异步电动机变频调速系统的PLC控制设计书

1 异步电动机变频调速系统的 制设计书 第一章 设计任务书 设计题目：异步电动机变频调速系统的 制 目的意义：综合运用并巩固所学机电一体化设计知识；采用编程的方法实现异步电动机变频调速系统设计 设计内容： 1、 变频器 ：采用松下 小型变频器 2、 要求输出转速按下图（见附图）函数变化，请编写梯形图控制程序，并完成调试。 51 52 02 53 03 54 04 5频 率 / H 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5T / 系统设计步骤 变频器接线 输入： 启动： 止： 出： 变频器 5（运行 /停止）接 低电平有效 变频器 6（正转 /反转）接 低电平有效 变频器 7（ 低电平有效 变频器 8（ 低电平有效 2 变频器 9（ 低电平有效 为实现低电平控制，从 制箱中，寻找 +24V 端子，由于 子与 +24V 电源端子短接，可以将变频器 3 管脚接 口，其他管脚由 输出端控制。 当 子存在输出时，输出端子被接到 +24V 电源端，从而实现与 子短接的目的。 I/O 分配表 输入 输出 0000 触器 01002 1000 触器 01003 1001 触器 01004 启动按钮 00000 停止按钮 00001 变频器的基本知识 变频器的它由主电路（包括整流器 、中间直流环节、逆变器 ）和控制电路组成。 1 整流器：整流器的作用是把三相或单相交流电变成直流电。 2 中间直流环节：由于逆变器的负载为电动机，属于感应负载，其功率因数总不会为一，因此，在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换，这种无功能量需要考中间直流环节的储能原件来缓冲。 3 逆变器：最常用的逆变器是三相桥式逆变电路，有规律的控制逆变器中主开关元器件的通与断，可以得到任意频率的三相交流电输出。 4 控制电路：控制电路通常由运 算电路 、 检测电路 、 控制信号的输入 、输出电路和驱动电路等构成。其主要任务是完成对逆变器的开关控制，对整流的电压控制以及完成各种保护功能等。控制方法可以采用模拟控制或数字控制。高性能的变频器目前已经采用微机进行全数字控制，采用尽可能简单的硬件电路，主要靠软件来完成各种功能。由于软件的灵活性，数字控制方式常可以完成模拟控制方式难以完成的功能。 变频器的选择和参数设置 变频器的选择 正确选择通用型变频器对于传动系统能够正常运行时至关重要的，首 先要明确使用通用变频器的目的，按照生产机械的类型、调速范围、速度响应和控制精度、启动转矩等要求，充分了解变频器所驱动负载特性，决定采用什么功能的通用变频器构成控制系统，然后决定选用哪种控制方式最合适。所选用的通用变频器应是既满足生产工艺要求，又要在技术经济指标上合理。若对通用变频器选型、系统设计及使用不当，往往会使通用变频器不能正常的运行、达不到预期目标， 3 甚至引发设备故障，造成不必要的损失。另外，为了确保通用变频器长期可靠的运行，变频器的地线的连接也是非常重要的。 变频器在调速系统中的优点： 1控制电机 的启动电流； 2降低电力线路的电压波动； 3启动时需要的功率更低； 4可控的加速功能； 5可调的运行速度； 6可调的转矩极限； 7受控的停止方式； 8节能； 9可逆运行控制； 10减少机械传动部件。 变频调速原理 变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。 n=60f(1p 4 对于成品电机，其磁极对数 p 已经确定，转差率 s 变化不大，故电机的转速n 与电源的频率 f 成正比，因此改变输入电源的频率就 可以改变电机的同步转速，进而达到异步电机的调试目的。 变频器的工作原理 变频器的工作原理是把市电（ 380V 、 50过整流器变成平滑直流，然后利用半导体器件（ 成的三相逆变器，将直流电变成可变电压和可变频率的交流电。 