基于plc控制的交流电机变频调速系统毕业论文

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1、基于PLC控制的交流电机变频调速系统毕业论文目录1绪论11.1应用背景11.2研究目的和意义21.3电机控制的现状及其发展趋势21.4罗克韦尔系统简介21.5设计内容32基于罗克韦尔系统的交流调速系统设计52.1研究对象说明52.2系统总体设计52.2.1变频调速原理52.2.2总体设计62.2.3控制方案设计72.3硬件描述92.3.1控制器及I/O模块92.3.2执行机构及控制对象92.3.3检测机构113系统仿真123.1电机模型的建立123.2PID控制143.2.1PID控制原理143.

2、2.2Kp、Ki、Kd参数的作用143.2.3PID仿真153.3模糊控制173.3.1模糊控制基本原理173.3.2Ke、Kc、Ku参数的作用173.3.3模糊仿真1733.4单神经元自适应PID仿真193.4.1单神经元自适应PID的基本原理193.4.2单神经元自适应PID参数的作用203.4.3单神经元自适应PID仿真203.5控制方案的仿真比较224程序设计234.1PLC程序设计步骤234.1.1建立通讯网络234.1.2编程234.1.3网络规划264.2PID程序设计274.3模糊

3、PID程序设计284.3.1模糊PID流程图284.3.2模糊控制部分流程图284.3.3模糊表的制定294.4单神经元自适应PID程序设计304.4.1单神经元的建立304.5监控组态软件设计314.5.1OPC服务器的建立314.5.2监控界面的设计325系统调试及实验结果345.1PID控制实验结果345.2模糊PID控制实验结果355.3单神经元自适应PID控制实验结果375.4控制方案的比较376总结与展望396.1总结396.2展望39致谢41参考文献42附录一S函数433附录二PLC

4、程序45附录三实物图503基于PLC控制的交流电机变频调速系统1绪论1.1应用背景在油田开发过程中，通过注水保持地层压力，是实现原油高产、稳定的重要手段。对于断裂区块的油田，每个区块注水范围小，注水量随开采状况的变化，需要经常调整，大部分注水站都存在额定流量与实际流量不相匹配的问题。油田注水由于压力高、水量大，注水电机大多是大功率电动机。传统的手动调节阀门控制方式启动和停止需要人操作，还需要人工手动调节流量、控制压力，基本很难实现。从前面技术来看，要稳定注水水泵的流量、压力等运行参数，而且使注水泵

5、保持在高效区运行，实现系统的优化运行，单靠管网的优化和控制阀门的节流、打回流和停泵等方法是不适用的。因此，采用变频调速控制器对油田注水泵用电动机实行变转速的调节，实现注水泵变水量控制是一项非常有效的节能措施。如下图2.1所示是注水站控制系统的组成框图。该系统通过智能传感器组对现场各注水泵机组的压力、温度、流量、电流、电压、用电量、振动量、水位、油位、噪声等物理量进行自动监测，并将监测结果由一根数据总线传输给可编程控制器PLC，经可编程控制器数据计算以及注水站生产系统运行优化处理后，送至变频器去控制

6、各泵出口电动阀门，通过电机的无级调速来控制各泵的排量。从而达到高效节能的注水作业。图1.1注水站控制系统组成框图49基于PLC控制的交流电机变频调速系统1.2研究目的和意义交流电机在工农业生产中得到了十分广泛的应用，其调速方法具有十分重要的作用。好的调速系统不仅能提高工作效率，还能达到节能的效果。本设计是针对油田注水系统中电机控制方案的研究。其中交流电机采用PLC变频调速技术，使交流电机具有了与直流调速相当的调速性能。并在控制中加入各种控制算法，可以改善系统的动态性能和提高稳态精度。1.3电机控制

7、的现状及其发展趋势电机作为运动控制系统中的关键部分，正朝着以下三个方向发展:（1）交流化。交流电机与直流电机相比，由于没有换向器，结构简单，制造方便，比较牢固，容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机，并且安装环境要求低，适用于易燃、易爆、多尘等场合。特别是随着变频调速技术的发展，交流电机具有了优异的调速性能，交流调速取代直流调速己成为一种不可逆转的趋势。（2）网络化。微处理器的发展，使数字控制器简单而又灵活，同时为联网提供了可能。系统规模的扩大和系统复杂性的提高，需要远程控制多种设备协同工作

8、，高速安全的网络为此提供了方便。（3）智能化。借助于数字和网络技术，智能控制己经深入到运动控制系统的各个方面。例如:模糊控制、神经网络控制等大大改善了控制系统的性能[1]。1.4罗克韦尔系统简介罗克韦尔三层网络Netlinx，包括以太网、控制网、设备网，如图1.1所示。在此网络架构上，可以实现远程数据实时采集和实时输出，完成精确而又复杂的控制。NetLinx定义了三种最基本的功能：（1）实时控制。基于控制器或智能设备内所储存的组态信息，通过网络通信中的状态变化来实现实时控制，可提供