用PLC和变频器实现电机的变频调速和远程控制毕业设计论文

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

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作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订教研室（或答辩小组）及教学系意见毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：用PLC和变频器实现电机的变频调速和远程控制一、基本任务及要求：随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流调速取代直流调速已成为现代电气传动的主要发展方向之一。

电机由变频器来控制，变频器带有PROFIBUS-DP 通讯接口，通过PROFIBUS网络由主站对变频器进行远程控制，可在触摸屏上生成组态画面实现远程控制，也可通过工业以太网在上位机PC实现远程控制。

具体要求有：1. 采用西门子的可编程控制器、触摸屏及有关的应用软件，实现对电动机调节控制。

2. 在触摸屏上生成组态画面由触摸屏来实现远程控制。

3. 采用PROFIBUS-DP总线，通过组态王生成画面由PC机来实现远程控制二、进度安排及完成时间：1、（2～4周）接受任务、准备资料、拟定方案，写出开题报告2、（5周）根据题目要求及已知条件，确定控制方案及所选用的控制器件3、（6～7周）控制程序的设计4、（8周）毕业实习，撰写毕业实习报告5、（9～12周）程序的现场调试6、（13～14周）相关图纸的设计7、（15周）完成设计、撰写论文8、（16周）修改完善论文，准备答辩目录摘要 (1)Abstract： ........................................ 错误！未定义书签。

第1章绪论.. (1)1.1 概论 (2)1.2 设计论文的主要内容和要求................... 错误！未定义书签。

1.3相关技术的发展展望.......................... 错误！未定义书签。

1.3.1变频调速系统的发展展望....................... 错误！未定义书签。

1.3.2 组态软件..................................... 错误！未定义书签。

1.3.2.1. 发展概况 (2)1.3.3变频器的应用与发展概况 (6)1.3.4．PLC的应用与发展概况 (7)1.4 变频调速理论 (9)1.4.1 异步电动机调速方式 (9)1.4.2 变频调速原理 (9)1.4.3 变频调速的特点及发展 (10)第2章确定设计方案和系统的构成 (12)2.1 方案确定 (12)2.2 主电路的设计 (13)2.3 网络系统组成及说明 (13)2.3.1 系统说明 (14)2.3.2 以太网络及组成 (15)2.3.3 系统DP拓扑结构及说明 (16)2.3.4 工业通讯网络SIMATIC NET性能 (19)2.3.5 Profibus-DP现场总线 (19)第3章系统硬件设计 (21)3.1 变频调速单元的构成及其功能 (21)3.1.1 变频调速单元的构成 (21)3.1.2 变频器的选择与参数设定 (22)3.2 PLC的选型与功能说明 (25)3.2.1 西门子PLC的基本组成 (25)3.2.2 S 7-400PLC及其相关模块 (26)3.3 MP270B触摸屏 (27)3.4 系统设计元器件汇总表（见附录3） (28)第4章系统软件设计 (29)4.1 Step7及其特点 (29)4.1.1 Step7应用 (29)4.1.2 使用STEP7完成一个项目 (29)4.2软件设计 (31)4.2.1 系统硬件组态 (31)4.2.2 创建网络组态 (32)4.2.3 PLC程序设计 (33)4.2.4 梯形图及功能说明 (33)4.3 组态王软件控制系统的设计 (43)4.3.1 组态王软件控制 (43)4.3.2 建立本系统工程应用项目的基本方法 (44)第5章系统调试及结果 (46)5.1 系统操作中的注意事项 (46)5.1.1 系统上电 (46)5.1.2 变频器的操作注意事项 (46)5.1.3 画面操作中的注意问题 (46)5.2 系统调试及结果 (47)第6章总结 (51)参考文献 (52)致谢 (54)附录 (55)附录A：变频调速控制电气图 (55)附录B：多功能PLC网络控制屏电气图 (1)附录C：系统设计元器件明细表 (2)用PLC和变频器实现电机的变频调速摘要：在本设计任务中，为了实现能源的充分利用和生产的需要，需要对电机进行转速调节，考虑到电机的启动、运行、调速和制动的特性，采用高功能性v/f控制的通用变频器西门子SIMTIC MANGER440，此变频器能很好的解决转速之间的切换和启动问题。

系统中由PLC完成数据的采集和对变频器、电机等设备的控制任务。

基于S7-1200 PLC 的编程软件 step7 V13 采用模块化的程序设计方法，大量采用功能模块重用，减少软件的开发和维护。

利用组态软件Wince，Protool/Pro良好的人机界面和通信能力和Profibus总线技术，使工程师、操作人员可以在中央控制室的工控机上方便的浏览现场的工业流程、实现变频器的参数设置、故障诊断和电机的启动和停止的控制；同时可以在现场进行电机的启动、停止及增减速等的操作。

关键词： PLC；变频器；变频调速；组态软件第1章绪论1.1 概论科学技术的发展，对于改变社会的生产面貌，推动人类文明向前发展，具有极其重要的意义。

电气自动化技术是多种学科的交叉综合，特别在电力电子、微电子及计算机技术迅速发展的今天，电气自动化技术日新月异。

随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速发展，交流变频调速技术的发展也十分迅速。

电动机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境，推动技术进步的一种主要手段。

变频调速以其优异的调速性能和起制动平稳性能、高性能、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。

本次设计是以电梯控制技术为背景，针对以前的拖曳电梯的一些缺点，采用现在流行的PLC 控制技术、变频调速技术、现场总线技术来实现电梯的各种控制。

在本课题的系统中，需要对电机进行转速调节，考虑到电机的启动、运行、调速和制动的特性，采用高功能性控制的通用变频器，此变频器的S型加减速功能和转矩提升功能，能很好的解决转速之间的切换和启动问题。

系统中由PLC完成数据的采集和对变频器、电机等设备的控制任务。

基于S7-1200 PLC的编程软件采用模块化的程序设计方法，大量采用功能模块重用，减少软件的开发和维护。

利用组态软件良好的人机界面和通信能力及PROFIBUS总线技术，使工程师、操作人员可以在中央控制室的工控机上方便的浏览现场的工业流程、实现变频器的参数设置、故障诊断和电机的启动和停止的控制；同时可以在现场进行电机的启动、停止及增减速等的操作。

1.3.2.1. 发展概况组态的概念最早来自英文configuration，含义是使用软件工具对计算机及其软件的各种资源进行配置，达到使计算机和软件按照预先设置，自动执行特定任务，满足使用者要求的目的。

组态软件是面向监控和数据采集(super visors control and data acquisition> SCADA)的软件平台工具。

具有丰富的设置项目，使用方式灵活，功能强大。

组态软件最早出现时，HMI (human machine interface)或MMI(man machine interface)是其主要内涵，即主要解决人机界面的问题。

随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、SCADA、通信及联网、开放数据接口、对I/0设备的广泛支持已经成为它的主要内容。

随着时代的发展，组态软件将不断的被赋予新的内容。

组态软件是伴随着计算机技术的突飞猛进发展起来的。

20世纪50年代虽然计算机开始涉足工业过程控制，但由于计算机技术人员缺乏工厂仪表和工业过程的知识，导致计算机工业过程系统在各行业的推广速度比较缓慢。

20世纪70年代初，微处理器的出现，促进了计算机控制技术走向成熟。