PLC实现的闭环调速控制系统

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基于PLC的中央空调控制系统设计

0 引言随着社会生产水平的提高，人们对日常生活环境的舒适要求也逐渐提高，空调系统在建筑家具中的应用也越来越广泛。

大型商场、办公大厦也基本运用大型中央空调。

为了带来更大的效益和收益和减少不必要的开支，以及现在提倡的节能减排，和低碳生活，人们对中央空调系统提出的新要求，希望在保持舒适度的同时把能耗降到最低，根据此要求设计一套基于PLC 的中央空调控制系统。

该控制系统主要由：变频器、温度变送器、水泵机组、可编程控制器（PLC）等组成。

1 系统组成传统中央空调系统无闭环控制系统，系统为开环控制系统。

风机泵类的转速无法随环境的变化而变化，所以循环水的流量也无法随之变化。

电机基本都是按满功率运行。

势必会造成很大的能源浪费。

基于PLC 的中央空调控制系统采用PLC 控制变频器，从而控制水泵机组的转速与风机水泵的运行台数。

主要添加了可编程控制器PLC，温度变送器，变频器。

总系统的结构图如图1所示，更清楚的表达出了信号的传输以及循环水的流向，还有各部件的位置。

该系统由三个机构组成：执行机构、信号检测机构以及控制机构三大部分。

执行机构：由水泵机组构成，用于给冷冻水、冷却水的循环提供动力支持，冷冻水供入用户盘管，与室内环境进行热交换，带走室内热量。

信号检测机构：在系统控制的过程中，冷冻水出/入水温差信号，冷却水出/入水温差信号，室内温度信号，报警信号等都需要检测。

控制机构：PLC 是整个空调控制系统的核心。

PLC 系统可对传感器检测出的各种信号进行采集，分析并处理上位机指令，控制执行机构；变频器可以接受PLC 的指令对电机进行调速。

图1 基于PLC 的中央空调控制系统2 硬件组成其扩展模块PLC图3 控制电路图3 系统软件设计系统初始化程序：系统的初始化在启动开始之时，先检测各系统的工作状态，然后对参数进行初始化处理，赋予初始值。

然后中断连接，设置系统工作模式。

增、减泵判断和相应操作程序：会根据增、减泵的条件是否满足，若满足条件，则延时5min 已消除波动干扰再执行增、减泵命令。

基于PLC的直流电动机双闭环调速系统设计

直流调速系统具有调速性能优良、可靠性高等优点，被广泛的应用。直流调速系统是弱电控制与强电控制相结合的系统。系统弱电部分检测系统工作时的转速、电枢电流、电机温度、晶闸管温度等信号，根据检测到的信号发出控制信号。
1.2ห้องสมุดไป่ตู้
直流调速系统，特别是双闭环直流调速系统是工业生产过程中应用最广的电气传动装置之一。广泛地应用于轧钢机、冶金、印刷、金属切削机床等许多领域的自动控制系统中。它通常采用三相全控桥式整流电路对电动机进行供电，从而控制电动机的转速，传统的控制系统采用模拟元件，如晶体管、各种线性运算电路等，在一定程度上满足了生产要求。
双闭环调速系统采用PID算法可实现直流电动机软起动，而且时间可调。模块内有积分环节，可实现直流电机软起动。根据用户实际需要，可调起动时间，给用户预留了2个端口，调节2个电位器，可改变积分时间长短，从而改变电机起动时间。积分环节适用于起动过渡过程平稳的场合。如果用户要求在负载一定的条件下，电机以最短的时间起动，即以最大的等加速度起动，可把积分环节去掉，模块所留出的2个端口作为电流环和速度环的输出限幅，调节电流的输出限幅，改变电机的最大起动电流，获得理想的过度过程。
图2-1转速、电流双闭环直流调速系统框图
为实现转速和电流两种负反馈分别作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。二者之间实行嵌套连接，把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。PLC要从外部输入电流反馈和转速反馈信号，输出触发脉冲信号，其余工作均在PLC内部完成，数字给定也是用软件方法在PLC内部设定。
在本课题所进行的双闭环调速系统设计中，采用PLC作为系统的主控器件。之所以选择用PLC来实现系统的控制思想，是因为PLC有较高的易操作性，它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点。除上述优点外，PLC具有超强的稳定性和长时间连续工作的能力，因而，PLC是为工业生产过程控制化专业设计的控制装置，具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言，编程出错率大大降低。

