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精品精品 开题报告开题报告 模板模板 湖北师范学院学士学位论文 设计 开题报告学生姓名学生学号论 文题目方忠所在院系专业方向基于凌阳SPCE061A的嵌入式系统设计 与实现控制系所在班级开题时间0701班指导教师导师职称高红亮xx1 18010138电气控制xx 4 24讲师文献综述 一 随着单片机功能集成化的发展 其应用领域由传统的控制扩展 为控制处理 数据处理以及数字信号处理等领域 uC OS II是一个源代码公开的精简的实时性很强的操作系统内核 移植性 强 基于uC OS II设计应用程序比较简单 SPCE061A是凌阳科技新推出的u nSP内核的高集成度 高性能十六位 单片机 内嵌32K字Flash的SPCE061A时是适用于数字余音识别应用领域的一 种最经济的选择 它支持精简指令系统 片内具有丰富的硬件资源 只需设计少量的片外扩展电路即可实现应用系统的硬件功能要求 而将uC OS II移植到SPCE06lA上 对于提高相关嵌入式应用系统产品的质量 减少开发周期和降低成本方面有着重要的意义 二 基于SPCE061A的硬件最小系统的设计2 1SPCE061A的系统结构S PCE061A具有丰富的片上系统资源 结构如图l所示 其片内包括16 位的高性能u nsp内核单片机 CPU时钟范围0 32MHz 49Mz 片内3 2k字的Flash程序存储器 2k字的SRAM数据存储器 2个16位I O端 口 14个中断源 1通道专用音频AD转换通道 7通道AD转换通道 内置MIC放大电路和自动增益 AGC 放大电路 2路电流输出型的DA转 换通道 2个16位通用定时器 计数器 实时实钟 RTC 低电压复 位 低电压监测 内置在线仿真接口 ICE 具有保密功能 具有Wa tchDog功能 我们知道 交流电动机的同步转速表达式位n 60f 1 s p 由上 式可知 转速n与频率f成正比 只要改变频率f即可改变电动机的转 速 当频率f在0 50Hz的范围内变化时 电动机转速调节范围非常 宽 变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的 是一种理想 的高效率 高性能的调速手段 1 U f C的正弦脉宽调制 SPWM 控制方式 2 电压空间矢量 SVPWM 控制方式 3 矢量控制 VC 方式 4 直接转矩控制 DTC 方式 5 矩阵式交 交控制方式控制方式是决定变频器使用性能的关键所在 目前市场上低压通用变频器品牌很多 包括欧 美 日及国产的共 约50多种 选用变频器时不要认为档次越高越好 而要按负载的特性 以满足 使用要求为准 以便做到量才使用 经济实惠 变频器的选型除了控制方式的选择至关重要外 对于变频器型号的 选择也是极其重要的 其对变频器型号的选择必须遵循以下原则首 先要根据机械对转速 最高 最低 和转矩 起动 连续及过载 的要 求 确定机械要求的最大输入功率 即电机的额定功率最小值 有经验公式P nT 9950 kW 式中P 机械要求的输入功率 kW n 机械转速 r min T 机械的最大转矩 N m 然后 选择电机的极数和额定功率 电机的极数决定了同步转速 要求电机的同步转速尽可能地覆盖整 个调速范围 使连续负载容量高一些 为了充分利用设备潜能 避免浪费 可允许电机短时超出同步转速 但必须小于电机允许的最大转速 转矩取设备在起动 连续运行 过载或最高转速等状态下的最大转 矩 最后 根据变频器输出功率和额定电流稍大于电机的功率和额定电 流的原则来确定变频器的参数与型号 需要注意的是 变频器的额定容量及参数是针对一定的海拔高度和 环境温度而标出的 一般指海拔1000m以下 温度在40 或25 以下 若使用环境超出该规定 则在确定变频器参数 型号时要考虑到环 境造成的降容因素 三 PLC 变频器 触摸屏系统下图是用Profibus DP总线连接而成的现场总线系统 本系统是以西门子S7系列PLC为主 站 变频器 触摸屏为从站的自动控制系统 图1 变频器 触摸屏与PLC控制系统西门子6SE70系列变频器通过通 