PLC變頻調速系統設計開題報告

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1、 機械學院 畢業設計開題報告 畢業設計題目： PLC變頻調速系統設計 學 生 姓 名：　 　 指導教師姓名： 專 業：機械設計制造及其自動化 1.課題名稱：PLC變頻調速系統設計 2.課題研究背景： 由于21世紀電力電子器件的快速發展，使交流變頻調速技術優越的性能得到迅速發展，同時控制理論進步，變頻調速以其調速精度高、調速控制范圍廣、回路保護功能完善，響應速度快、節能顯著等優點，現在以廣泛的

2、用于電力、制造、運輸等國民經濟領域；變頻調速技術現在被公認為是最理想、最有發展前景的調速方式之一,采用變頻器構成變頻調速傳動系統的主要目的是為了滿足提高勞動生產率、改善產品質量、提高設備自動化程度、提高生活質量及改善生活環境等要求以及節約能源、降低生產成本。用戶根據自己的實際工藝要求和運用場合選擇不同類型的變頻器。? 國外交流變頻調速技術高速發展狀況：功率器件的發展：近年來高電壓、大電流的GTR、GTO、IGBT、IGCT等器件的生產以及并聯、串聯技術的發展應用，使高低壓大功率變頻器產品的生產及應用成為現實。控制理論和微電子技術的發展：矢量控制、磁通控制、轉矩控制、模糊控制、適應、神經網絡等

3、新的控制理論為高性能的變頻器提供了理論基礎,32位高性能微處理器及信號處理器和專用集成電路（ASIC），SLE4520等的快速發展，為實現變頻調速傳動設備高精度、多功能提供了硬件手段?；A工業和各種制造業的高速發展，變頻調速傳動設備相關配套件實現了社會化、專業化生產使得交流變頻技術廣泛應用。? 國內交流變頻技術發展現狀：從總體上看我國電氣傳動的技術水平較國際先進水平差距5－10年。在大功率交－交變頻、無換向器電機等變頻技術方面，國內只有少數科研單位有能力制造，但在數字化及系統的可靠性方面與國外還有相當差距。而這方面產品在諸如抽水蓄能電站機組啟動及運行、大容量風機、壓縮機和軋機傳動、礦井卷楊方

4、面有很大需求，發展前景比較樂觀。在中小功率變頻技術方面，國內的學者作了大量的變頻理論的基礎研究，早在80年代，已成功引入矢量控制的理論，針對交流電機的多變量、強耦合、非線性的特點，采用了線性解耦和非線性解耦的方法，探討交流電機變頻調速的策略控制。進入90年代，隨著高性能單片機和數字信號處理器的使用，國內學者緊跟國外最新控制策略，針對交流感應電機特點，采用高次諧波注入SPWM和空間矢量控制（SVPWM）等方法，控制算法采用模糊控制、神經網絡理論對感應電機轉子電阻、磁鏈和轉矩進行在線觀測，在實現無速度傳感器交流變頻調速系統的研究上作了大量的基礎研究。隨著大功率變頻器的推廣應用，越來越多的企業在新的

5、建設項目和技改項目中，開始考慮3KV電壓等級以上的電機變頻調速問題，市場開始升溫。在剛剛起步的高壓變頻器領域，技術方案包括了高－低－高、高－低、高中多電平H橋主回路、三電平主回路和直接串聯電流源型等多個技術流派。但總的來講，高壓變頻調速市場目前在我國仍處于初級階段，市場容量較小，但是高壓變頻技術、因其特有的自身功耗小的優勢，還是吸引了包括國外許多企業不斷加大研發和生產、力度。?電氣傳動領域因變頻技術的發展而煥然一新，電壓等級從110～10000V，容量從數百瓦的伺服系統到數萬千瓦的特大功率傳動系統；從一般要求的調速系統?到精度、快響應的高性能的調速系統。從單機調速到多機協調調速傳動，幾乎無所不