变频器的闭环速度控制功能

/m/b/1411607.html丹佛斯VLT2800系列变频器的闭环速度控制功能一、概述：丹佛斯VLT2800系列变频用具有响应时间快、速度控制精度高等特点，通过内部的滑差补偿功能，可以在开环速度控制中将转速误差控制在+/-23rpm之内（4极电机,90～3600rpm）。

假如对转速精度有更高的要求，可以采用速度闭环的方式：通过速度传感器反馈信号与给定信号的比较进行PID运算，控制电机的实际转速。

通过速度闭环控制，VLT2800系列变频器可将转速误差控制在+/-7.5rpm之内（4极电机,30～3600rpm）。

二、实施方法：将速度传感器安装于电机轴上，通过对实际转速信号的采集达到精确控制转速的目的。

速度传感器一般采用旋转编码器，而旋转编码器根据工作原理、分辨率、电源类型和输出形式的不同又分为很多不同类型，如下表所列。

在此，我们选用增量型、24V电源供电、集电极开路（PNP）输出、分辩率为1024的旋转编码器，按下表方式接线：一般使用旋转编码器需要判定电机转向和定位控制时需要使用A/B/Z三相信号。

在此，我们仅需要A相信号传感实际转速。

需重新设定的参数见下表（以四极电动机为例，由电位器给定转速信号）：基于S7-200 PLC USS协议通信的速度闭环定位控制系统设计时间：2013-11-20 来源：作者：可以应用于多个自动化控制系统中，大大节约了项目的开发时间和成本，在实际应用中取得了良好的效果。

0 引言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;可编程控制器PLC作为替代继电器的新型控制装置，简单可靠，操作方便、通用灵活、体积小、使用寿命长且功能强大、容易使用、可靠性高，常常被用于现场数据采集和设备的控制;在此，本次设计就是基于S7-200PLC的USS通信方式的速度闭环定位控制。

将现在应用最广泛的PLC和变频器综合起来通过USS协议网络控制实现速度闭环定位控制。

简述闭环控制的概念和结构

简述闭环控制的概念和结构闭环控制是一种工业控制实现机械系统稳定效率的方法，它能够保持被控对象的操作在一个指定的精度范围内。

它也是自动化技术中重要的一个方面，被广泛应用于电气、机械、控制工程等多个领域。

闭环控制的概念是以一定的模型进行判断，计算出需要改变的变量，并通过控制系统把变量改变到设定的值，以实现控制系统对控制物体的控制。

它包括两个重要组成部分：传感器和控制器，传感器用于检测物体的运行状态，控制器则根据反馈信号来实现控制。

传感器是闭环控制系统中重要的组成部分，它常用来检测被控对象的位置、速度、温度、压力、流量等参数。

传感器可以是机械的，也可以是电气的，可以用于检测物体的运动状态，或是用来检测物体位置。

控制器是协调传感器与被控对象之间的控制关系的决策部分，它能够根据传感器反馈的信号，计算出需要改变的变量，并且通过控制系统将变量变更到设定的值，以实现控制系统对控制物体的控制。

常见的控制器有数字控制系统（DCS）、可编程控制器（PLC）、变频调速控制器、智能运动控制器等。

闭环控制有两种基本的控制方式：PID控制和模糊控制。

PID控制是最常用的闭环控制方式，它包含三个元件：比例（P）、积分（I）和微分（D）。

比例控制（P）是指控制变量与参考变量之间的差，即误差，它能够实现参考变量到控制变量之间的快速响应；积分控制（I）则是指相对于比例控制，控制变量与参考变量之间的总和，它可以提升低频残余误差的表现；而微分控制（D）则是相对于比例控制，基于比例计算结果上的增量变化率，它可以抑制系统的高频抖动。

模糊控制是把模糊逻辑理论引入到闭环控制中，它将模糊规则应用到控制中，用以分析复杂的非线性系统，具有系统响应快、简单易控等优点。

闭环控制系统是一种实现机械系统稳定效率的重要方法，其中包含两个重要的组成部分：传感器和控制器。

传感器用于检测物体的运行状态，而控制器则根据反馈信号来实现控制。

闭环控制还有两种基本的控制方式：PID控制和模糊控制，它们都有各自的优点，在业界得到了广泛的应用。

毕业设计（论文）-基于PLC控制的多段调速系统实现

摘要随着工业控制要求的发展，对电机速度的控制越来越高。

传统的模拟信号控制方式存在抗干扰能力差、对设备要求复杂、控制精度不高等问题，难以适应日益复杂的工业环境。

本文主要介绍了多段调速系统的结构，并完成了以PLC为控制器，以增量式光电编码器为速度采集的闭环PID控制系统，通过RS-485对变频器的控制实现了三相异步电机的多段调速。

