基于PLC与触摸屏的电机变频调速系统概论
基于PLC和触摸屏的电机变频调速控制系统设计与实现
基于PLC和触摸屏的电机变频调速控制系统设计与实现文章以西门子S7-200系列PLC的CPU224XP作为核心控制处理器,以西门子SMART700触摸屏作为人机交互界面,通过人机交互界面对电动机的运行状态进行监视及控制,完成电动机的启停、变频调速、正反转运行。
实验结果表明:该系统工作稳定、运行可靠、控制精度较高。
标签:PLC;触摸屏;变频调速引言PLC以其编程简单方便、控制稳定可靠、功能强大等优点通常作为控制器广泛应用于现代工业控制领域,触摸屏作为人机交互界面在一定程度上减少PLC 的外部I/O点的使用以及减轻系统外部按钮开关的连线复杂程度,同时也提高了运行维护的方便性。
本设计选择西门子PLC的CPU224XP为核心控制处理器,西门子SMART700触摸屏,通过PLC、触摸屏软、硬件设计与调试,在实验室实现三相异步电动机的启停、变频调速、正反转运行。
1 系统设计总体方案电机变频调速控制系统原理框图如图1所示,计算机下载程序到PLC和触摸屏,通过触摸屏输入指令,PLC将信号传给变频器,由变频器实现三相异步电动机的启停、变频调速、正反转运行。
2 控制系统硬件设计2.1 硬件的选择PLC型号为西门子14输入10输出的CPU224XP,可连接7个扩展模块,6个独立的高速计数器(100KHz),2个100KHz的高速脉冲输出,2个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力,能够满足变频调速的要求。
SMART700触摸屏分辨率较高,具备强大的通信能力,它可以同西门子PLC之间进行通讯,并且为用户提供一个友好的界面,便于用户对控制系统中的设备运行情况进行监控和控制。
变频器选择西门子MICROMASTER440,是专门针对与通常相比需要更加广泛的功能和更高动态响应的应用而设计的,具有快速响应输入和定位减速斜坡功能,是实现变频调速的主要部件,三相异步电动机选择功率为750W。
2.2 硬件电路设计3 控制系统软件设计3.1 PLC程序设计3.1.1 PLC程序流程图PLC经初始化后,可通过触摸屏和外部按钮发出信号,经变频器控制电机的启停、正反转、加速和减速,当完成指令之后,一个周期结束,PLC的流程图如图3所示。
基于PLC的电机变频调速系统设计
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基于 P C的电机变频调速 系统设 计 L
张 雪 琴 常 荣 胜 - 张立 涛 - 刘 媛z
(. 拉玛 依职业技术学院 , 1 克 新疆 克拉玛 依 83 0 : . 36 0 2克拉玛依区天 山路街道社 区卫 生服务中心, 新疆 克拉玛依 8 3 0 ) 3 6 0 摘 要 : 出 了基于 S — 0 L 给 7 2 0P C的电机变频调速试验系统 的组 成、 控制方案及信号处 理方法 , 设计 了以单片机 为核 心的硬件 电路 。采用软
基于触摸屏PLC变频器控制电机的多段调速系统
基于触摸屏,PLC,变频器控制电机多段调速系统摘要:在现代自动化领域可编程控制器(PLC)、触摸屏及变频器是非常重要的元器件,通过本次课程设计可熟悉三菱PLC、触摸屏的编程环境及变频器的调试。
这次课程设计主要内容是对三菱PLC和触摸屏进行编程,对变频器进行调试,来实现对三相异步电动机的三段速控制。
介绍了基于MT506S的触摸屏,FX1N-40MR的PLC,FR-S500的变频器控制电机多段调速系统的组成、控制方案及信号处理方法,设计了硬件电路、相关梯形图程序、触摸屏显示程序及变频器的参数设置。
调试应用表明,该系统简单、实用。
通过该课程综合设计的实践、锻炼,进一步掌握PLC和变频调速控制系统原理及应用,熟练使用触摸屏。
本次课程设计取得了让人满意的效果,学会了各种软件的使用,发挥了想象力、创造力,为今后的工作奠定了基础。
对其他相关课题也具有很好的借鉴作用和参考价值。
关键字:触摸屏,可编程控制器(PLC),变频器,电机目录引言一.主要硬件的介绍 (4)1.1触摸屏 (4)1.1.1 触摸屏的发展历程 (4)1.1.2 触摸屏的工作原理 (4)1.2可编程控制器(PLC) (4)1.2.1 PLC的发展历程 (4)1.2.2 PLC的构成 (5)1.3变频器 (5)1.3.1 变频技术的发展历程 (5)1.3.2 变频器的基本结构 (5)二、系统硬件的选型 (5)2.1触摸屏的型号选择 (5)2.2PLC的型号选择 (6)2.3变频器的型号选择 (6)三、系统设计 (7)3.1系统的原理图 (7)3.2系统的接线图 (7)3.3PLC梯形图 (8)3.4触摸屏操作介面程序 (9)3.4.1 首页导航 (9)3.4.2 院系介绍 (10)3.4.3 系统介绍 (11)3.4.4 基本操作 (13)3.5变频器参数的设置 (14)3.6系统各部件的通讯处理 (15)3.7结论 (15)四、致谢 (16)五、参考文献 (17)六、附录 (18)引言随着电气工业的不断发展,触摸屏,可编程控制器(PLC),变频器得以普及且应用到人们的生活、生产中,使电气控制更加方便,简洁,实用。
基于PLC与触摸屏的矿井提升机变频调速改造
基于PLC与触摸屏的矿井提升机变频调速改造摘要:本文介绍基于PLC与触摸屏的矿井提升机变频调速改造,提出一种变频技术应用于矿井提升机的改造方案。
首先,对矿井提升机中的结构、组成及传动系统进行概述,本文详细介绍了变频调速技术的安装及使用方法。
然后,本文采用PLC和触摸屏作为智能的改造手段,将其搭配变频调速技术,研制出一套完整的自动化控制系统。
最后,该系统在实际应用中表现出良好的运行性能,实现了提升机的效率、节能、精度、可靠性及安全性的改善。
关键词:PLC触摸屏;矿井提升机;变频调速;自动化控制正文:1. 引言矿井提升机是矿山最重要的设备之一,对矿山的生产效率至关重要。
传统的矿井提升机大多使用机械传动的方式来调速,但存在精度低、能耗高和可靠性差等问题。
因此,引入变频调速技术是有必要的,但如何将其结合PLC和触摸屏进行改造却是一件复杂的事情,所以研究基于PLC与触摸屏的矿井提升机变频调速技术改造十分重要。
2. 改造基础矿井提升机的主要结构及组成包括电机、减速箱、无级调速装置、油液分离器、液压站、钢管架等部件。
传动系统主要由减速机、无级调速装置及液压部件组成。
由于液压分离器的作用,有利于实现混流和混油双用的效果。
3. 变频调速装置的安装使用提升机变频调速改造的实施,首先是在矿井提升机上安装变频调速装置。
变频调速装置是由变频器、电机联轴器、风扇散热器、按钮及控制器等组成。
变频器一般采用国际品牌产品,具有稳定可靠的效果。
它可以实现电机转速可调、转子电流控制等功能。
变频器与电机连接后,再接入按钮及控制器,以操作和控制变频器的运行。
4. PLC和触摸屏的使用PLC是工业控制领域的重要节点,它能够实时处理大量的计算数据,是工业系统的重要部分。
由于PLC的易于编程、控制简单、可靠性高等特点,将其与变频器连接可以实现完全自动化控制。
触摸屏可以提供更加直观的操作界面,可以根据用户不同的需求快速调整参数,使得系统参数的调整更加简便快捷。
基于PLC和触摸屏的交流变频调速系统设计
