基于PLC的变频调速系统设计1
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毕业设计论文目录前言 (1)一、PLC控制的变频恒压供水的概况 (2)(一)PLC技术 (2)(二)变频器技术 (3)二、变频驱动方式和调节方式以及压力传感变送器的使用 (4)(一)恒压供水系统的驱动方式 (4)(二)恒压供水调节方式 (4)(三)关于压力传感变送器的使用 (4)三、常见的供水方式及变频恒压调节的基本原理 (5)四、水泵的转速与其扬程H、流量Q及功率的关系 (7)五、PID控制及调节 (8)六、PLC、变频器控制的恒压供水系统方案 (11)(一)方案特点 (11)(二)变频-工频双回路恒压供水方案优点 (12)(三)设备选型 (12)七、系统设计 (13)(一)电动机调速方案的比较 (13)(二)模拟供水系统的拟定 (14)(三)主电路设计 (15)(四)电气控制系统接线原理图及说明 (16)(五)控制流程图 (18)(七)输入输出元件与PLC地址对照表 (19)(八)PLC程序设计 (20)八、结束语 (24)(一)变频调速常用的闭环调节方法 (24)(二)投资回报 (24)致谢 (25)参考文献 (26)前言随社会经济的迅速发展,人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高,再加上目前能源紧缺,利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术,设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然趋势。
本设计是针对居民生活用水/消防用水而设计的。
由变频器、PLC及PID调节器组成控制系统,调节水泵的输出流量。
电动机泵组由三台水泵并联而成,由变频器或工频电网供电,根据供水系统出口水压和流量来控制变频器电动机泵组之间的切换及速度,使系统运行在最合理的状态,保证按需供水。
本文介绍了采用PLC控制的变频调速供水系统,由PLC进行逻辑控制,由变频器进行压力调节。
在经过PID运算,通过PLC控制变频与工频切换,实现闭环自动调节恒压供水。
运行结果表明,该系统具有压力稳定,结构简单,工作可靠操作方便等优点。
基于PLC的矿井提升机变频调速控制系统设计摘要本文针对提升机控制系统中存在的上述问题,把可编程序控制器和变频器应用于提升机控制系统上,并在可行性方面进行了较深入的研究。
根据提升机的运行特点,控制系统采用工控机监控提升机变频调速系统,PLC控制系统、变频调速系统等组成。
为了提高系统的可靠性,对提升机各种物理量及控制单元进行控制监控。
提升机的动态监测由工控机或触摸屏和组态软件组成。
用户在组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程和工程所需要的信息报表以及结果打印等。
主控系统采用PLC系统,硬件简洁、软件灵活性强、调试方便、维护量小,配合一些专用电子模块组成的提升机控制设备,可供控制高压带动动力制动或低频制动等。
同时能检测各电机故障现象并送往上位机显示。
减少了传统继电器接触式控制系统的中间环节,减少了硬件和控制线,极大提高了系统的稳定性,可靠性。
关键词:矿用提升机;变频调速;矢量控制;可编程控制器The Freouency Conversion Use on The Speed Adjustment of Shaft Hoist on The Basis of PLC ControlABSTRACTElevator Control System In this paper, the above problems exist in the PLC and frequency converter used in elevator control system, and for a more in-depth feasibility study. According to the operation of hoist features, the control system IPC VVVF elevator control system, PLC control systems, frequency control system components. In order to improve system reliability, and various physical quantities on the elevator control unit to control monitoring. Dynamic monitoring of elevator or the touch screen by IPC and configuration software. User environment, complete the animation in the configuration design, equipment connections, control flow and project preparation of the required information statements, and the results of printing. Master control system uses PLC systems, hardware simplicity, the software flexibility and easy commissioning and maintenance of small, specialized electronic modules with a number of the elevator control equipment, drive dynamic braking for control of high pressure or low-frequency braking. While the motor symptoms can be detected and sent to the host computer display. Relay contact to reduce the traditional control system of the intermediate links, reducing hardware and control lines, which greatly improves system stability and reliability.KEY WORDS::Shaft hoist;Frequency conversion;Vector control;PLC目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1课题概述 (2)1.2国内外矿井提升机的发展状况 (2)1.2.1国外矿井提升机的现状 (2)1.2.2国内提升机的现状与发展趋向 (6)1.3 本文内容及研究的意义 (7)1.3.1 研究内容 (7)1.3.2 研究意义 (8)第2章矿井提升机调速系统的设计 (9)2.1 矿井提升机对控制系统的要求 (9)2.2 提升机调速控制系统方案设计 (11)2.2.1 控制单元基本原理 (11)2.2.2 调速装置 (13)2.2.3 主控系统设计 (15)第3章变频调速系统的设计 (18)3.1变频调速的发展及在提升机系统中的应用 (18)3.2 变频调速基本原理 (20)3.3 变频器的选择 (21)3.3.1变频器的选型 (21)3.3.2 变频器容量的选择 (22)3.3.3 变频器主电路设计及参数设定 (23)第4章PLC在提升机变频控制系统中的应用 (26)4.1 PLC概述 (26)4.2 本系统中PLC的选型及特点 (27)4.3 PLC控制系统设计 (27)4.3.1 PLC的I/O分配 (28)4.3.2 PLC接线图 (33)第5章PLC控制程序设计 (34)5.1 PLC软件概述及提升机PLC控制要求 (34)5.2 程序设计 (35)5.3系统抗干扰措施 (40)结论 (42)谢辞 (43)参考文献 (44)附录 (46)外文资料翻译 (47)前言在煤炭生产中提升机担负着提升煤炭、岩石、下放材料、升降人员和设备的任务,是联系井上与井下的唯一途径,素有矿井“咽喉”之称。
基于Plc控制电机调速实验报告电控学院电气0904班李文涛0906060427—、实验名称:基于PLC实现的三相异步电动机变频调速控制二、实验目的:通过综合实验,使学生对所学过的可编程控制器在电动机变频调速控制中的应用有一个系统的认识,并运用自己学过的知识,自己设计变频调速控制系统。
要求用PLC控制变频器,通过光电编码器反馈速度信号达到电动机调速的精确控制,自己设计,自己编程,最后进行硬件、软件联机的综合调试,实现自己的设计思想。
三、实验器材:220V PLC实验台一套、380V变频器实验台一套、万用表一个、导线若干三、实验各部分原理:1.实验主要器件原理1)光电编码器:COM01030002040CH光电编码器,是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
这是目前应用最多的传感器,光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴,电动机旋转时,光栅盘与电动机同速旋转,经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号;通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
2)变频器:I原理概述变频调速能够应用在大部分的电机拖动场合,由于它能提供精确的速度控制,因此可以方便地控制机械传动的上升、下降和变速运行。
变频应用可以大大地提高工艺的高效性(变速不依赖于机械部分),同时可以比原来的定速运行电机更加节能,变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波石电感。
矢量控制:U/f控制方式建立于电机的静态数学模型,因此,动态性能指标不高。
对于对动态性能要求较高的应用,可以采用矢量控制方式。
矢量控制的基本思想是将异步电动机的定子电流分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和与其相垂直的产生转矩的电流分量(转矩电流),并分别加以控制。
优秀设计题目: 基于PLC的矿井提升机变频调速系统设计院系名称:电气工程专业班级:学生姓名:学号:指导教师:教师职称:摘要矿井提升机是矿山最重要的设备,肩负着矿石、物料、人员等的运输责任。
传统的矿井提升机控制系统主要采用继电器-接触器进行控制,这类提升机通常在电动机转子回路中串接附加电阻进行启动和调速。
这种控制系统存在可靠性差、操作复杂、故障率高、电能浪费大、效率低等缺点。
针对这种情况采用PLC 与变频器相结合的控制方案对原有电控系统进行改造,提高整个电控系统安全可靠性、控制精度及调速性能。
因此,对矿井提升机控制系统进行研究具有现实意义,也是国内外相关行业专家学者的一个研究课题。
本文针对提升机控制系统中存在的上述问题,把可编程序控制器和变频器应用于提升机控制系统上,并在可行性方面进行了较深入的研究。
事实表明,采用该控制系统,使提升机工作可靠,使用方便,同时具有动态显示的功能,节能效果明显。
关键词:矿用提升机;变频调速;矢量控制;可编程控制器Title The Freouency Conversion Use on The Speed Adjustment of Shaft Hoist on The Basis of PLC ControlAbstractThe shaft hoist is the foremost equipment of mines,it is widely used to transport the materials,staff and equipment.The traditional shaft hoist control system is always controlled by the relay-contactor,and adopts the methods of connect series additional resistant in rotors winding loop to start and adjust speed. The system has many disadvanges such as bad reliability,complicated operation,high fault rate,large energy –wasting and low efficiency. According to this kind of condition, we adopt PLC and Transducer to reform for original control system, so as to raise the safety, reliability, control precision and speed regulation performance of the whole electric controlled system. So,carrying on the research on the shaft hoist control system has realistic meanings,and it is a subject for research by relevant experts and scholars,both at home and abroad.To these questions existing in the shaft hoist contro1 system,the paper applied PLC(Programmable Logic Controller)and frequency converter to the system,and carried on deeper research in feasibility. The fact indicates,adopting control system,the shaft hoist works reliably,easy to use,energy-saving