異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的PLC控制設(shè)計(jì)書

1 異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的 制設(shè)計(jì)書 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目：異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的 制 目的意義：綜合運(yùn)用并鞏固所學(xué)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)知識(shí)；采用編程的方法實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、 變頻器 ：采用松下 小型變頻器 2、 要求輸出轉(zhuǎn)速按下圖（見附圖）函數(shù)變化，請(qǐng)編寫梯形圖控制程序，并完成調(diào)試。 51 52 02 53 03 54 04 5頻 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 / 系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 變頻器接線 輸入： 啟動(dòng)： 止： 出： 變頻器 5（運(yùn)行 /停止）接 低電平有效 變頻器 6（正轉(zhuǎn) /反轉(zhuǎn)）接 低電平有效 變頻器 7（ 低電平有效 變頻器 8（ 低電平有效 2 變頻器 9（ 低電平有效 為實(shí)現(xiàn)低電平控制，從 制箱中，尋找 +24V 端子，由于 子與 +24V 電源端子短接，可以將變頻器 3 管腳接 口，其他管腳由 輸出端控制。 當(dāng) 子存在輸出時(shí)，輸出端子被接到 +24V 電源端，從而實(shí)現(xiàn)與 子短接的目的。 I/O 分配表 輸入 輸出 0000 觸器 01002 1000 觸器 01003 1001 觸器 01004 啟動(dòng)按鈕 00000 停止按鈕 00001 變頻器的基本知識(shí) 變頻器的它由主電路（包括整流器 、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器 ）和控制電路組成。 1 整流器：整流器的作用是把三相或單相交流電變成直流電。 2 中間直流環(huán)節(jié)：由于逆變器的負(fù)載為電動(dòng)機(jī)，屬于感應(yīng)負(fù)載，其功率因數(shù)總不會(huì)為一，因此，在中間直流環(huán)節(jié)和電動(dòng)機(jī)之間總會(huì)有無功功率的交換，這種無功能量需要考中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能原件來緩沖。 3 逆變器：最常用的逆變器是三相橋式逆變電路，有規(guī)律的控制逆變器中主開關(guān)元器件的通與斷，可以得到任意頻率的三相交流電輸出。 4 控制電路：控制電路通常由運(yùn) 算電路 、 檢測(cè)電路 、 控制信號(hào)的輸入 、輸出電路和驅(qū)動(dòng)電路等構(gòu)成。其主要任務(wù)是完成對(duì)逆變器的開關(guān)控制，對(duì)整流的電壓控制以及完成各種保護(hù)功能等?？刂品椒梢圆捎媚M控制或數(shù)字控制。高性能的變頻器目前已經(jīng)采用微機(jī)進(jìn)行全數(shù)字控制，采用盡可能簡(jiǎn)單的硬件電路，主要靠軟件來完成各種功能。由于軟件的靈活性，數(shù)字控制方式?？梢酝瓿赡M控制方式難以完成的功能。 變頻器的選擇和參數(shù)設(shè)置 變頻器的選擇 正確選擇通用型變頻器對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行時(shí)至關(guān)重要的，首 先要明確使用通用變頻器的目的，按照生產(chǎn)機(jī)械的類型、調(diào)速范圍、速度響應(yīng)和控制精度、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩等要求，充分了解變頻器所驅(qū)動(dòng)負(fù)載特性，決定采用什么功能的通用變頻器構(gòu)成控制系統(tǒng)，然后決定選用哪種控制方式最合適。所選用的通用變頻器應(yīng)是既滿足生產(chǎn)工藝要求，又要在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上合理。若對(duì)通用變頻器選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及使用不當(dāng)，往往會(huì)使通用變頻器不能正常的運(yùn)行、達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)， 3 甚至引發(fā)設(shè)備故障，造成不必要的損失。另外，為了確保通用變頻器長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行，變頻器的地線的連接也是非常重要的。 變頻器在調(diào)速系統(tǒng)中的優(yōu)點(diǎn)： 1控制電機(jī) 的啟動(dòng)電流； 2降低電力線路的電壓波動(dòng)； 3啟動(dòng)時(shí)需要的功率更低； 4可控的加速功能； 5可調(diào)的運(yùn)行速度； 6可調(diào)的轉(zhuǎn)矩極限； 7受控的停止方式； 8節(jié)能； 9可逆運(yùn)行控制； 10減少機(jī)械傳動(dòng)部件。 變頻調(diào)速原理 變頻調(diào)速是通過改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來達(dá)到調(diào)速的目的。 