关键字：PLC；RS-485；多段调速；光电编码器AbstractWith the requirements of the development of industrial control, the speed of motor control is more and more strict. The traditional analog signal control mode has poor capacity of resisting disturbance, the requirement of complex equipment, the control precision low and some other problems, it is difficult to adapt to the increasingly complex industrial environment. In this article, mainly introduces the structure of various speed system, and completed the closed loop PID control system through the PLC as controller and incremental photoelectric encoder for speed acquisition, achieve the multistage speed control three-phase asynchronous motor through Frequency converter based on RS-485.Key words: PLC; RS-485; multistage speed; encoder目录第一章概述 (4)1.1 课题研究的背景及意义 (4)1.2 课题研究现状 (5)1.3 本课题研究的主要内容 (6)第二章系统分析 (7)2.1 PLC基本知识 (7)2.1.1 PLC的基本功能 (8)2.1.2 PLC的特点 (9)2.1.3 PLC的展望 (11)2.2 变频器基本知识 (12)2.2.1 变频器的应用 (12)2.2.2 变频器的分类 (13)2.2.3 变频器控制的展望 (14)2．3 光电编码器 (15)2.3.1 增量式编码器 (15)2.3.2 绝对式编码器 (16)第三章系统设计 (19)3.1 总体方案 (19)3.2 硬件设计 (19)3.2.1 变频器的连接 (20)3.2.2 光电编码器的配置 (20)3.2.3 PLC输入输出口分配 (21)3.3 软件设计 (21)3.3.1 变频器的参数设置 (22)3.3.2 PLC的设计 (23)第四章结论 (28)结束语 (29)致谢 (30)参考文献 (31)第一章概述1.1 课题研究的背景及意义随着计算机技术、电子技术的不断进步，PLC(可编程逻辑控制器)技术、变频(变频器)调速技术的发展极为迅速，已渗透到各个领域，以它们为主导的现代生产技术正以史无前例的速度迅猛发展。

plc与变频器多段速度控制系统的设计毕业设计说明书[管理资料]

常州轻工职业技术学院电子电气工程系毕业设计常州轻工职业技术学院题目 PLC 与变频器多段速度控制系统的设计姓名学号 1036623116班级 10自动试点班指导教师职称副教授日期 2013年5月毕业设计(论文)说明书中文摘要本文主要简介了可编程控制器与变频器在现代工业调速方面的应用。

着重讲解了多段调速的使用。

硬件上使用的是三菱可编程控制器中的FX3U-48M和三菱变频器。

如今，变频调速已被公认为是最理想、最有发展前途的调速方式之一，采用变频器构成变频调速传动系统能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。

变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值，因而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目的。

变频调速器调速不仅操作方便，故障率低，且节能效果明显，优于调压调速、变级调速、滑差调速、串级调速、整流子调速和液力偶合器调速等。

并且变频调速在电动机运行时很容易实现电动机的正、反转。

只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序，即可实现输出换相，也不存在因换相不当而烧毁电动机的问题。

通过可编程控制器来控制变频器调速，是现代工业应用最为广泛的调速方法之一，所以本文主要研究的就是通过可编程控制器来控制变频器改变交流电机供电的频率和幅值，从而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目的。