well,and have dynamical shown function.Keywords:Shaft hoist;Frequency conversion;Vector control;PLC目次1 绪论 (1)1.1课题概述 (1)1.2国内外矿井提升机的发展状况 (1)1.3本文内容及研究的意义 (5)2 矿井提升机调速控制系统的设计 (8)2.1矿井提升机对电气控制系统的要求 (8)2.2提升机调速控制系统方案设计 (10)3 PLC在提升机变频控制系统中的应用 (17)3.1PLC概述 (17)3.2本系统中PLC的选型及特点 (17)3.3PLC控制系统设计 (18)4 变频调速系统 (23)4.1变频调速的发展及在提升机系统中的应用 (23)4.2变频调速基本原理 (24)4.3变频器的选择 (26)5 PLC控制程序设计 (30)5.1PLC软件概述及提升机PLC控制要求 (30)5.2程序设计 (30)5.3系统抗干扰措施 (34)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 PLC接线图 (39)1 绪论1.1 课题概述矿井提升机是机、电、液一体化的大型机械,广泛用于煤炭、有色金属、黑色金属、非金属、化工等矿山的竖井、斜井,是生产运输的主要工具。
《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。
基于PLC和触摸屏的交流变频调速系统设计作者:邵文权,景军锋来源:《现代电子技术》2009年第19期摘要:介绍了基于三菱PLC和海泰克触摸屏的交流电机变频调速实验系统的硬件结构及软件设计。
开关量输入的触摸屏和外部按钮的双重方式提高了调速系统运行的可靠性,模块化程序设计思想增强了程序的扩展性和实用性。
该系统的实验运行结果表明,人机交互界面友好,运行安全稳定,有利于加强学生对简单工业控制系统的设计思想的掌握,达到了较好的实验教学效果。
关键词:可编程控制器;触摸屏;变频器;调速系统中图分类号:TP23文献标识码:A文章编号:1004-373X(2009)19-110-03Study on Frequency Conversion Speed Regulation System Based on PLC and Touch ScreenSHAO Wenquan,JING Junfeng(Xi′an Polytechnic University,Xi′an,710048,Chi na)Abstract:The design of hardware and software of a frequency conversion speed system based on Mitsubishi PLC and Hitech touch screen are introduced.Since the switch signals are input dually by touch screen and external buttons,respectively,the speed regulating system is of higherreliability.Moreover,the modularization programming methods enhance the extensibility and applicability.Practical test proves that this system is of performable human interface and higher stability and security,it is helpful to enlighten the design idea of modern controlling systems for students,and thus acquires better teaching effect.Keywords:programmable logic controller;touch screen;frequency converter;speed regulation system0 引言可编程逻辑控制器(PLC)以其编程简单方便、控制稳定可靠、功能强大等优点通常作为控制器广泛应用于现代工业控制领域[1]。
目 录 第1章 绪论 .................................................................................................................................. 1 1.1 PLC(可编程序控制器)概述 ....................................................................................... 1 1.2 PLC特点 .......................................................................................................................... 1 第2章 VFO变频器介绍 ................................................................................................................ 3 2.1 松下变频器VF0系列简介 ............................................................................................... 3 2.2 设定变频器模式 ............................................................................................................. 3 2.3 变频器的控制方式 ......................................................................................................... 4 2.3.1 U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式 ...................................................... 4 2.3.2 电压空间矢量(SVPWM)控制方式 ..................................................................... 4 2.3.3 矢量控制(VC)方式 ......................................................................................... 4 2.3.4 直接转矩控制(DTC)方式 ............................................................................... 