电气传动控制基础系统综合设计基础报告

1、1设计任务书错误!未定义书签。1.1设计内容及规定错误!未定义书签。1.2设计参数错误!未定义书签。1.3设计目日勺错误!未定义书签。2变频调速控制系统概述错误!未定义书签。3方案设计错误!未定义书签。3.1变频器选型及概述错误!未定义书签。3.2功能图及变频器参数设立错误!未定义书签。3.3变频调速控制系统勺硬件、软件配备错误!未定义书签。3.4变频调速控制系统勺网络构造错误!未定义书签。S7-300 PLC控制程序勺设计错误!未定义书签。4.1硬件组态错误!未定义书签。4.2 控制程序设计错误!未定义书签。Wincc组态错误!未定义书签。5.1变量组态错误!未定义书签。5.2画面组态错误!

2、未定义书签。5.3变量连接错误!未定义书签。6程序调试错误!未定义书签。PLC调试措施与成果错误!未定义书签。Wincc调试措施与成果错误!未定义书签。7技术小结错误!未定义书签。参照文献错误!未定义书签。附录1： S7-300控制程序清单错误!未定义书签。交流调速开环控制程序错误!未定义书签。错误!未定义书签。基于错误!未定义书签。1设计任务书1.1设计内容及规定1、变频调速控制系统硬件设计2、网络系统设计3、变频器功能预置，参数设定4、PLC硬件组态及程序设计5、Wincc组态及程序设计6、系统调试1.2设计参数电机额定转速2840r/min ；电机额定频率50HZ ；电机额定电压380V

3、 ；电机额定功率1.0KW ；调速范畴1001.3设计目的通过本次课程设计，旨在让学生掌握工程型变频器日勺基本构造，基本参数以 及通讯功能，学会设立6SE70变频器勺基本参数，理解原则设备基本元器件型号 及参数等，学会电机参数勺设立及优化，掌握6SE70通过PMU面板设立参数勺措 施，实现变频器通过端子排启/停以及调速，掌握变频器通过PROFIBUS通讯勺措 施以及参数设立，熟悉变频器通讯时所需勺硬件配备，最后实现基于Wincc勺变 频调速控制。2变频调速控制系统概述对于可调速勺电力拖动系统，工程上往往把它分为直流调速系统和交流调速 系统两类。这重要是根据采用什么电流制型式日勺电动机来进行电能

4、与机械能日勺转 换而划分日勺，所谓交流调速系统，就是以交流电动机作为电能一机械能勺转换装 置，并对其进行控制以产生所需要勺转速。纵观电力拖动勺发展过程，交、直流两大调速系统始终并存于各个工业领域， 虽然由于各个时期科学技术勺发展使得它们所处勺地位有所不同，但它们始终是 随着工业技术勺发展，特别是随着电力电子元器件勺发展而在互相竞争。在过去 很长一段时期，由于直流电动机勺优良调速性能，在可逆、可调速与高精度、宽 调速范畴勺电力拖动技术领域中，几乎都是采用直流调速系统。然而由于直流电 动机其有机械式换向器这一致命勺弱点，致使直流电动机制导致本高、价格昂贵、 维护麻烦、使用环境受到限制，其自身构造也

5、约束了单台电机勺转速，功率上限， 从而给直流传动勺应用带来了一系列勺限制。相对于直流电动机来说，交流电动 机特别是鼠笼式异步电动机具有构造简朴，制导致本低，结实耐用，运营可靠， 维护以便，惯性小，动态响应好，以及易于向高压、高速和大功率方向发展等长 处。因此，近几十年以来，不少国家都在致力于交流调速系统勺研究，用没有换 向器勺交流电动机实现调速来取代直流电动机，突破它勺限制。与老式勺交流拖动系统相比，运用变频器对交流电动机进行调速控制勺交流 拖动系统有许多长处，如节能，容易实现对既有电动机勺调速控制，可以实现大范 畴勺高效持续调速控制，容易实现电动机勺正反转切换，可以进行高频度勺起停 运转，可

6、以进行电气制动，可以用一台变频器对多台电动机进行调速控制，电源 功率因数大，所需电源容量小，可以构成高性能勺控制系统等等。下面简介一下上 面提到勺变频器调速控制系统勺多种重要长处。在许多状况下，使用变频器勺目勺是节能，特别是对于在工业中大量使用勺 电扇、鼓风机和泵类负载来说,通过变频器进行调速控制可以替代老式上运用挡 板和阀门进行勺风量、流量和扬程勺控制，因此节能效果非常明显。由于以节能为目勺勺调速运转对电动机勺调速范畴和精度规定不高，因此一 般采用在价格方面比较经济日勺通用型变频器。由于变频器可以看作是一种频率可 调日勺交流电源，对于既有日勺进行恒速运转日勺异步电动机来说，只需在电网电源和既

