基于plc的变频调速系统设计课程设计

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1、《电气控制与PLC》课程设计说明书基于PLC的变频调速系统设计ThevariablefrequencyspeedregulationsystembasedonPLCdesign学生姓名学生学号学院名称专业名称电气工程及其自动化指导教师2013年12月1日摘要本文主要介绍了研究和设计的基于可编程控制器的变频调速系统的成果，在本次的设计中，我的设计系统主要由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

2、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；电动机；调速目录1引言11.1概述11.2设计内容12系统的功能设计分析和总体思路22.1系统功能设计分析22.2系统设计的总体思路23PLC和变频器的选择33.1PLC的概述33.1.1

3、PLC的基本结构33.1.2PLC的工作原理53.1.3PLC的型号选择63.2变频器的选择和参数设置63.2.1变频器的选择63.2.2变频调速原理73.2.3变频器的工作原理83.2.4变频器的快速设置84开环控制设计及PLC编程94.1硬件设计94.2PLC软件编程104.2.1设计步骤104.2.2系统流程框图104.2.3程序的主体114.2.4控制程序T形图115PLC系统的抗干扰设计175.1 变频器的干扰源175.2干扰信号的传播方式175.3 主要抗干扰措施185.3.1电源抗干扰措施185.3.2硬件滤波及软件抗干扰措施185.3.3接地抗干扰措施1

4、8结论与心得19参考文献20附录211引言1.1概述调速系统快速性、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特别是在国防、汽车、冶金、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。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。可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，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。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，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领

5、域中被广泛地使用。1.2设计内容（1）利用西门子S7-200PLC、EM235、西门子MM420变频器等硬件设计一个变频系统，可以控制电动机的正反转和停止，另外能够平滑地调节电动机的转速；(2)用MCGS上位机软件界面给出频率设定值。2系统的功能设计分析和总体思路2.1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

6、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。2.2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

7、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：-速度给定速度反馈信号+PLC（PID）变频调速系统电机图2-1速度闭环控制的机构控制图3PLC和变频器的选择3.1PLC的概述3.1.1PLC的基本结构可编程序控制器简称为PLC（ProgrammableLogicController）主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成。（如下图3-1所示）图3-1PLC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