讯卡CBP与Profibus DP总线相连 通讯卡CBP插在变频器中 由基本装置提供电源 触摸屏通过接口RS485与PLC进行MPI总线通信 以上系统在工业现场中用的相当广泛 变频器群控系统采用了Profi bus DP现场总线控制模式 不但整个系统可靠性强 操作简便 而且可 根据工艺需要进行灵活的功能修改 参考文献 1 吴志敏 阳胜峰 西门子PLC与变频器 触摸屏综合应用教程 北京 中国电力出版社 xx 72 蔡行健 立卷 黄文钰 深入浅出西门子S7 200PLC 北京北京航空航天大学出版社 xx 73 王永华 现代电气控制及PLC应用技术 第2版 北京航 空航天大学出版社 xx 2 4 全数字交流调速装置实验指导书 求是教仪 5 阮毅 陈维钧 运动控制系统 北京 清华大学出版社 xx 96 Profibus DP通讯在PLC S7 300和变频器6SE70上的应用 朱强力 7 基于Profibus DP的PLC与交流变频器通讯的实现 张素文 贺凯歌 8 基于Profibus DP现场总线技术的6SE70变频器群控系 孟红莉 9 Profibus DP在6SE70系列变频器中的应用 郭玉山 10 6SE70系列变频器在异步电动机节能控制中的应用 成都理工大 学工程技术学 院杨斌开题报告 正文 一 选题背景和意义世界上第一台PLC是在1969年出现的 它吧计算 机的功能完备 通用性和灵活性好等优点和继电器控制系统的操作 方便 简单易懂 价格低廉等优点结合起来 因此它是一种适应于 工环境的通用控制装置 PLC作为工业自动化的技术支柱之一 在工业自动控制领域占有十分 重要的地位 同样 从八十年代到现在 变频器也经历了几个不同的阶段 在这几个阶段中 变频技术发生的巨大的变化 控制结构逐渐变得 简单 成本逐渐较低 系统性能不断提高 在电机控制系统中起到 了举足轻重的作用 随着电力电子技术 计算机技术 自动控制技术的迅速发展 电气 传动技术面临着一场历史革命 即交流调速取代直流调速和计算机 数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势 电机交流变频调 速技术以其显著的节能效益 高精确的调速精度 宽泛的调速范围 完善的电力电子保护功能 以及易于实现的自动通信功能 使之 成为国内外企业采用电机节能方式的首选 研究PLC与交流变频装置构成的控制系统 具有重要的应用价值 特 别是PLC与变频器之间应用PROFIBUS DP现场总线相连接 二 研究目标与任务 1 掌握交流电机各种调速技术 尤其是变频调速原理 通过对 电机与拖动 等有关电机学相关资料的学习 充分掌握交 流电动机的基本构成 工作原理及各种调速技术 尤其是变频调速 原理 在实验室能够熟练的连接好基本装置并且迅速及顺利的完成电机的 各种调速方式的控制实验 2 掌握变频器的基本原理 掌握变频器的基本构成 工作原理及其各种控制方式的优缺点 能够掌握变频器装置的单机控制的操作方法和监控方式 能够 熟练的设置变频器的各种参数 能够实现 与变频器之间的 通讯 3 学习触摸屏的开发技术 会建立基本的组态程序 4 以西门子PLC SIMOVERT MASTERDRIVES6SE70交流变频装置为核心 完成通讯连接及设置 设 计电机的全数字交流调速系统 并有触摸屏显示功能 三 方案或路线对于本课题的研究我准备从以下这个路线进行研究 图2 研究方案或路线对于这个课题我首先从电机开始研究 研究电 机的结构 原理及其调速方法 变频调速是在交流电机调速中应用最为广泛的一种 它的调速范围 机械硬度 控制性能都非常好 因此 在电机的研究中 对变频调速的探索是首要任务 掌握的电机的各种性能及其控制方式 接下来的工作就是应用变频 器来控制电机了 对于变频器的学习主要可以从以下几个方面来学习变频器的结构 工作原理 控制方式 控制方式的优缺点 参数的设置 单机的控 制实验等 只有先从各个小模块开始学习 掌握了各个小模块的功能之后才能 真正让变频器发挥到它的作用 触摸屏技术是一门刚兴起的技术 它现在的应用也是及其广泛的 它的存在 使得各种控制系统变的直观 操作变的简单 触摸屏的可视化功能受到了无数工程师们的青睐 