基于plc的交流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計外文翻譯標(biāo)準(zhǔn)版(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 河北科技師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）外文翻譯通過PLC虛擬儀器使用以太網(wǎng)控制交流電動機(jī)院（系、部）名 稱 ： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 名 稱：電氣工程及其自動化 學(xué) 生 姓 名：申再賀 學(xué) 生 學(xué) 號： 指 導(dǎo) 教 師：崔麗娜 年 月 日河北科技師范學(xué)院教務(wù)處制專心-專注-專業(yè)通過PLC虛擬儀器使用以太網(wǎng)控制交流電動機(jī)摘要:遠(yuǎn)程控制應(yīng)用程序在當(dāng)今的各個行業(yè)中被廣泛使用。其中的一個常見的是應(yīng)用程序需要遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控的是變頻感應(yīng)驅(qū)動系統(tǒng)。驅(qū)動系統(tǒng)有各種類型的控制器,以執(zhí)行一些操作,比如控制速度,前進(jìn)和反轉(zhuǎn)。這種方法可以通過可編程序邏輯控制器(PLC)來實現(xiàn)，隨著技術(shù)的崛起

2、,將使用以太網(wǎng)模塊來實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。加上今天的PLC不僅可以控制使用原來的軟件,而且可以使用第三方軟件,比如虛擬儀器。虛擬儀器是一個用戶友好的人機(jī)界面設(shè)計軟件。它可以很容易地與不同的硬件通信。關(guān)鍵詞:虛擬儀器、PLC、以太網(wǎng)、感應(yīng)電動機(jī)、OPC服務(wù)器、逆變器。1 介紹 過去,工程師已經(jīng)設(shè)計了需要大量硬件的工程系統(tǒng)。它是不可能設(shè)計遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)因為硬件和布線是必要的。此外,如果工程師不希望改善設(shè)計,所有的不相關(guān)的硬件需要扔掉,這不是長久的辦法。隨著技術(shù)的興起,可編程序邏輯控制器(PLC)已經(jīng)緩解了工程設(shè)計需求減少了所需的材料,這是因為整個設(shè)計采用軟件編程范式。PLC常用在工業(yè)中,包括控制旋轉(zhuǎn)感應(yīng)

3、電動機(jī)變頻驅(qū)動系統(tǒng)，設(shè)計遠(yuǎn)程控制機(jī)器現(xiàn)在成為可能, 甚至通過使用以太網(wǎng)作為通信設(shè)備計算機(jī)和PLC之間的媒介1。除了使用自己專有的軟件設(shè)計程序結(jié)構(gòu), PLC也可以簡單地被其他軟件訪問和控制。請注意這樣的軟件驅(qū)動特殊的plc。因此工程師可以使用虛擬儀器2, 它在虛擬儀器上有各種類型的工業(yè)應(yīng)用(VI),虛擬儀器不是真正的沉重的儀器來控制PLC。2.項目設(shè)計的配置和準(zhǔn)備2.1. NI OPC服務(wù)器NI OPC服務(wù)器有歐姆龍F(tuán)INS以太網(wǎng)驅(qū)動程序，它允許歐姆龍CJ1M-CPU11-ETN21與虛擬儀器之間的通信。歐姆龍最初向他們的客戶提供FINS網(wǎng)關(guān),交互軟件與PLC及其專有軟件通信,歐姆龍CX-Pro

4、grammer通過以太網(wǎng)通信3。隨著歐姆龍F(tuán)INS以太網(wǎng)驅(qū)動NI OPC服務(wù)器, 用戶可以設(shè)置幾個簡單的設(shè)置和服務(wù)器來創(chuàng)建變量標(biāo)記,這些標(biāo)記可以直接連接PLC的寄存器。這些標(biāo)記命名為OPC標(biāo)記。NI OPC服務(wù)器也有NI OPC快速客戶端讓用戶實時監(jiān)控PLC的狀態(tài)。 3只要OPC標(biāo)記已經(jīng)創(chuàng)建,虛擬儀器和PLC之間的通信實現(xiàn)了簡化，然后驅(qū)動可以自動應(yīng)用相關(guān)FINS命令提供了正確標(biāo)記 3。與此同時,虛擬儀器程序可以通過使用共享變量，這是設(shè)計與OPC標(biāo)記相關(guān)的。2.2.虛擬儀器虛擬儀器是虛擬實驗室工程試驗臺儀器的縮寫，是一個圖形化用于生成靈活和規(guī)模設(shè)計，控制，以最小的成本測試應(yīng)用程序的開發(fā)環(huán)境。使用

