确的控制,可以实现对通风机的精细调节,满足不同工艺条件下的调速需求。
研究基于PLC的变频调速通风机系统设计具有重要的实际意义和应用价值。
本文旨在通过对变频调速技术和PLC控制技术的深入研究,结合通风机系统的硬件设计和软件设计,探讨基于PLC的变频调速通风机系统设计原理及其应用,从而为工业生产中通风系统的优化和提升提供一种新的技术解决方案。
1.2 研究目的本文旨在设计一个基于PLC的变频调速通风机系统,以实现对通风机转速的精确控制。
通过对系统设计原理、PLC在变频调速系统中的应用、通风机系统的硬件设计、通风机系统的软件设计以及系统性能测试的深入探讨和实践,旨在验证该系统在实际工程中的可行性和有效性。
具体研究目的包括:1.探索基于PLC的变频调速通风机系统设计原理,明确各个模块之间的关联和配合关系,为系统的正常运行提供可靠的理论基础;2.研究PLC在变频调速系统中的具体应用方法,通过对PLC编程和参数设置的实践,实现对通风机转速的精确控制;3.设计通风机系统的硬件部分,包括传感器、执行器和通讯模块等的选型和连接方法,确保系统的稳定性和可靠性;4.设计通风机系统的软件部分,包括PLC程序的编写和调试,实现系统的各项功能和逻辑控制;5.对系统性能进行测试和评估,验证系统设计的准确性和有效性,为进一步工程应用提供参考依据和技术支持。
通过本研究的实施,旨在为通风系统的智能化运行和节能优化提供技术支持和参考,推动通风系统领域的发展。
基于PLC的变频控制系统设计PLC(可编程逻辑控制器)是一种集成了计算机、控制器和输入/输出接口的自动化控制系统。
在工业生产中,PLC广泛应用于各种控制系统中,包括变频控制系统。
变频控制系统是指利用变频器来调整电机的转速和扭矩,从而实现对生产设备的精确控制。
本文将介绍基于PLC的变频控制系统设计,包括系统结构、工作原理、硬件连接和程序设计等方面。
一、系统结构1.PLC控制器:负责接收输入信号、处理逻辑控制、生成输出信号,并与变频器进行通讯。
2.变频器:用于调节电机的转速和扭矩,实现对生产设备的精确控制。
3.传感器:用于采集各种物理量信号,如温度、压力、流量等。
4.执行元件:包括电机、阀门、泵等,用于执行PLC控制器生成的控制指令。
二、工作原理1.PLC接收传感器采集的信号,并根据预先设定的逻辑控制程序进行处理。
2.PLC生成控制指令,通过通讯接口发送给变频器,控制电机的转速和扭矩。
3.变频器接收控制指令,根据要求调节电机的频率和电压,实现对生产设备的精确控制。
4.执行元件执行PLC生成的控制指令,完成相应的生产操作。
三、硬件连接1.将传感器与PLC的输入模块连接,实现对物理量信号的采集。
2.将PLC的输出模块与变频器的输入接口连接,实现对电机的控制。
3.将变频器与电机连接,实现对电机的调速。
4.将执行元件与PLC的输出模块连接,实现对生产设备的控制。
四、程序设计1.确定控制逻辑:根据生产工艺要求确定控制逻辑,包括各种传感器的信号处理、控制流程设计等。
2.编写程序:根据控制逻辑编写PLC程序,包括输入输出的配置、控制指令的生成等。
3.调试程序:通过PLC的仿真功能进行程序调试,确保程序逻辑的正确性。
4.在现场进行实际测试,调整参数并优化程序,保证系统稳定可靠地运行。
综上所述,基于PLC的变频控制系统具有灵活可靠的控制能力,能够满足不同生产工艺的控制需求。
通过合理设计系统结构、编写适当的控制程序并进行调试,可以有效提高生产效率,保证生产质量,降低成本,是工业生产自动化的重要组成部分。
《PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高,PLC(可编程逻辑控制器)与电机变频调速技术已经成为了现代工业生产中的重要组成部分。
本文旨在设计并实现一套基于PLC控制的电机变频调速试验系统,以实现对电机运行状态的有效监控与精确控制,提高生产效率与产品质量。
二、系统设计1. 硬件设计本系统主要由PLC控制器、变频器、电机、传感器等部分组成。
其中,PLC控制器负责整个系统的控制与协调,变频器用于调节电机的运行速度,电机则作为执行机构实现具体的运动,传感器则用于实时监测电机的运行状态。
(1)PLC控制器:选用高性能的PLC控制器,具备强大的逻辑控制与数据处理能力。
(2)变频器:选用适合电机类型与功率的变频器,具备高精度、高效率的调速性能。
(3)电机:根据实际需求选择合适的电机类型与功率。
(4)传感器:选用能够实时监测电机运行状态的高精度传感器。
2. 软件设计软件设计主要包括PLC控制程序的编写与调试。
首先,根据系统需求,设计合理的控制逻辑;其次,利用编程软件编写控制程序;最后,通过调试与测试,确保程序能够正常运行并实现预期功能。
(1)控制逻辑设计:根据电机运行的需求,设计合理的控制逻辑,包括启动、停止、调速等功能。
(2)编程软件选择:选用适合PLC控制的编程软件,如梯形图、结构化控制语言等。
(3)程序调试与测试:对编写好的程序进行调试与测试,确保程序能够正常运行并实现预期功能。
三、系统实现1. 连接硬件设备根据硬件设计,将PLC控制器、变频器、电机、传感器等设备进行连接。
确保各部分之间的连接牢固、可靠。
2. 编写与调试程序根据软件设计,编写PLC控制程序。
在编写过程中,需要充分考虑系统的实时性、稳定性以及可扩展性。
编写完成后,通过调试与测试,确保程序能够正常运行并实现预期功能。
3. 系统测试与优化对系统进行全面的测试,包括启动、停止、调速等功能。