6、有,實踐證明交流調速技術的應用為工農業生產及節能方面帶來了巨大的社會效益?，F在交流調速系統以全面、逐步取代直流調速系統，交流調速在電氣傳動領域中占據了統治地位已是公認的事實。變頻器亦叫電動機變頻調速器，是一種靜止的頻率變換器。 3.課題研究意義： PLC具有結構簡單、編程方便、性能優越、靈活通用、使用方便、可靠性高、抗干擾能力強、壽命長等到一系列優點?？删幊炭刂破?PLC)的核心微處理器，通過將計算機技術與傳統的繼電器控制系統有機結合起來，能夠實現高度靈活、高可靠性的工業控制。為了進一步提高設備的自動化程度，越來越多的企業將PLC技術應用于其工廠設備中。將原有電機控制系統的技術進行改造

7、，引入電機控制系統的數據自動采集、監控以及變頻、組態技術完善并改進電機變頻調速機構。該系統能對電機轉速實現精確控制，實用性強，具有一定的推廣價值隨著電力電子技術以及控制技術的發展，交流變頻調速在工業電機拖動領域得到了廣泛應用。 交流調速取代直流調速和計算機數字控制技術取代模擬控制技術已成為發展趨勢。電機交流變頻調速技術是當今節電、改善工藝流程以提高產品質量和改善環境、推動技術進步的一種主要手段。變頻調速以其優異的調速和起制動性能，高效率、高功率因數和節電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優點而被國內外公認為最有發展前途的調速方式。? 本文對如何利用變頻器連接PLC和控制對象，利用軟件操作來控制

8、電機的轉速，達到遠程自動控制進行了討論。在工業生產中，電機交流變頻調速技術以其優異的調速和起制動性能，高效率、高功率因數和節電效果，被公認為最有發展前途的調速方式。PLC控制技術在自動控制系統中被普遍采用。本文構建了一個變頻囂連接PLC和控制對象，利用軟件操作來控制電機轉速．以達到遠程自動控制的系統。 4.文獻查閱、資料收集概況 [1] 張萬中主編,周淵深主審.可編程控制器應用技術[M]化學工業出版社，2007. [2] 張明金,于靜主編.電子電工技術[M]北京:師范大學出版社，2005. [3] 常斗南.可編程控制器（第二版）[M]北京：高

9、等教育出版社，1994 [4] 魏天路,倪依純主編.機電一體化系統設計[M]機械工業出版社，2007 [5] 鐘肇新,彭侃編譯.可編程控制原理及其應用（第二版）[M]廣州:華南理工大學出版社，2005 [6] 王也仿.可編程控制應用技術[M]北京:工業出版社，2001 [7] 王宏華.電動機調數控制技術[M]北京:工業出版社，1998 [8]吳忠智,吳加林編著.變頻器應用手冊[M]北京：機械工業出版社，1998 [9]童建中.脈沖數字電路[M]北京:化工業出版社，1999 [10]郭慶頂.交流伺服系統[M]北京:機械工業出版社，2003 5.設計的主要內容： (1)

10、變頻調速原理分析； (2) VFD-B變頻器參數功能分析； (3) PLC性能及選型，變頻調速方式及通訊速度控制程序設計； (4) 結合本課題涉及技術內容查閱并翻譯5000～8000印刷字符的PLC或自動化控制英 文資料； (5) 編寫設計說明書。 6.設計提交形式 (1) PLC控制原理圖，軟件流程圖，梯形圖； (2) 變頻器常用參數分類； (3) 畢業設計說明書。 7.進度安排： 第一周 發放與接受任務書，查閱文獻，收集資料，翻譯英文資料，撰寫開題報告并制作開 題報告PPT； 第二周 組織開題報告審查，開題答辯，英文翻譯答辯； 第三周 實習調研，查閱資料進行總體方案設計； 第四周 完成初稿； 第五周 檢查，匯報第一階段工作； 第六周 制作PLC控制原理圖； 第七周 制作軟件流程圖； 第八周 制作梯形圖； 第九周 中期檢查校核； 第十周 整理變頻器常用參數并將其分類； 第十一周 檢查前幾周的工作； 第十二周 編制說明書草稿，完成終稿； 第十三周 編寫設計計算說明書，形成畢業設計全部文件，準備答辯； 第十四周 畢業答辯。 8. 指導教師意見 簽名： 年 月 日