关键词：可编程控制器，变频器，工业调速，变频调速ABSTRACTThis paper mainly introduces the programmable controller and inverter in modern industrial control on multiple segments hardware is used on Mitsubishi programmable controller in FX3U-48M and Mitsubishi , VVVF has been recognized as the most ideal, the most promising control one way, using PLC variable frequency speed control system can meet the needs of improving labor productivity, improve product quality, improve the degree of automation equipment, improve the quality of life and improve the living environment and other requirements.Inverter AC motor power supply is used to change the frequency and amplitude, and thus change its motion magnetic cycle, so as to achieve the smooth control of motor speed conversion speed governor has the advantages of convenient operation, low failure rate, and has obvious energy-saving effect, better than the voltage regulating speed, variable speed control, slip control, cascade control, speed control and hydraulic coupler speed variable frequency speed regulation in the motor run time is easy to achieve the motor is, need to change the frequency converter inverter tube inside the switching sequence, you can achieve the output exchange phase, there is no improper burning of the electric motor by phase change problems.Through the programmable controller to control the frequency converter, is a modern industrial application is most wide speed regulation method, so this paper mainly studies is that through the programmable controller to control the frequency converter to change the frequency and amplitude of the AC motor power supply, so as to change the moving magnetic field cycle, so as to achieve the smooth control of motor speed to.Keywords:Programmable controller, inverter, industrial control, variable frequency speed regulation目录第一章概述 (6)课题背景 (6)PLC的发展历程 (6)PLC的分类 (6)PLC的应用领域 (8)变频器基本原理与应用 (8)课题的目的和意义 (9)课题的目的 (9)课题的意义 (11)课题任务及要求 (11)课题的主要任务 (12)课题的主要要求 (12)第二章设计内容简介 (13)课题目前研究及应用现状 (13)设备的结构分析 (13)第三章PLC实现的过程 (15)工作流程 (15)工作过程叙述 (15)工作过程示意图 (15)PLC的I/O分配表 (15)PLC控制的设备清单及原理图 (17)元器件设备清单 (17)PLC控制的原理图 (17)梯形图及程序指令表 (18)梯形图 (18)程序指令表 (23)第四章控制装置的柜屛设计及安装调试 (27)元件安装图 (27)控制柜与操作屏设计图 (28)参考文献 (30)致谢 (31)第一章概述课题背景可编程逻辑控制器，英文称Programmable Logic Controller，简称PLC，它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，PLC由CPU，存储器、I/0接口、内嵌的精简高效操作系统组成。

西科大毕业设计--基于PLC的变频恒压供水系统的设计

摘要姚明退役后，由于身高太高，生活很不方便，四处寻医而不得解。

一天偶遇一位高僧。

高僧说，他有一副秘方，吃完可以将他身高降到一米8。

姚明听后大喜，说:“太好了，我打算给奥尼尔带一副过去，请问高僧，这药叫什么啊？”高僧答曰：“矮油！”随着我国社会的发展和进步，住房制度改革的不断深入，人们生活水平的不断提高，城市建设发展十分迅速，同时也对基础设施建设提出了更高的要求。

城市供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到用户的正常工作和生活，也直接体现了供水管理水平的高低。

传统供水厂，特别是中小供水厂所普遍采用的恒速泵加压供水方式存在效率较低、可靠性不高、自动化程度低等缺点，难以满足当前经济生活的需要。

随着人们对供水质量和供水系统可靠性要求的不断提高，需要利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，要求设计出高性能、高节能、能适应供水厂复杂环境的恒压供水系统成为必然趋势。

本论文分析变频恒压供水的原理及系统的组成结构，提出不同的控制方案，通过研究和比较，本论文采用变频器和PLC实现恒压供水和数据传输，然后用数字PID对系统中的恒压控制进行设计，最后，对系统的软硬件设计进行了详细的介绍。

本论文中的变频恒压供水已在国内许多实际的控制系统中得到应用，并取得稳定可靠的运行效果和良好的节能效果。

关键词：恒压供水变频调速 PLC 自动化设计Title Based on PLC frequency constant pressure water supply system designAbstractWith the development of China's social life, the deepening of housing reform, the continuous improvement of living standards, rapid development of urban construction, but also on a higher infrastructure demands.The construction of urban water supply system is one important aspect of water supply reliability, stability, economy directly affect the user's normal work and life, but also directly reflects the level of water supply management. Traditional water supply plant, in particular small and medium water plant widely used by the constant speed pump pressure there is less efficient water supply, reliability is not high, low automation shortcomings, can not meet the current needs of economic life.This paper analyzed the principle of variable frequency constant pressure water supply system and the structure of the different control scheme, through the research and comparison, this paper based on frequency and PLC constant pressure water supply and data transmission, then use digital PID to system of constant pressure control design, finally, the system hardware and software design were introduced in detail. In this paper, the frequency of constant pressure water supply has set up a file in the domestic many practical control system has been applied, and stable and reliable operation effect and good effect in energy saving.Keywords: Constant pressure water supply Frequency conversion speed PLC目次1 绪论 (1)1.1 现代城市供水的需求 (3)1.2 变频恒压供水的优点 (3)1.3 恒压供水的原理 (4)2 系统工艺简介及总体设计方案 (5)2.1 系统的控制过程及控制框图 (5)2.2 系统设计方案的比较及确定 (5)3 硬件设备选型1 绪论1.1 现代城市供水的需求水是人类最宝贵的资源，是人类生存的基本条件，又是国民经济的生命线。