根据测试结果,对系统进行优化与调整,提高系统的性能与稳定性。
完整版)基于PLC控制的变频器调速系统目录第一章系统的功能设计分析和总体思路1.1 概述本文旨在对系统的功能设计和总体思路进行分析和讨论,以确保系统的高效运行和稳定性。
1.2 系统功能设计分析在系统功能设计分析中,我们需要考虑系统的需求和目标,以及用户的使用惯和需求。
在此基础上,我们可以确定系统的主要功能和模块,并对其进行详细的设计和实现。
1.3 系统设计的总体思路系统设计的总体思路包括系统的整体架构设计、模块之间的关系和数据流程,以及系统的系统性能和稳定性等方面。
在设计过程中,我们需要充分考虑系统的可维护性和可扩展性,并采用合适的技术和工具来实现系统的设计。
第二章 PLC和变频器的型号选择2.1 PLC的型号选择在PLC的型号选择中,我们需要考虑系统的需求和目标,以及PLC的性能和稳定性等方面。
在此基础上,我们可以选择合适的PLC型号,并进行详细的参数设置和调试。
2.2 变频器的选择和参数设置在变频器的选择和参数设置中,我们需要考虑系统的负载和功率需求,以及变频器的性能和稳定性等方面。
在此基础上,我们可以选择合适的变频器型号,并进行详细的参数设置和调试,以确保系统的高效运行和稳定性。
第一章系统功能设计分析和总体思路1.1 概述在工业自动化生产中,调速系统的快速性、稳定性和动态性能是基本要求。
调速系统在国防、汽车、冶金、机械、石油等工业中具有举足轻重的作用。
然而,调速控制系统的工艺过程复杂多变,具有不确定性,因此需要更为先进的控制技术和控制理论。
1.2 可编程控制器(PLC)可编程控制器(PLC)是一种工业控制计算机,它是继续计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。
PLC具有抗干扰能力强、价格便宜、可靠性高、编程简单易学等特点,因此在工业领域中被广泛使用。
尽管在控制领域中逐步采用了电子计算机这个先进技术工具,特别是石油化工企业普遍采用了分散控制系统(DCS),但在控制策略方面,常规的PID控制仍然占据主导地位。
基于PLC的变频调速恒压供水系统设计与实现一、本文概述随着工业自动化的发展,变频调速技术在供水系统中的应用越来越广泛。
基于PLC(可编程逻辑控制器)的变频调速恒压供水系统,以其高效、稳定、节能的特点,成为当前供水系统设计的重要趋势。
本文旨在探讨基于PLC的变频调速恒压供水系统的设计与实现方法,以期为相关领域的工程应用提供有益的参考。
文章首先介绍了供水系统的基本构成和功能需求,包括恒压供水的重要性以及变频调速技术在供水系统中的应用优势。
随后,详细阐述了基于PLC的变频调速恒压供水系统的总体设计方案,包括硬件选型、软件编程、系统控制策略等方面。
在此基础上,文章重点探讨了系统实现过程中的关键技术问题,如PLC编程实现、变频器的选择与配置、压力传感器信号的采集与处理等。
通过本文的研究,期望能够为供水系统的设计与实现提供一种有效、可靠的解决方案,同时推动变频调速技术在供水领域的应用和发展。
二、系统需求分析和设计目标随着现代工业技术的快速发展,供水系统的稳定性和效率成为了评价一个城市或企业基础设施水平的重要指标。
传统的供水系统往往存在能耗高、调节性差、压力不稳定等问题,无法满足现代供水系统的要求。
为了解决这些问题,本文提出了一种基于PLC的变频调速恒压供水系统设计方案。
稳定性需求:供水系统需要保持长时间的稳定运行,确保供水压力的稳定性,避免因压力波动对供水质量造成影响。
节能性需求:传统的供水系统往往存在能耗高的问题,新的供水系统需要采用先进的控制技术,降低能耗,提高能源利用效率。
调节性需求:供水系统需要能够根据实际需求,自动调节供水流量和压力,以满足不同时段、不同区域的供水需求。
实现供水系统的恒压供水:通过PLC控制系统,实时监测供水压力,根据压力变化自动调节变频器的输出频率,从而控制水泵的转速,实现恒压供水。
提高供水系统的稳定性:采用先进的控制算法,确保供水系统在各种工况下都能保持稳定的运行状态,避免因压力波动对供水质量造成影响。
课程论文题目:基于PLC的变频调速系统设计姓名:金亦铖学号:20130502310015专业班级:电气工程及其自动化1班学院:机电工程学院指导教师:唐荣年基于PLC的变频调速系统设计摘要:交流异步电动机是工农业生产中最重要的拖动设备之一,因其结构简单、维修容易等优点而得到了广泛应用。
而在现代工业生产中,有一些设备需要根据不同的工作环境,要调节到一个特定的转速。
从而对交流异步电动机的速度提出了要求,希望能达到一台设备运行时,能根据不同材料的加工产品,实现运行速度的调节,并能稳定运行。
本设计主要由PLC、变频器、电动机等几部分组成。
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。
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;电动机;调速一、绪论本次设计主要以PLC和变频器为主,PLC是一种工业控制计算机,能进行逻辑运算,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。
它具有抗干扰能力强,价格便宜,可靠性强,编程简朴,易学易用等特点。
变频器操作方便、体积小、控制性能高而成为目前世界上最受欢迎的调速方式,在工业工厂中应用十分广泛,所以本次设计课题为我们今后到工厂发展打下很好的铺垫,很有实用价值。