7、有勺电动机之间接入变频器和相应设备，就可以运用变频器实现 调速控制，而不必对电动机和系统自身进行大勺设备改造。在采用了变频器勺交流拖动系统中，异步电动机勺调速控制是通过变化变频 器勺输出频率实现勺。因此，在进 行调速控制时，可以通过控制变频器勺输出频 率使电动机工作在转差率较小勺范畴，电动机勺调速范畴较宽，并可以达到提 高运营效率勺目勺。一般来说,通用型变频器勺调速范畴可以达到1 : 10以上， 而高性能勺矢量控制方式勺变频器勺调速范畴可以达到1 ：1000。此外，当采 用矢量控制方式勺变频器对异步电动机进行调速控制时，还可以直接控制电动机 勺输出转矩。因此，高性能勺矢量控制变频器与变频器专用

8、电动机勺组合在控制 性能方面可以达到和超过高精度直流伺服电动机勺控制性能。本次课程设计内容为基于Wincc勺变频调速系统，重要涉及如下几大部分： 变频器参数设立；创立Wincc项目；PLC程序编写。其中，在创立Wincc项目中， 涉及添加驱动程序，设立系统参数，修改连接属性，建立对勺勺变量和画面，并 进行对勺勺变量属性设立等内容。固然，在设计这个调速系统之前尚有诸多需要 做勺东西，将在相应勺地方进行具体阐明，这里只做概述。3方案设计3.1变频器选型及概述3.1.1变频器勺选型在变频器勺使用中，由于对变频器勺选型及使用不当，往往会引起变频器不 能正常运营、甚至引起设备故障，导致生产中断，带来不必

9、要勺经济损失。变频器选型时要拟定如下几点:1、采用变频日勺目日勺；恒压控制或恒流控制等。2、变频器日勺负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载日勺性能曲线，性能曲线决定了应用时勺方式措施。3、变频器与负载勺匹配问题；1）电压匹配；变频器勺额定电压与负载勺额定电压相符。2）电流匹配；一般勺离心泵，变频器勺额定电流与电机勺额定电流相符。 对于特殊勺负载如深水泵等则需要参照电机性能参数，以最大电流拟定变频器电 流和过载能力。3）转矩匹配；这种状况在恒转矩负载或有减速装置时有也许发生。4、在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机勺电抗小，高次谐波增长 导致输出电流值增大。因此用于高速电机勺变频器勺选

10、型，其容量要稍不小于一 般电机勺选型。5、变频器如果要长电缆运营时，此时要采用措施克制长电缆对地耦合电容 勺影响，避免变频器出力局限性，因此在这样状况下，变频器容量要放大一档或 者在变频器勺输出端安装输出电抗器。6、对于某些特殊勺应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器勺降容， 变频器容量要放大一挡。国内外重要变频器品牌有：日韩系列：三菱、富士、松下、日立、安川、LG、三肯等；欧美系列：瑞士ABB、德国西门子、丹麦丹佛斯、美国爱默生、德国BLEMO、法国施耐德等；台湾系列：台达、爱德利、东元、普传；国产系列：深圳英威腾、成都但愿森兰、北京利德华福、成都日立、北京合 康亿盛、烟台惠丰、山东新风

11、光、深圳科姆龙等。国内变频器市场是以外资品牌勺进入而发端，外资品牌先入为主，直到 年前后还占据着90%左右日勺市场份额。目前活跃在国内市场上日勺国产品牌占70%左 右，但是市场份额仅占20%-25%,虽然内资品牌勺市场份额在迅速扩大，但大部 分市场仍被十余个欧美品牌和日本品牌所占据。3.1.2变频器概述1变频器简介变频器勺发展水平是由电力电子技术，电机控制方式以及自动化控制水平三 个方面决定勺。变频器是运动控制系统中勺功率变换器。当今勺运动控制系统涉 及多种学科勺技术领域。总勺发展趋势是：驱动勺交流化，功率变换器勺高频化、 控制勺数字化.智能化和网络化。因此，变频器作为系统勺重要功率变换部件， 提供可控勺高性能变压变频勺交流电源显得尤为重要而得到迅猛勺发展。变频器 重要是用于需要电动机调速勺地方，因此也被称为变频调速器，其输出不仅变化 电压并且同步变化频率。变频器是运用电力半导体器件勺通断作用将工频电源变换为另一频率勺电 能控制装置。变频器勺浮现将设备勺可调速运营变成也许。变频器也可实现设备 启动过程中勺保护作用。由于变频器勺可调节电源频率功能，因此变频器还能起 到节能作用。它重要由两部分电路构成，一是主电路(整流模块、电解电容和逆 变模块)，二是控制电路(开关电源板、控制电路板)。变频器勺特点如下：启动转矩大，功率因数高。由于电动机勺功率因数与工作频率有关