基于PLC的中央空调温度控制系统设计毕业设计论文

摘要中央空调已经广泛应用于商用与民用建筑中，用于保持整栋建筑温度恒定。

传统的设计中，无论季节、昼夜和用户负荷的怎样变化，各电机都长期固定在工频状态下全速运行，所以会造成极大的的能源浪费。

本设计采用变频器、PLC、温度传感器等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量达到节能目的。

该系统采用西门子的S7—200PLC作为主控制单元，利用传统PID控制算法，通过西门子MM440变频器控制水泵运转速度，保证系统根据实际负荷的情况调整流量，实现恒温控制，从而最大程度的解决能源浪费问题。

本设计通过采用基于USS 协议的RS-485总线通讯的网络，通过西门子TD200文本显示器实现人机界面的设计，使用MCGS工控组态软件，对系统进行理论分析。

通过分析该设计，验证了该设计的可靠性，可以解决中央空调的能源浪费问题。

关键词：中央空调，PLC，PID，变频器ABSTRACTThe central air conditioning has been widely used in commercial and civil buildings, which are used to maintain constant temperature of the building. In traditional design, regardless of the season, day and night, and how the user load changes, the motor is fixed to run at full speed for a long time in the condition of power frequency. It will cause great waste of energy.This design is developed based on the combination of frequency converter, PLC, temperature sensor. It makes up a temperature difference closed-loop automatic control system and automatically adjust the output flow of pump to achieve energy saving. The system adopts the Siemens S7-200 PLC as the main control unit, using the traditional PID to control algorithm, using Siemens MM440 inverter to control of pump speed, to guarantee system adjust load flow according to actual situation. All of these will bring out constant temperature control, so as to solve the problem of energy waste to a great extent.This design use RS - 485 bus communication networks which is based on USS protocol and using the Siemens TD200 to realize the human-computer interface design, and using the software made from MCGS, to carries on the theoretical analysis to the system. Verified the reliability of the design, the design can solve the problem of central air conditioning energy waste through the analysis of the design.KEY WORDS: The central air conditioning, PLC, PID, frequency converter目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 中央空调的发展 (1)1.1.1 中央空调现在状况 (1)1.1.2 中央空调发展趋势 (1)1.2 本设计的意义 (1)1.2.1 设计的主要内容 (1)1.2.2 设计的意义 (2)第2章中央空调系统介绍 (3)2.1 中央空调结构 (3)2.1.1 中央空调概述 (3)2.1.2 中央空调结构 (3)2.2 中央空调系统工作原理 (4)2.2.1 制冷原理 (4)2.2.2 工作原理 (4)2.2.3 中央空调的控制原理 (4)2.3 中央空调的评价 (5)2.4 本章小结 (5)第3章中央空调控制系统的硬件设计 (6)3.1 变频器 (6)3.1.1 变频器的介绍 (6)3.1.2 变频调速的原理 (6)3.1.3 变频器的选择 (9)3.1.4 使用注意的问题 (10)3.2 电机的软启动原理及应用 (11)3.2.1 软启动的介绍 (11)3.2.2 软启动工作原理 (11)3.2.3 软启动的优点 (11)3.2.4 软启动与变频器的对比 (12)3.3 PLC选型 (12)3.3.1 PLC的工作原理 (12)3.3.2 西门子S7—200介绍 (13)3.4 温度传感器 (14)3.5 温度变送器 (15)3.6 人机界面选型方案 (15)3.7 总体硬件设计 (16)3.8 本章小结 (19)第4章软件设计 (20)4.1 PID控制 (20)4.1.1 PID控制简介 (20)4.1.2 PID参数整定 (20)4.1.3 对中央空调的PID控制 (21)4.2 应用软件STEP7 (21)4.3 plc编程 (22)4.3.1 程序流程图 (22)4.3.2 中央空调控制系统的I/O分配表 (24)4.3.3 程序中使用的存储器及其功能 (25)4.3.4 中央空调温度控制系统程序 (25)4.4 设备通讯 (26)4.4.1 RS-485介绍 (26)4.4.2 USS协议软件与S7—200间的通讯 (26)4.5 MCGS组态软件 (27)4.5.1 MCGS组态软件简介 (27)4.5.1 MCGS组态画面 (27)4.6 本章小结 (29)第5章结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (33)第1章绪论1.1 中央空调的发展1.1.1 中央空调现在状况中央空调行业现在存在着巨大的竞争，这种竞争是产品革新所产生的，产品革新主要围绕低碳环保进行，低碳环保在这个时代有着很重大的意义。