5、虛擬儀器,工程師和科學(xué)家能夠與真實世界的信號交流,分析有意義的數(shù)據(jù)信息,并通過直觀的顯示、報告和網(wǎng)絡(luò)分享結(jié)果。不管是否有編程經(jīng)驗,虛擬儀器對所有用戶來說使發(fā)展變得快速和容易3。虛擬儀器中使用的編程風(fēng)格是G 編程,為圖形支持設(shè)計的縮寫。它也被稱為數(shù)據(jù)流編程因為它是根據(jù)圖形塊的結(jié)構(gòu)圖執(zhí)行設(shè)計使用者程序。與基于文本編程相比,虛擬儀器是用戶友好型，因為用戶可以設(shè)計程序通過簡單的安排和相關(guān)圖標(biāo)布線 3。虛擬儀器程序命名為虛擬儀器,或視覺設(shè)計,因為他們的外表和物理儀器的操作模擬,如示波器和萬用表4。類似于其他傳統(tǒng)的編程, 虛擬儀器標(biāo)準(zhǔn)特性,比如循環(huán)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、事件處理、面向?qū)ο缶幊?。虛擬儀器也有一個廣

6、泛的類似MATLAB數(shù)學(xué)函數(shù)庫和公式節(jié)點的圖書館,允許基于文本的對某些部分的代碼編程,這需要復(fù)雜的邏輯結(jié)構(gòu)。除此之外,虛擬儀器也有網(wǎng)絡(luò)庫函數(shù),可以很容易地讓用戶參考3。與其他軟件相比就像微軟的視覺基礎(chǔ),虛擬儀器是一個更好的選擇,因為它和圖書館的功能在一起包括共享變量庫項目,綁定到OPC標(biāo)簽, 允許服務(wù)器和客戶端通信，通過連接與共享變量相關(guān)的圖標(biāo)。如果微軟使用了Visual Basic(VB),歐姆龍以太網(wǎng)必須開發(fā)使用存儲通訊功能，這將需要更多的時間來開發(fā)代碼3。虛擬儀器有前端接口的應(yīng)用，允許用戶設(shè)計，然后用于控制系統(tǒng)。一般虛擬儀器有三個主要元素：前端面板，方框圖和連接器面板。這個前面板允許用戶

7、建立控制和指示。控制是包括旋鈕，按鈕，刻度盤和其他投入機(jī)制。指示是圖表，發(fā)光二極管和其他輸出顯示。同時，塊圖讓用戶使用可見和結(jié)構(gòu)來添加代碼控制前端面板對象。連接器面板允許用戶代表一個單一的可視圖標(biāo)，這個圖標(biāo)可以被稱為另一個可視圖標(biāo)，這個可視元素在圖1中說明。共享變量是一個庫函數(shù)變量允許在應(yīng)用程序或者不同的數(shù)據(jù)資源庫里分享數(shù)據(jù)。在LabVIEW中有許多存在數(shù)據(jù)共享方法，如TCP / UDP，虛擬儀器隊列和實時FIFO。相比數(shù)據(jù)傳輸通訊，使用共享變量是用戶友好的配置，可以通過簡單的設(shè)置在程序庫，而不是寫網(wǎng)址和執(zhí)行更多布線數(shù)據(jù)傳輸通信 3,5 。2.3.可編程邏輯控制器PLC用于實現(xiàn)功能的是歐姆龍C

