基于plc的电动挖掘机变频调速系统设计论文

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1、基于PLC的电动挖掘机变频调速系统设计毕业论文目录第1章绪论11.1课题来源以及重要意义11.2国内外研究现状11.2.1国内发展及现状11.2.2国外发展及现状21.3关键技术与技术难点3第2章主要技术指标和主要功能52.1技术指标52.2主要功能52.3预期达到的成果及其形式6第3章总体设计方案73.1设计思想73.2技术路线73.3设计原理7第4章控制系统数学模型建立和PID参数整定104.1控制系统数学模型建立104.1.1输出电压与转速差的转换模型104.1.2变频器模型建立104.1.3电动机模型建

2、立104.1.4系统传递函数114.2PID参数整定12第5章硬件设计135.1电路设计135.1.1变频器和PLC的相关接口电路135.1.2变量泵转速检测电路145.1.3供电电路设计155.1.4抗干扰设计165.1.5触摸屏设计165.2硬件选型175.2.1PLC选型175.2.2电动机的选型195.2.3变频器的选型195.2.4AD/DA模块选型2025.2.5转速传感器的选型21第6章软件设计246.1软件设计语言和准备工作246.2程序模块256.2.1转速控制256.2.2发动机自动怠速27

3、6.2.3行进控制286.2.4AD转换296.2.5DA转换296.2.6软件抗干扰设计306.2.7MCGS程序设计306.3MCGS操作界面设置316.4MCGS软件与PLC的通信326.4.1PLC设置326.4.2串口父设备设置326.4.3本设备属性和内部属性设置326.4.4通信故障分析33第7章实验与结果分析347.1实验系统搭建347.2实验结果分析34第8章技术创新点及经济效益分析358.1技术创新点358.2经济效益分析358.2.1能源分析358.2.2维护分析358.2.3运行效率分析

4、36第9章结论与展望379.1结论379.2展望37参考文献38致谢39附录40附录A：外文资料翻译。40附录B：PLC程序54附录C：电气原理图572石家庄铁道大学毕业设计第1章绪论1.1课题来源以及重要意义挖掘机作为施工机械中的中流砥柱多年来为施工单位所依赖，挖掘机马力强劲，功能多样，有着较强的不可替代性。尤其是在科学技术突飞猛进的今天，人们对挖掘机的要求越来越高，不仅对其动力系统的要求在提高，在操作的舒适度、能耗和尾气排放上都比原来要求更高了。还好有一直在进步的科技基础作为支撑，使人们对挖掘机的改造和创新

5、进入了一个新的时代。在世界资源严重匮乏、石油天然气价格猛增的今天，对机械设备的动力来源改造越来越多地被提上课题，人们在努力寻找一种可再生的新型能源替代石油天然气等不可再生而且会造成环境污染的能源，于是我们看到了大街上的出租车公交车的动力都由传统的石油燃料转变为电力和其它可再生能源，这样不仅大大提高了能源利用率而且减轻了环境的负担。挖掘机也不例外，国内已经有很多公司注意到了电动挖掘机的商机，开始努力研究并且批量生产以电力为动力来源的挖掘机，在这篇论文中，我们也将对电动挖掘机进行深入的研究和探索。自从PLC诞生以来

6、，人们对电气系统的控制就更加方便和安全了，本设计在PLC控制的基础上配合变频调速装置，运用先进的PID控制技术，不但成功解决了对挖掘机整体的控制问题，而且效果超越了传统的控制系统。1.2国内外研究现状挖掘机从发明到现在已经走过178年的历史，期间经历过从人力到蒸汽再到液压驱动。作为工程机械行业里的“明珠”，挖掘机的发明和发展对节省人力提高工作效率发挥了巨大作用。1.2.1国内发展及现状我国挖掘机发展起步较晚。1967年，我国有少数几家工厂开始研究开发液压挖掘机，通过数年坚持不懈的努力，克服一个又一个的困难，终于

7、有少量几种规格的液压挖掘机产品获得初步成功，当时有上海建筑机械厂的WY100；贵阳矿山机器厂的W4-60；合肥矿山机器厂的WY60；长江挖掘机厂的WY160和杭州重型机械厂的WY25057石家庄铁道大学毕业设计等。这为我国液压挖掘机行业的形成迈出了重要的一步。在此同时，涌现出几十位我国第一代液压挖掘机的研究、开发人员。近年来国内一批工程机械零部件企业正在快速成长，部分企业已经研究出具有高精尖技术的变速器、驱动桥及液压阀等产品，并且一部分国内工程机械主机生产商开始投资建立自己的配套件工厂，依靠自身雄厚实力共同推进

8、配套件行业的发展。在2009年初国务院审核通过的装备制造业调整振兴规划中，首次对工程机械用配套零部件提出了发展规划要求和政策支持，部分国外液压件企业纷纷在中国合资建厂，这也给国内配套件企业拉近与行业先进水平的距离提供了良好的平台。目前我国的电动挖掘机市场如雨后春笋，百家争鸣。比较有代表性的有：洛阳聚科特种工程机械有限公司生产的中小型电动挖掘机；四川邦立重机有限责任公司生产的CED260