PLC控制恒压供水系统

高级技师职业资格鉴定论文文章题目：PLC在控制恒压供水系统的应用姓名：刘恩龙所在省市：山东省济宁市兖州区所在单位：山东省济宁兖州通力轮胎有限公司职业（工种）：维修电工摘要：本设计是针对居民生活用水/消防用水而设计的。

由变频器、PLC控制系统，调节水泵的输出流量。

电动机泵组由三台水泵并联而成，由变频器或工频电网供电，根据供水系统出口水压和流量来控制变频器电动机泵组之间的切换及速度，使系统运行在最合理的状态，保证按需供水。

采用PLC控制的变频调速供水系统，由PLC进行逻辑控制，由变频器进行压力调节。

通过PLC控制变频与工频切换，实现闭环自动调节恒压供水。

运行结果表明，该系统具有压力稳定，结构简单，工作可靠操作方便等优点。

关键词：供水系统变频器 PLC目录第一章概述 (1)1-1 常见的供水方式及变频恒压调节的 (1)一、原理 (1)二、水泵选择的一般性原则 (1)1-2 PLC、变频器控制的恒压供水系统方案 (3)一、恒压供水系统组成及主要自控设备的作用 (3)二、方案特点 (3)三、变频-工频双回路恒压供水方案优点 (3)四、设备选型及目的 (4)第二章硬件部分设计 (6)2-1硬件选择 (6)一、PLC介绍 (6)二、变频器介绍 (7)2-2变频驱动方式和传感变频器的使用 (7)一、驱动方式 (7)二、调节方式 (7)三、关于压力传感变频器的使用 (8)2-3 电动机调速方案的比较 (9)一、电动机的选择 (9)二、模拟供水系统的拟定 (10)第三章主电路设计 (11)3-1 硬件电路 (11)一、电路介绍 (11)二、控制流程图 (14)三、输入输出元件与PLC地址对照表 (15)第四章软件系统设计 (17)4-1 PLC程序设计 (17)总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)第一章概述变频供水的一种典型方式是变频恒压供水。

变频恒压供水时使用变频器的调速功能通过调节供水的水泵的转速，以维持供水始端压力，变使之保持相对的恒定，故又称恒压供水。

基于PLC的三相异步电机变频调速系统的设计

高等教育自学考试本科毕业论文基于PLC的三相异步电机变频调速系统的设计考生姓名：彭中建准考证号： 011811306047 专业层次：本科院（系）：机械与动力工程学院指导教师：唐晓庆职称：讲师重庆科技学院二O一三年七月十五日高等教育自学考试本科毕业论文基于PLC的三相异步电机变频调速系统的设计考生姓名：彭中建准考证号： 011811306047专业层次：本科指导教师：***院（系）：机械与动力工程学院重庆科技学院二O一三年七月十五日摘要随着科技的进步，电机的运用已经深入到各行各业的各个领域。

而现今也是一个资源高度消耗造成能源匮乏的时代，在这个时候考虑如何让其在高可靠性的同时又有效的节约能源耗费提高自身的效率，这不仅可以使企业的生产成本降低，而且对于社会的可持续发展有着重要的意义。

本文所讨论的是利用PLC控制的三相异步电机变频调速的基本原理与实现方法。

三相异步电机一般的调速方法有：降压调速，转子回路串电阻调速，变极调速，串极调速，变频调速等。

但是这些调速方法都有着各自的缺点，降压调速的调速范围很小，没有多大的实用价值；转子回路串电阻调速不利于空载或轻载调速，效率低，经济性差；变极调速调速的平滑性差；串极调速的控制设备复杂，成本高，控制困难。

