plc课程设计-变频调速控制

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1、第1章概述随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，这促进了电气传动的技术革命。交流电机变频调速是当今节约电能，改善生产工艺流程，提高产品质量，以及改善运行环境的一种主要手段。变频调速以其高效率，高功率因数，以及优异的调速和启制动性能等诸多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。1.1系统概述在现代工业和经济生活中，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，交流变频调速技术作为高新技术、节能技术广泛应用于各个领域；由于PLC的功能强大、使用容易、可靠性高，常常被用来作为现场数据的采集和设备的控制。组态软件技术

2、作为用户可定制功能的软件平台工具，在工控机上可开发出友好的人机界面，通过PLC可以对自动化设备进行“智能化”控制。在本课题的系统中，考虑到电机的启动、运行、调速和制动的特性，因此采用高功能性控制的通用变频器对电机进行转速调节，此变频器的S型加减速功能和转矩提升功能，能很好的解决转速之间的切换和启动问题。系统中由PLC完成数据的采集和对变频器、电机等设备的控制任务。基于PLC的编程软件采用模块化的程序设计方法，大量采用功能模块重用，减少软件的开发和维护。利用组态软件良好的人机界面和通信能力及PROFIBUS总线技术，使工程师、操作人员可以在中央控制室的工控机

3、上方便的浏览现场的工业流程、实现变频器的参数设置、故障诊断和电机的启动和停止的控制；同时可以在现场进行电机的启动、停止及增减速等的操作。1.2PLC的概述可编程序控制器（PLC）是以微处理器为基础的工业控29制装置，它的功能强，可靠性极高，编程简单，使用方便，体积小巧，近年来在工业生产中得到了广泛的应用，被誉为当代工业自动化的主要支柱之一。PLC的功能包括逻辑控制、定时控制、计数控制、步进（顺序）控制、PID控制、数据控制、通信和联网以及许多特殊功能模块。PLC具有极高的可靠性，丰富的I/O接口模块并且采用了模块化结构以适应各种工业控制的需要，系统的规模和

4、功能可根据用户的需要自行组合。PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握，而且其安装简单，维修也方便，由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。适应行强的可编程序控制器产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各硬件装置功用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。可编程序控制器安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。可编程序控制器有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和

5、交流接触器。可编程序控制器用软件代替大量的中间继电器、时间继电器，仅剩下与输和输出有关的少量接下接线，一般为继电器控制系统的十分之一到百分之一，因接触不良造成的故障减少了很多。可编程序控制器采取了一系列软件和硬件抗干扰措施，使之具有很强的抗扰能力，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，可编程序控制器以被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。虽然PLC问世时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模，超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC也迅速发展，在发达的工业国家，PLC已经广泛应用于所有的工业部门，随着其性能价格比的不断提高，应用范

6、围也不断扩大。主要用于：开关逻辑控制、运动控制、闭环过程控制、数据处理、通信联网等领域。1.4变频器的简介变频器按照变换环节分为两种：（1）交-交变频器交-交变频器是将工频交流直接转换成频率电压可调的交流，又称直接式变频器。（2）交-直-交变频器29交-直-交变频器是先将工频交流电源通过整流器变换成直流，再通过逆变器变换成可控频率和电压的交流。由于这类变压变频器在恒频交流电源和变频交流输出之间有一个“中间直流环节”所以又称间接式的变压变频器。交-直-交变频器的工作原理是把工频交流电通过整流器变成平滑直流，然后利用半导体器件组成的三相逆变器，将直流电变成可变

7、电压和可变频率的交流电。利用变频器可以根据电机负载的变化实现自动、平滑的增速或减速，具有效率高、范围宽、精度高且能无级变速的优点。其原理图如下所示：图1.1变频器调速原理除了上面的分类外，变频器还有其他分类方式。按照主电路工作方式，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。本次设计采用MICROMASTER420变频器，

8、采用具有现代先进技术水平的绝缘双极型晶体管（IGBT）作为功率输出