调速系统快速性、稳定性、动态性能好是工业自动化生产中基本要求。
在科学研究和生产实践的诸多领域中,调速系统占有着极为重要的地位。
调速控制系统的工艺过程复杂多变,具有不确定性,因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。
目前在控制领域中,虽然逐步采用了电子计算机这个先进技术工具,特别是石油化工企业普遍采用了分散控制系统(DCS)。
但就其控制策略而言,占统治地位的仍旧是常规的PID 控制。
PID结构简朴、稳定性好、工作可靠、使用中不必弄清系统的数学模型。
变频调速已被公认为是最理想、最有发展前景的调速方式之一,采用变频器构成变频调速传动系统的主要目的,一是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求;二是为了节约能源、降低生产成本。
用户根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。
组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件,它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,使用灵活的组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。
在组态概念出现之前,要实现某一任务,都是通过编写程序来实现的。
编写程序不但工作量大、周期长,而且轻易犯错误,不能保证工期。
组态软件的出现,解决了这个问题。
对于过去需要几个月的工作,通过组态几天就可以完成。
组态王是海内一家较有影响力的组态软件开发公司开发的,组态王具有流程画面,过程数据记录,趋势曲线,报警窗口,生产报表等功能,已经在多个领域被应用。
二、系统的功能设计分析和总体思路系统功能设计分析随着电力电子技术以及控制技术的发展,交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用;可编程控制器PLC作为替代继电器的新型控制装置,简单可靠,操作方便、通用灵活、体积小、使用寿命长且功能强大、容易使用、可靠性高,常常被用于现场数据采集和设备的控制;组态软件技术作为用户可定制功能的软件开发平台工具,可实现显示电机转速,可实现远程调速控制,在PC机上可开发友好人机界面,通过PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。
在此,本次设计就是基于PLC的变频器调速系统。
将现在应用最广泛的PLC和变频器综合起来主要功能实现了变压变频调速。
电机的正反转,加减速以及快速制动等。
因此,该系统必须具备以下三个主体部分:控制运算部分、执行和反馈部分。
控制运算主要由PLC 和变频器来完成;执行元件为变频器和电机;反馈部分主要为速度反馈。
系统设计的总体思路系统主要由三个部分构成,即可编程逻辑控制器件PLC、变频器和电机。
首先通过设置给定输入给PLC,再通过PLC控制变频器,再经由变频器来控制电机,随后将电机的转速反馈给PLC,经比较后输出给变频器从而实现无静差调速。
具体如下图所示:图1.1 速度闭环控制的机构控制图一、PLC和变频器的选择PLC的概述PLC的基本结构可编程序控制器简称为PLC(Programmable Logic Controller)主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成。
(如下图2.1所示)图2.1 PLC控制系统示意图可编程序控制器实际上是一种工业控制计算机,它的硬件结构与一般微机控制系统相似,甚至与之无异。
可编程序控制器主要由CPU(中央处理单元)、存储器(RAM和EPROM)、输入/输出模块(简称I/O模块)、编程器和电源五大部分组成。
PLC的工作原理PLC运行时,需要进行大量的操作,这迫使PLC中的CPU只能根据分时操作原理,按一定的顺序,每一时刻执行一个操作。
这种分时操作的方式,称为CPU的扫描工作方式,是PLC 进行实时控制的常用的一种方式。
PLC采取按顺序循环扫描的工作方式,当PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。
完成上述三个阶段称作一个扫描周期。
在整个运行期间,PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
PLC的型号选择工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。
PLC及有关设备应是集成的、标准的,按照易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统,PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。
熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间,因此,工程设计选型和估算时,应详细分析工艺过程的特点、控制要求,明确控制任务和范围确定所需的操作和动作,然后根据控制要求,估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等,最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。