所以调速性能至少需从两方面考虑。

第一，应从节能和提高效率的角度考虑，应将损耗在转子附加电阻上的能量吸收，转化成别的有用的能量或反馈到电网，以提高传动系统的效率。

第二，应从高性能调速要求考虑，应用控制理论，将其组成闭环调速控制系统，满足调速精度、动态响应等各项指标的要求。

综上所述，利用PLC控制的变频调速系统，是使三相异步电动机实现高性能高效率调速的有效办法。

通过改变定子绕组的供电频率f来实现，当转差率s一定时，电动机的转速n基本上正比于f。

很明显，只要有输出频率可以平滑调节的变频电源，就能平滑的调节异步电动机的转速。

关键词：变频调速，PLC，异步电机The three-phase asynchronous motor variable frequency speed regulation system based on PLC designAbstractHuman being is seriously threatened by exhausting mineral fuel, such as coal and fossil oil. As a kind of new type of energy sources, solar energy has the advantages of unlimited reserves, existing everywhere,using clean and economical .But it also has disadvantages ,such as low density,intermission,change of space distributing and so on. These make that the current series of solar energy equipment for the utilization of solar energy is not high. In order to keep the energy exchange part to plumb up the solar beam,it must track the movement of solar.In this paper, the solar tracking system of the mechanical part and control system part are designed.Mechanical structure mainly includes the main spindle, stepping motors, gears and gear ring, and so on. When the sun's rays has a deviation, small gear are rotated by stepper motor according to the control signal from MCU. And the large gear and main spindle is rotated by small gear in order to track to achieve the level direction.At the same time, another small gear is rotated by another stepper motor according to the control signal.And the large gear and the solar panels are rotated by the small gear in order to track to achieve the vertical direction. Solar is tracked by the two stepper motors together.Control system mainly includes the sensors part, stepper motor, MCU system and the corresponding external circuit, and so on. Photoelectric detection system is used to track solar. Sensors use photosensitive resistance. The two same photosensitive resistances were placed in east and west direction of the bottom edge .When the two photosensitive resistances received different light at the same time, the signal from comparison circuit is sent to MCU in order to rotate stepping motors.Keywords: Frequency control, PLC, asynchronous motor目录中文摘要 (I)英文摘要 ........................................................................................... 错误!未定义书签。

直流双闭环调速系统设计与仿真

直流双闭环调速系统设计与仿真一、直流双闭环调速系统的基本原理电流环用于控制电机的电流，通过测量电机的电流反馈信号与给定的电流信号进行比较，得到误差信号，然后经过PID控制器计算控制信号，最后通过逆变器输出给电机控制电流。

二、直流双闭环调速系统的设计1.确定系统参数：包括电机的转矩常数，转矩惯量，电感，电阻等参数。

2.设计速度环控制器：根据转速信号和转速误差信号，设计速度环控制器的传递函数。

可以选择PID控制器，也可以选择其他类型的控制器。

3.设计电流环控制器：根据电流信号和电流误差信号，设计电流环控制器的传递函数。

同样可以选择PID控制器或其他类型的控制器。

4.进行系统仿真：将设计好的速度环和电流环控制器加入电机模型，进行系统仿真。

通过调整控制器参数，观察系统的响应特性，可以优化系统性能。

5.调整控制参数：根据仿真结果，调整控制器的参数，使系统响应更加快速、稳定。

三、直流双闭环调速系统的仿真1.定义系统模型：建立直流电机的状态方程，包括速度环和电流环的动态方程。

2.设定系统初始条件和输入信号：设置电机的初始状态和给定的转速信号以及电流信号。

3.选择控制器类型和参数：根据设计要求，选择控制器类型和参数。

可以选择PID控制器，并根据调试经验选择合适的参数。

4.搭建控制系统模型：将速度环和电流环的控制器模型和电机模型连接在一起，构建闭环控制系统模型。

5.进行系统仿真：利用MATLAB或其他仿真软件进行系统仿真，根据给定的转速信号和电流信号，观察系统的响应特性。

四、直流双闭环调速系统的优化1.参数调整：根据仿真结果，调整控制器的参数，使系统的性能得到优化。

可以通过试探法或自适应调节方法进行参数调整。

2.饱和处理：考虑到电机的饱和特性，可以在控制器中添加饱和处理模块，以提高系统的稳定性和抗干扰能力。

3.鲁棒性设计：考虑到系统参数的不确定性，可以采用鲁棒控制方法，提高系统的鲁棒性能。

4.死区补偿：在电机控制中常常会出现死区现象，可以在控制器中添加死区补偿模块，以减小死区对系统性能的影响。

电机速度闭环控制原理

电机速度闭环控制原理电机速度闭环控制是控制电机转速的一种重要方法，通过检测电机输出的实际速度并与期望速度进行比较，不断调整控制信号，使电机能够稳定运行在期望速度上。