基于PLC和触摸屏的交流变频调速系统设计引言 可编程逻辑控制器(PLC)以其编程简单方便、控制稳定可靠、功能强大等优点通常作为控制器广泛应用于现代工业控制领域。
触摸屏作为人机交互界面在一定程度上减少PLC的外部I/O点的使用以及减轻系统外部按钮开关的连线复杂程度,同时也提高了运行维护的方便性。
随着工业现场对控制设备小型化、易操作化、智能化的要求的不断提高,基于PLC和触摸屏的交流变频调速系统的应用前景将非常广阔。
本文采用三菱PLC(Fx2N-64MR)、海泰克触摸屏(PWS6AOOT)、伦茨变频器和外部按钮实现两台三相异步电机的交流变频调速实验系统设计。
实际运行结果表明,该系统运行稳定可靠,控制性能良好。
1 控制系统要求 本套系统要求能够实现两台三相异步电动机的如下状态的控制:正转;反转;停止;点动;加速;减速。
要求可以由触摸屏或外部按钮实现上述功能,两种开关量输入方式互为冗余备用,以提高控制系统的可靠性。
另外,对于各种开关量状态及硬件不正常状态需要指示灯显示。
2 控制系统硬件设计 交流变频调速系统的硬件结构如图1所示。
控制系统硬件结构主要包括:可编程控制模块、控制指令输入模块、D/A转换模块、变频器调节模块。
2.1 模块功能 2.1.1 可编程控制模块 该模块是整个控制系统控制的核心处理器,是触摸屏指令和按钮开关指令的执行中枢和变频器指令触发元件。
2.1.2 控制指令输入模块 该模块就是给PLC加载控制指令以实现相应的输出操作。
这里指令输入可由触摸屏按键实现,也可以由外部开关按钮实现,两种指令输入方式互为备用。
为避免由按钮开关指令实现众多指令会导致接线复杂情况出现,可以对重要的开关量实现冗余备用,非重要开关量仅由触摸屏按键实现。
2.1.3 D/A模块 D/A是将PLC输出的数字量转换成模拟电压量以实现变频调速的目的。
此系统采用的FX2N-2DA模块,该模块有两路模拟量输出以实现对两台变频器的控制。
基于PLC的变频器调速系统综述
毕业论文基于PLC的变频器调速系统系别 _________________专业 _________________班级 _____________姓名 __________________2012 〜2013 学年第一学期学号 ________________三相交流异步电动机是工农业中最重要的拖动设备之一,因为其结构简单、维修容易而得到了广泛的应用,而随着社会进一步的发展,交流电机已经不仅仅局限于简单的恒速控制,在更多的现代工业生产中,很多设备需要根据不同的工作环境,要调节到一个特定的转速。
从而对三相交流异步电动机的速度提出要求,希望能对电机运行速度进行调节,并能稳定运行。
电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。
三相交流异步电动机变频技术有调速时平滑性好,效率高;低速时,特性静关率高,相对稳定性好,调速范围大,精度高等特点和优点。
变频器不但在传统的电力拖动系统中得到了广泛的应用,而且几乎已经扩展到了工业生产的所有领域,尤其在空调、洗衣机、电冰箱等家电产品中的应用。
为了实现在恶劣的工作环境中对三相交流异步电动机进行远程控制,引入PL(Programmable Logic Con troller,可编程逻辑控制器)控制单元,实现了对变频调速系统的智能控制,使得该调速系统性能更加优越,满足了现代工业化生产的需要。
本次设计就是基于PLC的变频器调速系统,将现在应用最广泛的PLC和变频器综合起来实现电机的正反转,加减速以及快速制动等。
关键词:变频器、PLC交流电机、调速ABSTRACTAC in ducti on motor is one of the most importa nt in dustrial and agricultural drag equipment. It has been widely used because of its simple structure and easy maintenance. With the further development of society, AC motor is not limited to simple constant speed con trol, i n the more moder n in dustrial producti on. Many devices n eed to be adjusted to a specific speed according to different working environments. For AC motor speed proposed requireme nts. The realizati on of operati on speed regulati on and stable operati on.AC variable freque ncy tech no logy is en ergy sav ing, a major means to improve the process to improve product quality and improve the en vir onment, promoti ng tech no logical progress. AC motor freque ncy con versi on tech no logy are speed smooth and good, high efficiency; low speed characteristics, static clearance rate high, relatively good stability, wide speed ran ge, high precisi on adva ntages and characteristics. Variable-freque ncy Drive has bee n widely used not only in traditi onal electric drive system, and almost has bee n exte nded to all areas of in dustrial producti on. Especially in air con diti on ers, wash ing machines, refrigerators and other appliances. In order to achieve the remote control in poor working conditions in the motor, the introduction of the PLC (Programmable Logic Controller ) control unit, realize the variable frequency speed regulation system of intelligent control, makes the speed regulation system performance more superior, meet the n eed of moder n in dustrial product ion.The desig n is based on PLC, freque ncy con verter speed con trol system, PLC and frequency converter together to achieve the reversing of the motor, acceleration and decelerati on, and rapid brak ing.Keywords: Variable-freque ncy Drive; PLC; AC motor ; speed control目录1. 