在掌握了电机和变频器控制的系统之后 是此系统变得可视化是研 究的下一个目标 因此 下一步的目标就是掌握触摸屏技术 对于触摸屏的学习同样我们可以从它的结构 工作原理出发 进而 掌握它的开发技术及其组态方法 然后将其接入系统 使系统更加完善 本课题的重点是要能够完成图 1 中所示的控制系统 并且能够使其稳定的运转起来最终应用于 现实的工业控制现场当中 四 可行性分析在方案及路线中的第四步提及到 本课题的最终目 的是完成下图所示的电气控制系统 图中PLC将采用西门子S7 300 变频器为西门子SIMOVERT MASTERDRIVES6SE70 触摸屏为 PLC与变频器之间通过Profibus DP现场总线进行通信 PLC与触摸屏之间通过MPI协议进行通信 Profibus应用领域包括加工制造 过程和自动化 如今已成为国际化 的开放式现场总线结构 即EN50170欧洲标准和IEC61158国际标准的 一部分 并且 在xx年11月成为我国现场总线标准 Profibus有Profibus FMS Fieldbus MessageSpecification Profibus PA Process Automation 和Profibus DP DistribusPeripheral 三部分组成 其中Profibus DP具有高速传送 价格低廉的特点 实现起来比较简单 主要用于分散 设备间的数据传送 该总线物理层采用RS 485传送方式 传送速率可由9 6Kbps至12Mbps 一般用于自动化控制系统和现场设备间开关量的通讯 因此可满足全数字交直流调速系统对于快速的时间要求 目前80 以上的Profibus应用是基于Profibus DP SIMOVERT MASTERDRIVES6SE70是全数字调速装置 操作非常简单 不需要专门的编程知识 所有设置均可以通过参数设定设备进行 参数设定既可通过PC的菜单提示进行 以实现快速地投入进行 也可 以通过简易的操作区和用SIMOVIS进行 西门子变频器在任何应用场 合 均具有交好的灵活性和经济性 1 减轻主动系统和总线系统的压 力 2 接口被减少了 3 较少的电缆和较高的抗干扰度 4 开环和闭环 控制已集成到系统中 5 开放的分布系统方案 6 工艺软件放入基本 装置中 BICO 使用新颖的BICO技术使西门子变频器在软件功能性方面达到一 个新水平 其中 功能强大的处理器处理处理开环和闭环的传动功能 利用BICO 技术 功能块按面向应用功能单元型式去组合 这是一个简单的参数设置过程 西门子6SE70系列变频器的Profibus DP通讯卡为CBP 插在变频器中 由基木装置提供电源 CBP有1个9针D型插座 用十与Profibus DP系统连接 电缆线连成的现场总线系统典型配置如2所示图3变频器Profibus DP现场总线系统图中PLC Simatic S7 300系列 作为一级DP总站 他负责在预定的信息周期内循环与从站交 换信息 发送控制信息 读取从站的状态等 用于系统操作与监视等 变频器加上CBP2通讯板 Profibus通讯模块 后作为从站 可带这样的 从站32个 五 撰写提纲 一 PLC基本结构和网络通信技术 二 6SE70全数字交流变频器装置介绍 三 触摸屏开发技术及其应用 四 PLC 触摸屏与6SE70装置构成的控制系统概述 五 PLC 触摸屏与6SE70装置构成的控制系统的梯形图 六 PLC 触摸屏与6SE70装置构成的控制系统实验及获取数据 七 数据分析 八 总结 六 实施计划 1 明确毕业设计任务及要求xx 12 1 xx 12 52 查阅相关资料 完成调研报告xx 12 6 xx 12 213 系统整体方案设计 画出系统原理图xx 12 22 xx 1 54 系统的梯形图编写xx 2 23 xx 3 85 进行系统调试xx 3 9 xx 4 106 实验及获取数据xx 4 11 xx 4 157 数据分析xx 4 20 xx 4 248 撰写论文xx 4 25 xx 5 19 修改第三稿和定稿xx 5 2 xx 5 1810 完成论文简介和答辩提纲xx 5 19 xx 5 2311 定稿打印xx 5 25 xx 5 31指导教师意见签名年月日开题指导