基于PLC的风机变频调速.doc

重庆大学本科学生毕业设计（论文）附件 附件B：开题报告附件B：毕业设计（论文）开题报告1、课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等） 可编程程序控制器是近二十几年发展起来的一种新型工业控制器，在工业生产过程控制中的应用越来越广泛。另一方面，随着计算机技术、自动控制技术的发展及现代工业生产过程的需求，越来越多的计算机系统正在广泛应用与各种工业生产过程。 风动控制在自动化生产线和机器人等领域广泛应用。这些应用需要在过程中能快速，准确地完成预先指定的任务，因而必须具有高精度，快速反应，具备一定的承载能力，灵活的自由度以及在任意位置能自动精确定位等要求。实验研究显示，采用PLC控制方法能改善风动模型控制系统的定位特性，结合控制算法能达到高精度的控制要求，并能实现任意位置的定位。本文正是顺应时代发展的需要和改善风动模型控制系统的控制特性出发设计了基于PLC的风动模型控制系统设计。 随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展，传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革，开始向网络化方向发展。计算机控制系统的发展在经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统以及集散控制系统（DCS）后，今后将朝着现场总线控制系统的方向发展。 现场总线(Fieldbus)是指开放式、国际标准化、数字化、相互交换操作的双向传送、连接智能仪表和控制系统的通信网络。它是一项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术。当今现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域，由于现场总线技术的不断创新，过程控制系统由第四代的DCS发展至今的FCS(Fieldbus Control System)系统，已被称为第五代过程控制系统。现场总线技术经过10年的研发、试验和局部应用阶段，现已开始大量地在中小系统中应用，并开始在超大规模的自动化系统工程中应用。进入二十一世纪以来，随着我国国民经济的高速发展，我国现场总线控制系统行业保持了多年高速增长，并随着我国加入WTO, 近年来，现场总线控制系统行业的出口也形势喜人。 针对风动模型控制系统的设计以下提出了两种控制方案。比较分析之后决定选择罗克韦尔PLC与compactlogix结合的方案。罗克韦尔控制系统可以直观方便的观察生产流水线的工作情况，及时对加工的工作情况进行控制。通过比较，根据本次设计的控制要求，打算采用罗克韦尔可编程控制器对监控系统进行控制可以满足控制精度高，响应时间快的要求。而且还可以同时对自动加工的工作情况进行控制，使资源能够得到最大化的利用。CompactLogix控制器使用具有公共开发环境的通用控制引擎，可在易用环境下提供中型应用项目控制。这种通用性允许将机器或安全应用项目经济高效地集成到工厂范围的控制系统中。因此本次设计最终选用CompactLogix PLC，采用RSLogix5000编程软件进行程序控制，共同完成自动加工系统的现场仿真与控制。2、课题任务、重点研究内容、实现途径 本次设计首先搭建DeviceNet网络，将CompactLogix可编程逻辑控制器编程于底层的各智能节点通过现场总线连接起来。运用对CompactLogix可编程逻辑控制器编程，控制PowerFlex变频器来驱动风机模型，从而吹动模型中的小球运动。通过模型中小球的运动趋势来展现了抽象的运动控制，使其能够更直观的展示运动控制的功效。 在设计过程中将深入研究CompactLogix处理器的基本结构、编程方法，深入研究PowerFlex变频器参数的内涵及设定，深入研究DeviceNet的原理、控制方法、以及网络上的其他智能节点设备的原理和使用。要求熟悉RSlogix5000编程环境，深入学习编写控制程序，完成电气原理图的设计，控制程序的开发和人机界面的设计。 此实验模型通过运行PLC，控制信号通过信号线传入PowerFlex变频器。变频器根据控制信号输出相应的频率输出信号再通过信号线传输给鼓风机。鼓风机随机改变电机旋转频率进而改变风力的大小。模型上端距离传感器将小球的位置信息传送给控制器，计算与目标高度的偏差量，通过PID控制将小球稳定在目标高度。参考文献1 徐世许，可编程序控制器原理应用网络，中国科学技术出版社，1998；2 郭宗仁等，可编程序控制器应用系统设计，人民邮电出版社，2003；3 常晓玲，电气控制系统与可编程控制器，机械工业出版社，2010；4 谢克明等，可编程控制器原理与程序设计，电子工业出版，2005；5 李燕华等，.可编程序控制器系统，浙江大学出版社，2000；6 钱晓龙、李鸿儒，.智能电器与compactlogix控制器，机械工业出版社，2003；7 罗克韦尔公司，Compactlogix中文入门，2007；8 齐蓉,肖维荣，可编程控制器技术M，电子工业出版社,2009；9 孙林军，智能PID控制研究D，浙江工业大学，2003；10Astrom K J and Hagglund T. , Research Triangel Park, North Carolina :Instrument Society of Amercia.1988；11 胡晚霞等，专家式PID自整定控制器的设计和实现J，电子工业出版社,2009；12 陶永华，伊怡欣，葛芦生，新型PID控制及应用M，机械工业出版社，1999；13 郑阿奇，罗克韦尔PLC应用技术，电子工业出版社，2012；14 杨清德，零基础巧学巧用PLC，中国电力出版社，2012；15 陈坚，罗克韦尔小型PLC控制系统与应用实例，中国电力出版社，2010。3、进度计划序号起止周次工 作 内 容1 1周至 4 周查阅相关文献，翻译外语资料2 4周至 8 周搭建实验平台，熟悉Compactlogix38周至12 周深入学习RSlogix5