绪论 (1)1.1. 本设计的背景 (1)1.1.1. 变频调速的背景与研究意义 (1)1.12 变频调速技术介绍 (1)1.1.3. 变频调速技术发展和现状 (3)1.2. 本设计的主要内容 (5)2. 本设计方案的确定 (6)2.1. 变频调速系统 (6)2.1.1. 三相交流异步电动机 (6)2.1.2. 西门子MM420 变频器 (10)2.2. 系统功能分析 (13)2.3. 设计方案的确定 (14)2.3.1. 变频调速的控制方式及选定 (14)2.3.2. PLC 的选择 (14)2.3.3. 变频器的选择 (14)2.3.4. 电动机的选择 (15)3. 变频调速系统的硬件设计和软件设计 (16)3.1. 变频调速系统电路设计 (16)3.2. 变频调速系统的软件设计 (16)3.2.1. 变频调速系统PLC程序设计 (16)3.2.2. MM420变频器参数设定 (17)4. 变频器调试系统安装与调试 (19)4.1. 变频器的安装、布线及抗干扰 (19)4.1.1. 变频器的安装 (19)4.1.2. 变频器的布线 (20)4.1.3. 变频器的抗干扰 (21)4.2. 变频器的保护功能及故障处理 (21)4.2.1. 变频器的保护功能 (21)4.2.2. 变频器的故障分析及处理 (22)5. 设计总结 (23)6. 附录 (24)参考文献 (27)31. 绪论1.1. 本设计的背景1.1.1. 变频调速的背景与研究意义我国对交流变频调速技术的研究起步较晚,直到上个世纪90年代才有产品出现,而且采用的控制技术相对单一,主要以V/F控制方式为主,而且性能较低,无法满足动态性能要求和生产节能需求。
基于PLC控制的交流电机变频调速系统_本科毕业设计
1
1.1
在油田开发过程中,通过注水保持地层压力,是实现原油高产、稳定的重要手段。对于断裂区块的油田,每个区块注水范围小,注水量随开采状况的变化,需要经常调整,大部分注水站都存在额定流量与实际流量不相匹配的问题。
关键词:异步电机;变频控制;PID;模糊PID;单神经元自适应PID;罗克韦尔网络
Abstract
AC motor as a key part of the motion control, plays an important role in theoilfield waterinjection.This experimental designanAc speed adjustment systembasedon Rockwell automationPLC,completes data real-time gathering, the control quantity real-time output and the controlled process real-time monitoring, achieves the system response to be fast, control precise goal.
The system use Rockwell PLC ascontroller,frequency converter asactuator,asynchronous machine as controlled object,tachometer generator as feeler mechanism. Build the control loop in the Rockwell Ethernet and the control netplatform.Joins the PID control, fuzzy PID,Single neuron adaptive PIDin the controller the control, obtains their dynamic response curve, and carries on the contrast to the dynamic property and the stable state performance.
基于plc的电机变频调速系统设计_毕业设计论文
基于plc的电机变频调速系统设计1 绪论1.1本课题研究目的和意义PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强、寿命长等到一系列优点[2]。
可编程控制器(PLC)的核心微处理器,通过将计算机技术与传统的继电器控制系统有机结合起来,能够实现高度灵活、高可靠性的工业控制。
为了进一步提高设备的自动化程度,越来越多的企业将PLC 技术应用于其工厂设备中。
将原有电机控制系统的技术进行改造,引入电机控制系统的数据自动采集、监控以及变频、组态技术完善并改进电机变频调速机构。
该系统能对电机转速实现精确控制,实用性强,具有一定的推广价值随着电力电子技术以及控制技术的发展,交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用[5]。
交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。
电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和起制动性能,高效率、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[3]。
本文对如何利用变频器连接PLC和控制对象,利用软件操作来控制电机的转速,达到远程自动控制进行了讨论[4]。
在工业生产中,电机交流变频调速技术以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,被公认为最有发展前途的调速方式。
PLC控制技术在自动控制系统中被普遍采用。
本文构建了一个变频嚣连接PLC和控制对象,利用软件操作来控制电机转速.以达到远程自动控制的系统[8]。
1.2 交流变频调速技术的研究情况及其发展在21世纪电力电子器件的快速发展,使交流变频调速技术优越的性能得到迅速发展,同时控制理论进步,变频调速以其调速精度高、调速控制范围广、回路保护功能完善,响应速度快、节能显著等优点,现在以广泛的用于电力、制造、运输等国民经济领域[6]。
变频调速技术现在被公认为是最理想、最有发展前景的调速方式之一,采用变频器构成变频调速传动系统的主要目的是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求以及节约能源、降低生产成本。
基于PLC控制的电机变频调速系统
P.、P.、P.来设置 “ 速设 r 4 r 5 r 6 3 定来控制 电机的高速 、中速 、低 速 ”,变频器的输出频 率工作过
加 速 时 间 减 速 时 间
Pr .7 P 8 r.