n=60f(1p 4 對(duì)于成品電機(jī)，其磁極對(duì)數(shù) p 已經(jīng)確定，轉(zhuǎn)差率 s 變化不大，故電機(jī)的轉(zhuǎn)速n 與電源的頻率 f 成正比，因此改變輸入電源的頻率就 可以改變電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，進(jìn)而達(dá)到異步電機(jī)的調(diào)試目的。 變頻器的工作原理 變頻器的工作原理是把市電（ 380V 、 50過整流器變成平滑直流，然后利用半導(dǎo)體器件（ 成的三相逆變器，將直流電變成可變電壓和可變頻率的交流電。 第三章 變頻器設(shè)置 頻器的設(shè)定方法 5 頻器操作面板的說明 6 關(guān)鍵參數(shù)為 控方式 2 % 共用端子 3；無操作面板復(fù)位功能； 5： 行 /停止； 6： 轉(zhuǎn) /正轉(zhuǎn) 一速度對(duì)應(yīng)頻率 0 二速度對(duì)應(yīng)頻率 15 三速度對(duì)應(yīng)頻率 20 四速度對(duì)應(yīng)頻率 25 五速度對(duì)應(yīng)頻率 30 六速度對(duì)應(yīng)頻率 35 七速度對(duì)應(yīng)頻率 40 八速度對(duì)應(yīng)頻率 45 第四章 變頻器接線圖 電路接線方法 7 制電路接線方法 8 第五章 線圖 輸入： 變頻器 5（運(yùn)行 /停止）接 低電平有效 變頻器 6（正轉(zhuǎn) /反轉(zhuǎn)）接 低電平有效 變頻器 7（ 低電平有效 變頻器 8（ 低電平有效 變頻器 9（ 低電平有效 為實(shí)現(xiàn)低電平控制，從 制箱中，尋找 +24V 端子，由于 24V 電源端子短接，可以將變頻器 3 管腳接 口，其他管腳由 輸出端控制。 輸出：將 220V 電壓，中間加個(gè)熔斷器起保護(hù)作用。 將 1000 接電機(jī)，使其運(yùn)行。 9 第六章 設(shè)計(jì)小結(jié) 通過這次的 課程設(shè)計(jì) ，讓我受益匪淺。 在課程設(shè)計(jì)期間 通過與同學(xué) 們之間的交流 和老師的指導(dǎo) ，使自己學(xué)到了 不少 知識(shí)。 除了學(xué)會(huì)了西門子 200 的基本知識(shí)，并掌握了 200 的工作原理和一些指令的功能以外，還掌握了傳感器和變頻器的使用方法，并且深化了我對(duì) 制技術(shù)的理解。 在這次課程設(shè)計(jì)中我覺得最重要的就是要有自學(xué)能力，因?yàn)檫@次實(shí)訓(xùn)中有部分知識(shí)我們之前還沒有接觸過，所以自己必須學(xué)會(huì)查找相關(guān)的資料。另外就是在遇到實(shí)際問題 的時(shí)候 ， 要 認(rèn)真思考 ， 運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，一步一步的去探索，是完全可以解決遇到的一般問題 的。而在這次設(shè)計(jì)程序的過程中，我一開始時(shí)走了很多彎路，這也是自己的知識(shí)不夠扎實(shí)的原因。不過經(jīng)過自己幾天的努力，最后還是做了出來，而且還做得挺不 錯(cuò)的。 雖然我們?cè)O(shè)計(jì)的東西并不難，但是在設(shè)計(jì)的過程中我學(xué)到了書本上所沒有學(xué)到的東西。只有理論，沒有結(jié)合實(shí)際是很難做出東西的。比如在調(diào)試的過程中，遇到問題往往是書本上的知識(shí)不能直接的解決的，只要在扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)的前提下，我們才能把東西做好。 10 經(jīng)過這次的課程設(shè)計(jì)， 讓我深深的感受到理論聯(lián)系實(shí)踐的重要性， 平時(shí)在學(xué)習(xí)中不能夠透徹理解的知識(shí)，通過動(dòng)手，會(huì)有更好的認(rèn)知。本次課程設(shè)計(jì)雖然不長(zhǎng)，但是它給我們帶來了很多收獲。 它 使我意識(shí)到 自己 的操作能力的不足，在理論上 還存在 很多缺陷。所以在以后的學(xué)習(xí)生活中，我 會(huì) 更 加 努力地 加強(qiáng)理論 聯(lián)系實(shí)踐的學(xué)習(xí)，在努力學(xué)好專業(yè)知識(shí)的同時(shí)努力加強(qiáng)自己的專業(yè)技能方面的能力，使自己的知識(shí)在實(shí)踐中不斷增長(zhǎng)，在實(shí)踐中鍛煉自己，培養(yǎng)自己各方面的能力，不斷提高自己的能力。 第七章 參考文獻(xiàn) 1 林小峰 北京：高等教育出版社， 1994 2 田瑞庭 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1994 3 張萬忠 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 4 于慶廣 北京：清華大學(xué)出版社 5可編程序控制器原理 及應(yīng)用 趙金榮 葉 真編 上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 6可編程序控制器應(yīng)用指南 易傳祿主編 上海科普出版社 7可編程序控制器（ 理與應(yīng)用 朱紹祥主編 上海交大出版社 8可編程序控制器教程 王兆義主編 機(jī)械工業(yè)出版社 9工廠電氣控制技術(shù) 方承遠(yuǎn)主編 機(jī)械工業(yè)出版社 10可編程序控制器原理及應(yīng)用 鐘肇新 彭 侃編 華南理工大學(xué)出版社 11現(xiàn)代電氣及可編程技術(shù) 王永華主編 北京航空航天大學(xué)出版社 12電氣與可編程序控制器技術(shù) 湯以范主編 機(jī)械工業(yè)出版社 13 程及應(yīng)用 廖常初主編 機(jī)械工業(yè)出版社 14 機(jī)電傳動(dòng)與控制 第四版 15 電子技術(shù) 高等教育出版社 16可編程序控制器原理 、 應(yīng)用 、 網(wǎng)絡(luò) （第二版） 華中科技大學(xué)出版社 第八章 附錄 00000 20000 00001 20000 10000 11 10001 20000 000 #50 001 #50 01 002 #50 002 003 #5