第三章 变频器设置 频器的设定方法 5 频器操作面板的说明 6 关键参数为 控方式 2 % 共用端子 3；无操作面板复位功能； 5： 行 /停止； 6： 转 /正转 一速度对应频率 0 二速度对应频率 15 三速度对应频率 20 四速度对应频率 25 五速度对应频率 30 六速度对应频率 35 七速度对应频率 40 八速度对应频率 45 第四章 变频器接线图 电路接线方法 7 制电路接线方法 8 第五章 线图 输入： 变频器 5（运行 /停止）接 低电平有效 变频器 6（正转 /反转）接 低电平有效 变频器 7（ 低电平有效 变频器 8（ 低电平有效 变频器 9（ 低电平有效 为实现低电平控制，从 制箱中，寻找 +24V 端子，由于 24V 电源端子短接，可以将变频器 3 管脚接 口，其他管脚由 输出端控制。 输出：将 220V 电压，中间加个熔断器起保护作用。 将 1000 接电机，使其运行。 9 第六章 设计小结 通过这次的 课程设计 ，让我受益匪浅。 在课程设计期间 通过与同学 们之间的交流 和老师的指导 ，使自己学到了 不少 知识。 除了学会了西门子 200 的基本知识，并掌握了 200 的工作原理和一些指令的功能以外，还掌握了传感器和变频器的使用方法，并且深化了我对 制技术的理解。 在这次课程设计中我觉得最重要的就是要有自学能力，因为这次实训中有部分知识我们之前还没有接触过，所以自己必须学会查找相关的资料。另外就是在遇到实际问题 的时候 ， 要 认真思考 ， 运用所学的知识，一步一步的去探索，是完全可以解决遇到的一般问题 的。而在这次设计程序的过程中，我一开始时走了很多弯路，这也是自己的知识不够扎实的原因。不过经过自己几天的努力，最后还是做了出来，而且还做得挺不 错的。 虽然我们设计的东西并不难，但是在设计的过程中我学到了书本上所没有学到的东西。只有理论，没有结合实际是很难做出东西的。比如在调试的过程中，遇到问题往往是书本上的知识不能直接的解决的，只要在扎实的专业知识的前提下，我们才能把东西做好。 10 经过这次的课程设计， 让我深深的感受到理论联系实践的重要性， 平时在学习中不能够透彻理解的知识，通过动手，会有更好的认知。本次课程设计虽然不长，但是它给我们带来了很多收获。 它 使我意识到 自己 的操作能力的不足，在理论上 还存在 很多缺陷。所以在以后的学习生活中，我 会 更 加 努力地 加强理论 联系实践的学习，在努力学好专业知识的同时努力加强自己的专业技能方面的能力，使自己的知识在实践中不断增长，在实践中锻炼自己，培养自己各方面的能力，不断提高自己的能力。 第七章 参考文献 1 林小峰 北京：高等教育出版社， 1994 2 田瑞庭 北京：机械工业出版社， 1994 3 张万忠 北京：化学工业出版社， 4 于庆广 北京：清华大学出版社 5可编程序控制器原理 及应用 赵金荣 叶 真编 上海应用技术学院 6可编程序控制器应用指南 易传禄主编 上海科普出版社 7可编程序控制器（ 理与应用 朱绍祥主编 上海交大出版社 8可编程序控制器教程 王兆义主编 机械工业出版社 9工厂电气控制技术 方承远主编 机械工业出版社 10可编程序控制器原理及应用 钟肇新 彭 侃编 华南理工大学出版社 11现代电气及可编程技术 王永华主编 北京航空航天大学出版社 12电气与可编程序控制器技术 汤以范主编 机械工业出版社 13 程及应用 廖常初主编 机械工业出版社 14 机电传动与控制 第四版 15 电子技术 高等教育出版社 16可编程序控制器原理 、 应用 、 网络 （第二版） 华中科技大学出版社 第八章 附录 00000 20000 00001 20000 10000 11 10001 20000 000 #50 001 #50 01 002 #50 002 003 #5