图4 控 制 原 理 图
程如图4 所示。 加速时间是指从0 z H 开始 加速到 基准频 率P. 出厂 时为5 H , r O( 2 0z 也 可 以 自己设定 ,但是不要 超过5 H ) 0 z 时所需 的时间 ,减速时间时 是 指从 P. 出厂时为5 H ) H 所需 的时间。在电机 的运作过程 r 0( 2 0 z 到O z
8o的时候 ,运行时 ,电 可达 (o 】 机 到的最高频率是8H ),通过 0z
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计 算考 通过适 配 器 (C 0 电缆 线 ) 『 L S -9 ,采用 R - 3 通 讯协 议 ,与 S 22 PC L 相连接 ,利用普通网线将P C L 与变频器 ( 一 4连接 ,通过P C F 5) R L 的 程序控制 ,来改变频器的频率 ,从而实现可编程控制器对 电机 频率改 变的控制 ,以实现 可编程控制器对可操作器件的远程控制。 () 1 变频器 通过 网线与P C ( X一2 4 5 D L F N) . B 通信板的连线 如 8 如图1 。
速 ,达到远程 自动控制进行了讨论。
1 控 制系统的硬件设计 本系统硬件连接框图如下 :
掉 电。把参数保存入 变频器 ,然 后上 电,再改n 0 1参数 ,然后再上 电 保存参数 。注意之二 :不要改 变频器 的其它参数 , 易出错 ,更不能 容 设 定变频器 内最小即下限频率 ,使变频率不容易受 电 控制。 脑
基于PLC控制的变频调速系统
摘要随着我国经济的高速发展,微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展,交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代,广泛应用于各行业在节约电能的同时可以减少排放、降低能耗,因此理解并掌握变频器的控制,具有十分重要的现实意义。
本次课程设计就是基于PLC控制的变频调速系统,应用模拟量模块将输入的电压信号转换为数字量,传送给PLC,由PLC进行调节,输出不同的信号控制变频器的频率,进而调节异步电动机的转速,并增加旋转编码器进行测速,实现转速的可调可测。
关键词PLC 模拟量模块变频器调速异步电动机旋转编码器PickAlong with the rapid development of Chinese economy, microelectronics technology, computer technology and automatic control technology is rapidly developing, variable frequency adjustinf technique has entered a new era, widely used in various industries in saving energy and reducing consumption can reduce emissions, and therefore understanding and mastery of the inverter control, and has very important practical significance.This course is designed based on PLC control of variable frequency speed regulation system, the application of analog input voltage signal module will be converted to digital, send PLC, by PLC to adjust, the output signal of different frequency inverter control, and adjusting the rotational speed asynchronous motors, and increasing speed, revolving encoder are adjustable speed can be measured.Keywords,PLC analog module speed-regulate of asynchronous motor revolving encoder目录1.绪论 (1)1.1课程设计的意义 (1)1.3课程设计的内容 (1)2.系统方案说明 (2)2.1变频调速控制系统说明 (2)2.2系统结构说明 (2)3.系统硬件设计 (3)3.1 系统设计原则 (3)3.2系统硬件选择 (3)3.3CPM1A-MAD02-CH 模拟量输入/输出单元 (3)3.4PLC控制器 (7)3.5变频器 (13)3.6旋转编码器 (17)4软件设计 (18)4.1内存分配 (18)4.2系统流程图 (19)4.3 A/D转换部分设计 (20)4.4旋转编码器部分设计 (20)5 调试 (21)5.1调试环境 (21)5.2 调试步骤 (21)6 总结 (22)参考文献 (23)附录 (24)1.绪论可编程控制器(PLC)是集计算机技术、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。
完整版)基于PLC控制的变频器调速系统
完整版)基于PLC控制的变频器调速系统目录第一章系统的功能设计分析和总体思路1.1 概述本文旨在对系统的功能设计和总体思路进行分析和讨论,以确保系统的高效运行和稳定性。
1.2 系统功能设计分析在系统功能设计分析中,我们需要考虑系统的需求和目标,以及用户的使用惯和需求。
在此基础上,我们可以确定系统的主要功能和模块,并对其进行详细的设计和实现。
1.3 系统设计的总体思路系统设计的总体思路包括系统的整体架构设计、模块之间的关系和数据流程,以及系统的系统性能和稳定性等方面。
在设计过程中,我们需要充分考虑系统的可维护性和可扩展性,并采用合适的技术和工具来实现系统的设计。
第二章 PLC和变频器的型号选择2.1 PLC的型号选择在PLC的型号选择中,我们需要考虑系统的需求和目标,以及PLC的性能和稳定性等方面。