8、J系列。這可編程控制器中有4個單元，即功率供應(yīng)單位（cj1w-pa202），與以太網(wǎng)的CPU單元功能（cj1m-cpu11-etn21），基本輸入單位（cj1w-id211），和基本輸出單元（cj1w-oc211）?？删幊炭刂破鲉卧幸粋€端蓋。所有這些單位可以連接組裝起來，并鎖定滑塊移動到后面的單位。端蓋必須連接到可編程控制器的右手邊。否則將發(fā)生致命錯誤 6 。圖2演示了可編程控制器的配置單位。為了使可編程控制器通過以太網(wǎng)進(jìn)行操作，可編程控制器必須給定一個目標(biāo)地址，節(jié)點數(shù)（DA1）不是一個網(wǎng)絡(luò)中的其他地址副本da1s。目的節(jié)點號碼也被稱為最后一個八位組的IP地址。PLC節(jié)點數(shù)通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤配置在

9、cj1w-etn21模塊圖3所示，除了目的節(jié)點地址（DNA） 3 。還必須在網(wǎng)絡(luò)中給出一個單元號節(jié)點No 16 1是最重要的位（MSB）的節(jié)點地址，而16 0是最不重要的位（LSB）的節(jié)點地址。地址是十進(jìn)制的形式，因此任何參考DA1在軟件配置中的以太網(wǎng)模塊必須是十進(jìn)制。轉(zhuǎn)換任意進(jìn)制數(shù)為十進(jìn)制，下面的例子可以應(yīng)用 3 ：對于本文所描述的實現(xiàn)PLC配置IP地址為10.1.136.46。這個路由器是個人家庭網(wǎng)絡(luò)。因此，知識產(chǎn)權(quán)地址與網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的分類下的類C相關(guān)。2.4變頻驅(qū)動歐姆龍sysdrive 3g3mv-a2007逆變器是一種雙變頻驅(qū)動可用于改變?yōu)殡姍C(jī)提供的電能頻率改變電機(jī)轉(zhuǎn)速 6 。sys

10、drive 3g3mv-a2007逆變器對于各種各樣的應(yīng)用程序是合適的，因為它包含了許多方便控制和I / O功能，易于作為開環(huán)矢量控制功能使用。矢量控制功能優(yōu)勢是保證了轉(zhuǎn)矩輸出，這是150%的額定電機(jī)轉(zhuǎn)矩，輸出頻率為1赫茲，在低頻率下允許強(qiáng)大的轉(zhuǎn)矩，抑制由負(fù)載引起的旋轉(zhuǎn)波動 6 。3G3MV變頻器功能參數(shù)列表需要配置以有效控制3個階段鼠籠式感應(yīng)電機(jī)。3實施3.1實施過程本文提出的以太網(wǎng)控制系統(tǒng)是控制鼠籠三相感應(yīng)電動機(jī)。為了實現(xiàn)目標(biāo)，建立PLC與LabVIEW之間的通信是至關(guān)重要的，因為LabVIEW是第三方軟件代替而不是使用軟件在可編程控制器中實現(xiàn)。因此，用LabVIEW執(zhí)行啟動和停止電機(jī)的運

11、行，無論是在正向或反向，并通過改變電機(jī)頻率實現(xiàn)不同的速度。然而，這個系統(tǒng)不是監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）因為沒有電機(jī)的實際輸出的測量數(shù)據(jù)。在圖4說明該系統(tǒng)具有三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計。如圖5所示，用戶可以通過上位機(jī)控制獲得權(quán)限，這是一臺筆記本電腦。然后將用戶輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為布爾值數(shù)據(jù)并通過以太網(wǎng)電纜和路由器發(fā)送到cj1m-cpu11-etn21可編程邏輯控制器。一旦布爾數(shù)據(jù)被可編程控制器處理，可編程控制器基本輸出的相關(guān)地址打開。這個過程允許3G3MV變頻器可變頻率根據(jù)輸入用戶給定的數(shù)據(jù)驅(qū)動來操作三個階段鼠籠式感應(yīng)電動機(jī)。此外，3G3MV變頻器/變頻驅(qū)動器也作為逆變器電源單元和電動機(jī)之間的換流器，作為輸入功率單相電源，而鼠籠式感應(yīng)電機(jī)是在三相功率下操作。3.2.虛擬儀器設(shè)計的實現(xiàn)在本文中的可視程序是通過執(zhí)行簡單的一步。允許用戶對啟動和停止電機(jī)操作做出決定，無論是向前或反向，改變速度，改變電機(jī)頻率，首先選擇在VI的按鈕面板按下轉(zhuǎn)動方向按鈕，也是向前或反向。