综合了输入输出(I/O)点数、存储器容量、各项控制功能和机型的考虑以及性价比等各方面的因素,在此我为该系统设计选择了S7-200 PLC一台。
图S7-200 PLC CPU的外形模型图S7-200有5种CPU模块、6个有12种工作方式的高速计数器和两点高速计数器/和脉冲宽度调制器、直接读写的模拟量I/O模块、先进的程序结构、灵活方便的寻址方式以及程序化的PID编程控制。
强大的通讯功能,它支持多种通信协议。
价格是它在所有品牌在同一功能区内很有竞争力的。
最重要的是它还提供了完善的的网上支持。
这些都为实现本系统的设计提供很好的条件和方便。
例如,高速计数器可以用来测速从而实现速度反馈。
变频器的选择和参数设置变频器的选择随着变频器性能价格比的提高,交流变频已应用到许多领域,由于变频调速的诸多优点,使得交流变频调速得到广泛应用。
其功能较强,使用灵活,但其价格相对较贵。
所以我选用了通用变频器,通过合理的配置、设计和编程,同样可以达到专用变频器的控制效果。
本设计采用的变频器是西门子公司面向世界推出的21世纪通用型变频器MM420。
它可实现平稳操作和精确控制,使电动机达到理想输出,这种变频器不仅考虑了V/f控制,而且还实现了矢量控制,通过其本身的自动调谐功能与无速度传感器电流矢量控制,很容易得到高起动转矩与较高的调速范围。
MM420变频器的特点如下:(1)包括电流矢量控制在内的四种控制方式均实现了标准化(2)又丰富的内藏与选择功能(3)由于采用了最新式的硬件,因此,功能全、体积小。
(4)保护功能完善、维修性能好。
(5)通过LCD操作装置,可提高操作性能。
变频调速原理变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。
n=60f(1-s)/p对于成品电机,其磁极对数p已经确定,转差率s变化不大,故电机的转速n与电源的频率f成正比,因此改变输入电源的频率就可以改变电机的同步转速,进而达到异步电机的调试目的。
变频器的工作原理变频器的工作原理是把市电(380V 、50Hz)通过整流器变成平滑直流,然后利用半导体器件(GTO、GTR或IGBT)组成的三相逆变器,将直流电变成可变电压和可变频率的交流电。
三相异步电动机的几种调速方式三相异步电动机转速公式为:n=60f/p(1-s)从上式可见,改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转速的目的。
从调速的本质来看,不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转两种。
在生产机械中广泛使用不改变同步转速的调速方法有绕线式电动机的转子串电阻调速、斩波调速、串级调速以及应用电磁转差离合器、液力偶合器、油膜离合器等调速。
改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机,改变定子电压、频率的变频调速有能无换向电动机调速等。
从调速时的能耗观点来看,有高效调速方法与低效调速方法两种:高效调速指时转差率不变,因此无转差损耗,如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法(如串级调速等)。
有转差损耗的调速方法属低效调速,如转子串电阻调速方法,能量就损耗在转子回路中;电磁离合器的调速方法,能量损耗在离合器线圈中;液力偶合器调速,能量损耗在液力偶合器的油中。
一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加,如果调速范围不大,能量损耗是很小的。
一、变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的,特点如下:具有较硬的机械特性,稳定性良好;无转差损耗,效率高;接线简单、控制方便、价格低;有级调速,级差较大,不能获得平滑调速;可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用,获得较高效率的平滑调速特性。
本方法适用于不需要无级调速的生产机械,如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
二、变频调速方法变频调速是改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法。
变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器,变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类,目前国内大都使用交-直-交变频器。
其特点:效率高,调速过程中没有附加损耗;应用范围广,可用于笼型异步电动机;调速范围大,特性硬,精度高;技术复杂,造价高,维护检修困难。
本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。
三、串级调速方法串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差,达到调速的目的。
大部分转差功率被串入的附加电势所吸收,再利用产生附加的装置,把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。