在此基础上,我们可以选择合适的PLC型号,并进行详细的参数设置和调试。
2.2 变频器的选择和参数设置在变频器的选择和参数设置中,我们需要考虑系统的负载和功率需求,以及变频器的性能和稳定性等方面。
在此基础上,我们可以选择合适的变频器型号,并进行详细的参数设置和调试,以确保系统的高效运行和稳定性。
第一章系统功能设计分析和总体思路1.1 概述在工业自动化生产中,调速系统的快速性、稳定性和动态性能是基本要求。
调速系统在国防、汽车、冶金、机械、石油等工业中具有举足轻重的作用。
然而,调速控制系统的工艺过程复杂多变,具有不确定性,因此需要更为先进的控制技术和控制理论。
1.2 可编程控制器(PLC)可编程控制器(PLC)是一种工业控制计算机,它是继续计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。
PLC具有抗干扰能力强、价格便宜、可靠性高、编程简单易学等特点,因此在工业领域中被广泛使用。
尽管在控制领域中逐步采用了电子计算机这个先进技术工具,特别是石油化工企业普遍采用了分散控制系统(DCS),但在控制策略方面,常规的PID控制仍然占据主导地位。
基于PLC与组态软件的电机变频调速系统
组态软件进行的,是由开发环境和运用环境构成的,开发环境 则是应用程序的集成开发,在这个环境中完成界面的设计,变 量的定义等,它能够生成晚上的图形;在开发的过程中,涉及 到大量的变量,这些变量有很多的数据类型,能使很多的被控 对象抽象,形成一定的数据曲线,并且将有关的数据进行记 录,再遇到困难的时候进行一定的安全防范,更好地实现有效 地生产。在组态运行的过程中,组态运行的环境,是用于显示 画面开发系统中建立的图像画面,并进行软件与PLC之间的数据 的交换,同时实现更新变量的数值,并生成相应的数据文件。 一般设计的步骤如下:
2018.No27 78
基于PLC与组态软件的电机变频调速系统
王璞
(邢台思达电子有限公司)
摘 要:随着信息时代的到来,工业生产中对工业控制 的要求也越来越高,特别是对电动机的速度的控制要求比较 多。在现在的工业生产过程中,将PLC、组态软件有效结合起 来,通过组态存储记录各个工况下的参数,能有效控制电动 机的速度。
关键词:PLC 组态软件 电机变频调速 工业控制不断发展,对电动机的速度控制的要求也越来越 高。在电机变频调速系统中运用PLC和组态软件,可以有效运用 PLC比较高的可靠性以及抗干扰能力,有效减少工作量,易于操 作人员的维护和进一步的改造。本设计是以PLC为控制核心,结 合组态软件对电机变频调速的影响完成对电动机速度的控制, 为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的工具[1]。既 可以有效改善操作人员的工作环境,也可以提高操作过程中的 安全性能,同时也提高了工业的生产效率。 一、系统设计的总体架构 该系统平台上的控制平台主要是远程监控层及PLC控制 层、上位机监控层。对这个系统的分析可分为三个方面:第一 是基层PLC加变频器进行三相异步电动机的控制的实现;第二, 实现上位机的监控,主要是在MGGS的基础上建立上位机PC机与 PLC之间的通信连接。第三,远程控制通过IE浏览器实现,并根 据B/S模式实现远程监控。 二、PLC和变频器相结合实现变频调速 本系统运用变频器实现对三相异步电动机的变频调速控 制,我们也将运用无极调速及采用光电编码器的闭环控制方法 实现对电动机的控制。采用PWM技术对电动机进行控制,由于 其控制比较简单,也比较灵活,动态响应比较好等特点成为现 在电子设备中被广泛运用的控制方式,也是当今人们研究的热 点。本文所研究的是集合组态软件实现在上位机组态界面上的 电动机的运行。其实现的过程是通过软件编程使PLC输出有关的 脉冲,再链接到控制器的一个端子,这样可以改变PWM脉冲的输 出频率,我们就可以在组态软件中通过设定该脉冲的频率来确 定电动机的转速。 三、触摸屏控制设计 在电机变频调速的过程中,触摸屏控制是其中的一个重 要部分。在触摸屏设计的过程中,首先要选择一个型号的触摸 屏,根据其在计算机上的相关软件的支持和说明,进行触摸屏 有关参数的下载,然后与PLC相连,通过通信则可以实现对电动 机的加速、减速等的控制。当触摸屏接通电源后,可以自动接 入到相应的画面,根据需要则可以通过人机交互相结合实现对 下位机的PLC实施控制,从而有效提高系统的可靠性。 四、基于组态软件的上位机监控 组态软件是根据PC硬件和另一种运用在windows平台上的
基于PLC与变频器的交流电机调速控制系统
基于PLC与变频器的交流电机调速控制系统摘要:变频调速系统中,变频控制与PLC的应用是十分关键的。
所以,要根据现场实际情况,对变频器和PLC 进行优化控制,以确保二者都能实现真正的自动控制,希望能在一定程度上减少交流电动机调速系统的能耗,本论文以PLC和变频调速为基础,对我国电动机行业的发展起到了积极作用。
关键词:PLC;变频器;交流电机采用变频调速器可以有效地提高工业的自动化程度和提高工作的工作效率。
为此,设计者必须加强对变频调速的研究,深入理解其工作机理,并利用其自身的制动、调速、启动特性,并运用组合程序Wincc进行控制,确保调速的稳定。
1、PLC概述PLC是一种常用的计算机控制软件,它所使用的内存都是可编程的,具有储存程式的功能,可执行顺序控制、计数及逻辑运算等有关运算,并以模拟量、数字等形式进行资料的输出与输入,对各类机器的运作进行高效控制。
PLC供电在电力供应中占有举足轻重的地位。
PLC的控制中心是微机,该软件受PLC软件编程的支配,具有从编程软件输入的程序和资料的接收和储存,并可以进行故障诊断。
此外,PLC的相关设备能够适应用户对变频调速器的要求,提高PLC的抗干扰性和稳定性。
另外,通过PLC配线与程序的设计可以达到某种程度上的同步,既可以大大减少研发周期,又可以大大地提升交流电动机的工作性能。
2、变频器概述本工程在进行交流电动机的控制时,十分注重变频器的应用,并将它应用于电工、电力、信息和控制等方面。
另外,采用变频技术可以有效地解决传统的DC电机自身的抽水問题,确保了交流电机的优越性。
