基于PLC交流异步电动机转速闭环系统设计说明书

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1、专业资料基于PLC的交流异步电机转速闭环控制系统设计成绩：姓名：班级：学号：日期：word完美格式专业资料PLC技能考核设计训练任务书学生姓名专业年级学号设计日期：2016年5月27日至2016年6月6日设计题目：基于PLC的交流异步电机转速闭环控制系统设计（实现记录系统运行时间）设计主要内容：本次设计使用可编程控制器（PLC）、HMI、变频器、组态软件、交流异步电动机等器件组成的综合控制系统。系统中通过PLC来控制变频器，变频器的输出控制异步电动机，再通过反馈系统将参数反馈给PLC，然后经过PID运算调整输出，最终实现异步电动机转速的闭环控制，实现异步电机

2、的稳态运行。并通过HMI面板直观的显示出系统单次及总运行的时间。主要是调节转速调节器PI调节器的参数，实现电动机的控制、调节、显示。指导教师评语：指导教师签字：word完美格式专业资料目录1绪论11.1变频器11.2可编程控制器11.3触摸屏21.4组态软件21.5基于PLC的交流异步电机转速闭环控制系统32系统硬件设计42.1系统设计的目的42.2系统硬件结构框图42.3硬件选型52.4硬件接线图83系统软件设计93.1变频器参数93.2触摸屏组态画面103.3PLC编程104系统调试195总结205.1遇到的问题及解决方法205.2实验收获205.3建议

3、20word完美格式专业资料1绪论随着电力电子器件、微电子技术和现代控制理论的发展，异步电动机造价低、结构坚固的优点使其得到广泛的应用。这使得电动机的控制技术要求进一步提高，难度进一步加大。控制技术是异步电动机应用必须克服的难关，也是这项技术里的难点。本次实验基于可编程控制器（PLC）硬件平台的异步电动机综合控制系统。通过PLC来控制变频器，然后通过变频器输出要求的电压、频率对异步电动机进行控制，同时根据电机的反馈数据进行调整改变变频器的输出，使得系统形成一个转速闭环的调速系统，从而达到抗干扰、稳态运行。在运行的同时，记录系统单次运行的时间以及总的运行时间，

4、并显示在显示屏上。1.1变频器变频器（Variable-frequencyDrive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。采用变频器一是可以提高劳动生产率、

5、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。在调速系统中变频器的优点是：一、调速平滑、调速范围大。通过控制器的控制，变频器的输出频率可以连续调节，实现无级调速，使电动机起动电流小、动负荷小、调速平滑而无冲击。二、调速精度高。电动机在自然特性上运转时的外特性硬，转速随负载变化小。三、动态品质好。可使提升机的起动、制动、反转和调速过程的时间降至最少，具有良好的动态品质。四、易实现电动机的换向，当频率降低至零后即可反向开车，采用控制器改变相序即可实现反

6、转，因此可在四象限内平滑的过渡。五、节电效果显著。变频调速比转子回路串接电阻的调速方法节约电能20%~40%。本次设计采用的是西门子MM420变频器。1.2可编程控制器可编程控制器，简称PLC（ProgrammablelogicController）,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLCword完美格式专业资料是一种专门为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

7、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。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。各种PLC的组成结构基本相同，主要有CPU,电源，储存器和输入输出接口电路等组成。PLC的工作方式为循环扫描方式，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。其工作过程大致分为3个阶段：输入采样、程序执行和输入采样、程序执行和输出刷新。PLC具有以下特点：1.使

8、用灵活、通用性强；2.可靠性高、抗干扰能力强；3.接