5 2.3.5 矩阵式交—交控制方式 ..................................................................................... 5 2.4 欧姆龙CP1H的特点及功能简介 ..................................................................................... 5 2.4.1 欧姆龙CP1H功能简介 ....................................................................................... 5 2.4.2 欧姆龙功能简介 ................................................................................................. 6 2.5 变频器接线 ..................................................................................................................... 7 2.5.1 主回路接线 ......................................................................................................... 7 2.5.2 控制回路接线 ..................................................................................................... 7 2.5.3 接线注意事项 ................................................................................................... 8 第3章 电机介绍........................................................................................................................... 9 3.1 电机的规格指标参数 ..................................................................................................... 9 3.2 电动机的工作原理 ......................................................................................................... 9 3.3 电动机的接线 ............................................................................................................... 10 3.4 PLC、变频器、电机三者的运行关系 ......................................................................... 10 第4章 PLC变频调速系统的设计与调试 ................................................................................ 11 4.1 系统设计程序 ............................................................................................................... 11 4.2 接线图 ........................................................................................................................... 12 4.3 程序调试 ....................................................................................................................... 12 第5章 课程总结....................................................................................................................... 14 参考文献 ........................................................................................................................................ 15 PLC课程设计
1 第1章 绪论
1.1 PLC(可编程序控制器)概述 PLC(可编程控制器)应用广泛,其CPU功能较强,可靠性高,但在输入输出I/O方面,PLC存在价格过高,扩展模块不隔离,输入信号还要进行编程运算来完成采集,品牌繁多,互不兼容,用户使用起来不方便等缺点。其在工业现场因其编程方便,抗干扰能力强,获得了广泛的应用。但受到内部硬件电路的限制,在运算速度、数据处理能力等方面和PC机相比,要逊色很多。因此在工业现场对复杂模型进行控制时,可以借助上位机PC来建立生产模型,通过构建 SCC监督式控制系统,让下位机PC为一DCC直接数字控制系统,实现复杂系统的控制。另外,还可通过上位机PC和下位机PC组建监控系统,达到对工业现场实时监控的目的。其中关键技术为PC机和PC之间的通讯。本文首先介绍PC机与PLC的通讯种类和机制,然后就采用高级语言VB和组态软件MCGS,对完成以上二者通讯。 PC机和PLC有两种通讯方式,一种是PC机作主动者,即主局,PLC为从动者,即子局。另一种是PLC为主局,而PC机为子局。无论工作在哪种方式,数据一般都采用串行方式来传输,即可通过RS232、RE422或RS485电缆线来进行信息传递。 在进行通讯时,首先将PC机和PLC传递信息的波特率设置一致。另外还要对奇偶校验位、传输数据位数和停止位进行设置。在PC机和PLC进行通讯时,要使用命令帧和响应帧的形式来进行信息传递。 每次通信送出的一组数据称作“帧”。帧可以从持有发送权的一方传出。每送出一帧,上位机或PLC就将发送权交给另一方。当接收方收到终端(命令或响应的终字符)或分界符(分割帧的字符)信息后,就将发送权转到另一方。
1.2 PLC特点 PLC是面向用户的专用工业控制计算机,具有许多明显的特点。 1. 可靠性高,抗干扰能力强