由于其自身坚固耐用,结构简单,采用变频技术可有效地克服交流电机的速度问题。
2.1变频器在交流电机调速控制系统节能结合方面的运用通过对变频调速器的详细研究,可以看出它是一种典型的泵、风机,它可以在一定程度上减少电力的损耗,通常可以节省20%~60%的电力,再加上风机和泵的负荷,它的功耗与速度成正比,既可以达到节能的目的,又可以改善整个系统的性能。
基于plc和触摸屏的电动机速度pid控制系统的设计本科学位论文
提供全套毕业论文图纸,欢迎咨询专业提供全套毕业论文2014届分类号:TP276单位代码:10452毕业论文(设计)基于PLC和触摸屏控制的电动机速度PID控制系统的设计姓名田川学号 201009140139年级 2010专业电气工程及其自动化系(院)汽车学院指导教师王君普2014 年3月22日步进电机是将脉冲信号转变为角位移或线位移的执行机构,在正常运行状态下,电机的转速、停止位置取决于脉冲信号的频率和脉冲数,不受负载变化的影响。
步进电机驱动器就是接受控制系统发出的脉冲信号(一般为PLC或单片机)并将其转化为步进电机的角位移,也就是控制系统每发一个脉冲信号,驱动器就控制步进电机旋转一步距角。
所以步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比,控制脉冲信号的频率,就可以对电机进行精确调速;控制步进脉冲的个数,就可以对电机进行精确定位。
PLC从问世就在工业生产中占有重要地位,随着科技的不断发展,新产品的不断问世,PLC的地位虽然受到一定的冲击,但其仍然可以完成80% 以上的工业控制要求,并以其体积小、操作方便、价格便宜、抗干扰能力强等诸多优点仍在工业生产中占有重要地位。
触摸屏作为一种新兴的输入设备,它是目前最方便、简单、自然的人机交互方式,与PLC等控制器的结合是未来工业自动化的必然趋势。
旋转编码器是将角位移或直线位移进行转换的一种装置,并以电信号的形式输出,前者称为码盘,后者称为码尺。
拨码盘目前最为简便快捷的数字量输入设备,而且便宜能用,适用于各种场合。
本设计用触摸屏给PLC发出指令,步进电动机驱动器接受PLC发出的脉冲信号进而驱动步进电机带动珠丝杆滑台做匀速的往返加、减速运动,通过触摸屏和拨码盘可实现速度的实时设定。
旋转编码器与步进电机由联轴器同轴连接,将测量数值传输给PLC,PLC接收数据一方面进行计算后传输触摸屏进行速度的实时显示,另一方面PLC自带的PID模块进行数字量闭环控制,对电机转速进行精确地控制、调整。
《2024年基于PLC的变频调速电梯系统设计》范文
《基于PLC的变频调速电梯系统设计》篇一一、引言随着科技的不断发展,电梯的智能化和自动化已经成为现代建筑的重要组成部分。
基于PLC(可编程逻辑控制器)的变频调速电梯系统,因其高效率、高稳定性以及优秀的调速性能,在电梯控制系统中得到了广泛应用。
本文将详细介绍基于PLC的变频调速电梯系统的设计,包括其原理、特点、设计思路及实施方法等。
二、系统概述基于PLC的变频调速电梯系统主要由PLC控制器、变频器、电机、编码器等部分组成。
其中,PLC控制器负责接收来自乘客的指令信号,经过逻辑运算后输出控制信号给变频器;变频器根据接收到的信号调整电机的电源频率,实现电机的调速;编码器则负责检测电机的实际运行状态,将信息反馈给PLC控制器,实现闭环控制。
三、系统设计原理及特点1. 设计原理:本系统采用PLC作为核心控制器,通过读取乘客的指令信号,如楼层选择、开关门等,进行逻辑运算后输出控制信号。
变频器根据PLC的控制信号调整电机的电源频率,实现电机的调速。
同时,编码器实时检测电机的运行状态,将信息反馈给PLC控制器,实现闭环控制。
2. 特点:(1)高效率:采用变频调速技术,能够根据实际需求调整电机转速,提高能源利用效率。
(2)高稳定性:PLC控制器的逻辑运算速度快,且具有较高的抗干扰能力,保证系统的稳定运行。
(3)调速性能好:通过改变电机电源频率实现无级调速,调速范围广,响应速度快。
(4)维护方便:系统采用模块化设计,便于维护和检修。
四、设计思路及实施方法1. 设计思路:首先,根据电梯的实际需求和运行环境,确定系统的总体架构和主要组成部分。
其次,选择合适的PLC控制器、变频器和电机等设备。
然后,进行电路设计、程序设计及调试等工作。
最后,进行系统联调,确保系统的稳定性和可靠性。
2. 实施方法:(1)硬件设计:根据系统需求选择合适的PLC控制器、变频器、电机、编码器等设备,并进行电路设计和布线。
(2)程序设计:编写PLC控制程序,实现电梯的逻辑控制、信号采集和反馈等功能。
基于PLC控制的电机变频调速系统探讨
基于PLC控制的电机变频调速系统探讨摘要:伴随着我国科学事业的开展以及推广运用,我国的社会生产、生活出现了不同程度的变革。
在这样的背景之下,我国的企业在经营、开展的过程中加强了对于计算机、网络信息等高新技术的运用,从而以此为根底促进电机运行效率以及质量的提升,并进一步加强了对于PLC技术的运用,促进了电机变频调速系统的构建,并由此实现了各项经济利润以及效益的取得。
本文基于此,分析探討基于PLC控制的电机变频调速系统。
关键词:PLC技术;电机;变频调速;系统优化为了进一步促进我国各行业的开展,促进更高的经济利润以及社会效益的提升,我国的企业在开展的过程中加强了对于各类高新技术的运用,并以此为根底推动了各类智能化系统的构建以及使用。
目前,基于PLC技术开展起来的电机变频调速系统凭借着其自身的特点而获得了相关部门的青睐,并在工业生产的过程中获得了广泛的运用。
一、PLC控制器变频调节意义作为依托技术创新开展起来的电力拖动系统,基于PLC控制的电机变频调速系统在运行的过程中往往能够促进我国经济建设的可持续开展,并由此促进企业人员对电力拖动系统的熟练掌握和科学运用,促进各类问题的解决。
关于PLC控制器变频调节意义,笔者进行了相关,具体情况如下:〔一〕良好的节能性该系统在运行的过程中往往能够对电机每个运行环节的合理调控,并确保各设备的效果充分发挥。
不仅如此,该系统在运行的过程中实现了能源的合理化运行,节约了资金,确保工业企业的高效开展。
不仅如此,该系统还能够在最大程度上降低系统负载,并确保电机容量的减少,带动电机设备的平安、稳定运行。
