基于plc数字量方式多段速控制设计

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1、基于PLC数字量方式多段速控制学生：安坤09级机械学院机械设计制造及具自动化学号：0908030218摘要：随着工业口动化程度的不断提高和能源全球性短缺变频调速技术广泛地应用在机械、纺织、化工、造纸、冶金、食品等各个行业并取得了显著的经济效益。木系统就是采用PLC來控制变频器实现三相交流异步电机的速度调节。本文根据变频调速系统的特点和原理进行了硬件和软件的设计介绍了变频器的参数设置多段调速皎件设计在此基础上对软件进行设计编写出相应的程序流程图及相关的梯形图程序实现了三相交流异步电动机的调速。关键词：PLC变频器电机控制系统多段式绪

2、论（一）课题的背景1、电机的起源和发展最先制成电动机的人是德国的雅可比在两个u型电磁铁中间装一六臂轮每臂带两根棒型磁铁。通电后棒型磁铁与u型磁铁Z间产生相互吸引和排斥作用带动轮轴转动。后來雅可比做了一具大型的装置安在小艇上用320个丹尼尔电池供电1838年小艇在易北河上首次航行时速只有2.2公里与此同时美国的达文波特也成功地制出了驱动印刷机的电动机印刷过美国电学期刑《电磁和机械情报》但这两种电动机都没有多大商业价值用电池作电源成本太大、不实用。直到第一台实用直流发动机问世电动机被广泛应用。1870年比利时工程师格拉姆发明了直流发电

3、机在设计上直流发电机和电动机很相似。后來格拉姆证明向宜流发动机输入电流其转子会象电动机一样旋转。于是这种格拉姆型电动机大量制造出来效率也不断提高。与此同时西门了开始着手研究由电动机驱动的车辆于是西门了公司制成了世界电车。1879年在柏林工业展览会上西门子公司不冒烟的电车赢得观众的一片喝彩。西门子电机车当时只有3马力后来美国发明大王爱迪生试验的电机车已达12—15马力但当时的电动机全是直流电机只限于驱动电车。1888年南斯拉夫出生的美国发明家特斯拉发明了交流电动机。它是根据电磁感应原理制成又称感应电动机这种电动机结构简单使用交流电无

4、需整流无火花因此被广泛应用于工业的家庭电器中交流电动机通常用三相交流供电。1902年瑞典工程师丹尼尔森首先提出同步电动机构想。同步电动机工作原理同感应电动机一样由定子产生旋转磁场转速固定不变不受负载影响。因此同步电动机特别适用于钟表电唱机和磁带录咅机。当今世界电机的发展已成为衡量一个国家现代化程度的标志Z-O近二十年來科学技术突飞猛进。随着电力电了技术、计算机技术和控制理论发展电机调速技术得到迅速发展使得电机的应用不再局限于工业应用而且在商业及家用设备等各个领域获得更加广泛的应用而随着新材料如稀土永磁材料Nd-Fc-B、磁性复合材

5、料的出现更给电机设计插上翅膀各种新型、高效、特种电机层出不穷。这些都极大地丰富了电机理论拓宽了电机的应用领域同时也给电机设计和制造工艺提出更高的要求。2、变频调速技术的发展和应用变频技术是近年來国际家电领域全面开发和应用的一项高新技术它采用新型变频器将50IIz的固定供电频率转换为30-130IIZ的变化频率实现电动机运转频率的口动调节达到节能和提高效率的目的。上个世纪80年代初变频器实现了商品化。在近20年的时间内经历了由模拟控制到全数字控制和由采用BJT到采用IGBT两个大发展过程。80年代初采用的BJT的PWM变频器实现了通

6、用化。到了90年代初BJT通用变频器的容量达到了600KVA,400KVA以卜「°前几年主开关器件开始采用IGBT仅三、四年的时间IGBT变频器的单机容量己达800IVA随着IGBT容量的扩大通用变频器的容量也将随Z扩大。变频器主电路中功率电路的模块化控制电路采用大规模集成电路和全数字控制技术结构设计上采用“平面安装技术”等一系列措施促进了变频电源装置的小型化。另外一种混合式功率集成器件采用厚薄膜混合集成技术把功率电桥、驱动电路、检测电路、保护电路等封装在一起构成了一种“智能电力模块”这种器件属于绝缘金属基底结构所以防电磁干扰能力

7、强保护电路和检测电路与功率开关间的距离尽可能的小因而保护迅速且可靠传感信号也十分迅速。电力电了器件和控制技术的不断进步使变频器向多功能化和高性能化方向发展。特别是微机的应用为变频器多功能化和高性能化提供了可靠的保证。人们总结了交流调速电气传动控制的大量实践经验并不断融入软件功能。口益丰富的软件功能使通用变频器的多功能化和高性能化为用户提供了一种可能即可以把原有生产机械的工艺水平“升级”达到以往无法达到的境界使其变成一种具有高度软件控制功能的新机种。目前出现了一类“多控制方式”通用变频器。例如安川公司的VS616—G5变频器就有:无

8、PG（速度传感器）V/f控制:有PGV/f控制:无PG矢量控制:有PG矢量控制等四种控制方式。通过控制面板可以控制上述四种控制方式中的一种以满足用户的需耍。通用变频器经历了模拟控制、数字控制、数模混合控制直到全数字控制的演变逐步地实现了多功能化和高