〔二〕促进电机的高效运行基于PLC控制的电机变频调速系统在运行时,往往具有很强的调节功能,故而能够在操作失误的背景之下,躲避电机损坏现象的出现。
一般情况下,该系统在正常状态下,往往以较低频率运行,并在满足运行时间要求的状况下开展系统的调整工作,从而实现了整个系统的平安运行。
〔三〕提升电机效率由于PLC控制结构简单,具备多种优越性,故而可以广泛地运用在机床、传送、起重等领域中。
基于PLC控制的交流电机变频调速系统
基于PLC、触摸屏、变频器的电机三段速运行速度监控系统设计
基于PLC、触摸屏、变频器的电机三段速运行速度监控系统装调
具体要求:按下触摸屏上第一段速度选择按钮,电动机以20r/min速度运行;按下触摸屏上第二段速度选择按钮,电动机以30r/min速度运行;按下触摸屏上第三段速度选择按钮,电动机以40r/min速度运行;按下触摸屏上停止按钮,电动机停止运行;要求在触摸屏上用指示灯显示运行状态,组态IO域显示运行速度。
1.设置变频器参数。
(1)在线完成参数复位、快速调试
(2)列出对应的功能参数
2.根据所在实训室实训台的接线图,画出本次考核项目对应的接线图。
3.组态工程设计
(1)画出组态监控画面。
(2)列出对应的变量。
(3)列出文本列表
4.程序设计。
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毕业设计(论文)题目:基于PLC与触摸屏的电机变频调速系统系部:电子工程系专业:电气自动化学号: 10137207学生姓名:文峰指导教师:王立凤职称:讲师二0一二年月日目录摘要 (1)前言 (2)第一章变频器调速系统的方案确定 (4)1.1变频器调速系统 (4)1.2系统的控制要求 (7)1.3 方案的确定 (7)第二章变频调速系统的硬件设计 (8)2.1 PLC (8)2.2 变频器 (12)2.3 外部电路设计 (14)第三章变频调速系统的软件设计 (15)3.1 编程软件的介绍 (15)3.2 PLC的工作原理 (17)3.3 PLC编程语言 (19)3.4 基本指令简介 (20)3.5 可编程控制器梯形图设计规则 (22)3.6 变频调速系统程序设计 (23)第四章触摸屏的设计 (28)4.1 触摸屏的介绍 (28)4.2 触摸屏基础知识 (29)4.3 触摸屏的使用 (29)4.4 软件简单介绍 (30)4.5 实施内容与步骤 (32)第五章结论 (35)参考文献 (36)致谢 (36)摘要介绍了基于西门子PLC 和台达触摸屏的交流电机变频调速实验系统的硬件结构及软件设计。
开关量输入的触摸屏和外部按钮的双重方式提高了调速系统运行的可靠性,模块化程序设计思想增强了程序的扩展性和实用性。
该系统的实验运行结果表明,人机交互界面友好,运行安全稳定,有利于加强学生对简单工业控制系统的设计思想的掌握,达到了较好的实验教学效果。
关键词:可编程控制器;触摸屏;变频器;调速系统AbstractThe design of hardware and sof tware of a f requency conversion speed system based on Siemens PLC andHitech touch screen are int roduced. Since the switch signals are input dually by touch screen and external buttons ,respectively ,the speed regulating system is of higher reliability. Moreover ,the modularization programming methods enhance the extensibility and applicability. Practical test proves that this system is of performable human interface and higher stability and security ,it is helpful to enlighten the design idea of modern cont rolling systems for student s ,and thus acquires better teaching effect .Keywords :programmable logic cont roller ;touch screen ;f requency converter ; speed regulation system前言最先制作成电动机的人是德国的雅可比,在两个U型电磁铁中间,装异六臂轮,每臂带两根棒型磁铁。
通电后,棒型磁铁与U型磁铁之间产生相互吸引和排斥作用,带动轮轴转动。
后来,雅可比做了一具大型的装置安在小艇上,用320个丹尼尔电池供电,1838年小艇在易北河上首次航行,时速只有2.2公里,与此同时,美国的达文波特也成功地制出了驱动印刷机的电动机,印刷过美国电学期刊《电磁和机械情报》,但这两种电动机都没有多大商业价值,用电池作电源,成本太大,不实用。
直到第一台实用直流发动机问世,电动机被广泛应用。
1870年比利时工程师格拉姆发明了直流发电机。
在设计上,直流发电机和电动机很相似。
后来,格拉姆证明向直流发电机输入电流,其转子会像电动机一样旋转。
于是,这种格拉姆型电动机大量制造出来,效率也不断提高。
与此同时,西门子开始着手研究由电动机驱动的车辆,于是西门子公司制成了世界电车。
1879年,在柏林工业展览会上,西门子不冒烟的电车赢得观众的一片喝彩,西门子电机车当时只有3马力,后来美国发明大王爱迪生实验室的电机车已达12—15马力,但当时的电动机全是直流电机,只限于驱动电车。
1888年南斯拉夫出生地美国发明家特斯拉发明了交流电动机,它是根据电磁感应原理制成,又称感应电动机,这种电动机结构简单,使用交流电,无需整流,无火花,因此被广泛应用于工业的家庭电器中,交流电动机通常用三相交流电。
1902年瑞典工程师丹尼尔森首先提出同步电动机构想。
同步电动机工作原理同感应电动机一样,由定子产生旋转磁场,转速固定不变,不受负载影响。
因此同步电动机特别适用于钟表、电唱机和磁带录音机。
当今世界,电动机的发展已成为衡量一个国家现代化的标准之一。
近二十年来,科学技术突飞猛进,随着电力电子技术、计算机技术和控制理论发展,电机调速技术得到迅速发展,使得电机的应用不再局限于工业应用而且在商业及家用设备等各个领域获得更加广泛的应用;而随着新材料如稀土永磁材料Nd-Fe-B、磁性复合材料的出现,更给电动机设计插上翅膀,各种新型、高效、特种电机层出不穷。
这些都极大地丰富了电机理论,拓宽了电机的应用领域,同时也给电机设计和制造工艺提出更高的要求。
变频技术是近年来国际家电领域全面开发和应用的一项高新技术,它采用新型变频器,将50Hz的固定供电频率转换为30-130Hz的变化频率,实现电动机运转频率的自动调节,达到节能和提高效率的目的。
上个世纪80年代初,变频器实现了商品化。
在近20年的时间内,经历了由模式控制到全数字控制和由采用BJT到采用IGBT两大发展过程。
80年代初采用的BJT的PWM变频器实现了通用化。
到了90年代初,BJT通用变频器的容量达到了600KVA,400KVA以下。
前几年主开关器件开始采用IGBT,仅三、四年的时间,IGBT变频器的单机容量已达8000KVA,随着IGBT容量的扩大,通用变频器的容量也将随之扩大。
变频器主要电路中功率电路的模块化,控制电路采用大规模集成电路和全数字控制技术,结构设计上采用“平面安装技术”等一系列措施,促进了变频电源装置的小型化。
另外,一种混合式功率集成器件,采用厚薄膜混合集成技术,把功率电桥、驱动电路、检测电路、保护电路等封装在一起,构成了一种“智能电力模块”这种器件属于绝缘金属基底结构,所以防电磁干扰能力强,保护电路和检测电路与功率开关间的距离尽可能的小,因而保护迅速且可靠,传感信号也十分迅速。
电力电子器件和控制技术的不断进步,使变频器向多功能化和高性能化方向发展。
特别是微机的应用,为变频器多功能化和高性能化提供了可靠的保证。
人们总结了交流调速电气传动控制的大量实践经验,并不断融入软件功能。
日益丰富的软件功能使通用变频器的多功能化和高性能化为用户提供了一种可能,即可以把原有生产机械的工艺水平“升级”,达到以往无法达到的境界,使其成为一种具有高度软件控制功能的新机种。
目前出现了一类“多控制方式”通用变频器。
例如安用公司的VS616—G5变频器就有:无PG(速度传感器)V/f控制;有PG V/f控制;无PG矢量控制;有PG矢量控制等四种控制方式。
通过控制面板,可以控制上述四种控制方式中的一种,一满足用户的需要。
通用变频器经历了模拟控制、数字控制、数模混合控制,直到全数字控制的演变,逐步地实现了多功能化和高性能化,进而使之对各类生产机械/各类生产工艺的适应性不断增强。
最初通用变频器仅是用于风机、泵类负载的节能调速和化纤工业中高速缠绕的多机协调运行等,到目前为止,其应用领域得到了相应的扩展。
如搬运机械,从反抗性负载的搬运车辆、带式运输机到位能负载的起重机、提升机、立体仓库、立体停车厂等都已采用了通用变频器。
各类切削机床直到高速磨床乃至数控机床、加工中心超速伺服机的精确位置控制都应用通用变频器。
本系统是通过可编程控制三相交流异步电动机的调速功能。
具体内容如下:在理论研究的基础上,对变频器调速系统进行总体的设计。
对变频器调速系统进行硬件设计,包括变频器参数的设置、变频开环调速、多段速控制以及触摸屏通讯方式的设计。
在硬件设计的基础上,对变频调速系统进行软件设计,包括程序的编写和分析。
实现调速系统的触摸屏设计。
第一章变频器调速系统的方案确定1.1变频器调速系统变频调速系统由变频器,电动机和控制系统三大部分构成,有时还包括负载。
变频器是一个能改变频率的交流电源,它是系统的核心。
控制系统主要由控制器和电流,转速等检测仪器组成,用于按照给定指令,调节电动机的转速和控制电动机的转矩,完成传动任务。
电动机主要是异步电动机,少数场合用同步电动机。
负载即各类工作机械,设备,用于完成各种生产任务。
整个变频调速系统如下图所示。
图1.1 变频调速系统1.1.1三相交流异步电动机的结构和工作原理当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时,就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。
由于旋转磁场以n1转速旋转,转子导体开始时是静止的,故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势(感应电动势的方向用右手定则判定)。
由于导子导体两端被短路环短接,在感应电动势的作用下,转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。
转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用(力的方向用左手定则判定)。
电磁力对转子轴产生电磁转矩,驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。
当电动机的三相定子绕组(各相差120度电角度),通入三相对称交流电后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路),载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
图1.21.1.2变频调速原理三相异步电动机的转速和频率关系的表达式: n=60f(1-s)/p式中n为异步电动机的转速f为异步电动机的频率s为电动机转差率p为电动机极对数由上式可知,转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的转速,变频器就是通过改变电动机的电源频率实现速度调节的。
变频器是通过对电力半导体器件的通断控制将电压和频率固定不变的交流电电源变换为电压或频率可变的交流电的电能控制装置。
在实际应用时,不仅要实现调速,还要求机械系统能满足机械特性和调速指标。
1.1.3变频调速的基本控制方式1)V/f控制按照下图所示的电压,频率关系对变频器的频率和电压进行控制,称为V/f控制方式。