在工业生产中，电机速度闭环控制被广泛应用于各种场合，如机械制造、风电、自动化生产线等。

一、电机速度闭环控制系统结构电机速度闭环控制系统一般由传感器、比例积分微分控制器（PID 控制器）、功率放大器和电机本身组成。

传感器用于检测电机的实际速度，将检测到的信号反馈给PID控制器；PID控制器根据实际速度和期望速度之间的差异计算出控制信号，并输出给功率放大器；功率放大器将控制信号放大后送给电机，控制电机转速。

二、 1. 检测实际速度：传感器通过测量电机转子或输出轴的运动状态，获得电机的实际速度信号。

2. 设定期望速度：系统设定一个期望速度值，作为电机应该达到的目标速度。

3. 比较实际速度和期望速度：将实际速度信号与期望速度值进行比较，得到误差信号。

4. PID控制器计算控制信号：PID控制器根据误差信号计算得到比例、积分、微分三个部分的控制信号，通过调整这三个部分的权重系数，控制电机速度的稳定性和动态响应。

5. 输出控制信号：PID控制器输出的控制信号经过功率放大器放大后送给电机，控制电机的转速。

6. 调整电机速度：电机根据接收到的控制信号，调整转子位置或输出轴转速，使实际速度逐渐接近期望速度。

三、电机速度闭环控制应用电机速度闭环控制在工业生产中有着广泛的应用，可以提高生产效率，保证产品质量。

在自动化生产线上，通过电机速度闭环控制，可以实现对生产过程的精确控制，提高生产效率；在风电场景中，电机速度闭环控制可以保证风力发电机在各种气象条件下稳定输出电能，提高风力发电的可靠性和效率。

综上所述，电机速度闭环控制原理是一种重要的控制方法，通过传感器检测电机实际速度，PID控制器计算控制信号，调整电机转速，实现稳定运行在期望速度上。

在工业生产中有着广泛的应用前景，能够提高生产效率，保证产品质量，推动工业自动化进程的发展。

毕业设计龙门刨床PLC控制系统设计

VFLC1LC 2VR
A
Ld Ia
B
Ud
C
M- Ea
A
VF
VR
B
C
M-
LC 3
LC 4
a)
b)
图3-4 采用三相桥式电路的反并联可逆电路
a)主电路
b)简图
五、逻辑控制的无环流可逆系统
逻辑控制的无环流可逆系统当一组晶闸管工作时，用逻辑电路（硬件）或逻辑算法（软件）去封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，以确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断了环流的通路，这就是逻辑控制的无环流可逆系统。
图中：ASR为转速调节器，ACR为电流调节器，Un*和Un为转速给定（数字量）和转速反馈（数字量），Ui* 和-Ui为电流给定（数字量）和电流反馈（数字量）， TG为测速发电机。
四、应用反并联可控硅整流装置为系统电机供电
三相桥式电路的反并联可逆电路中的环流问题环流的定义：采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流。环流的危害环流加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率，环流太大时会导致晶闸管损坏。
问题1：希望在起动过程中只有电流负反馈；到达稳态转速后，又希望只要转速负反馈，不再依靠电流负反馈发挥主要的作用。怎样才能做到这种既存在转速和电流两种负反馈作用，又使它们只能分别在不同的阶段起作用呢？双闭环调速系统正是用来解决这个问题的。
问题2：龙门刨床要求电动机既能正转，又能反转，还需要快速地起动和制动，这就需要可逆的调速系统。由于电力电子器件的单向导电性，需要专用的可逆电力电子装置来实现。根据任务要求，本次设计采用了电流、速度双闭环逻辑无环流可逆直流调速系统。

基于PLC模拟量的变频器闭环调速控制

矿井通风系统------基于PLC模拟量的变频器闭环调速控制摘要随着电力电子技术及控制技术的发展，使得交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用。

由于PLC的功能强大、容易使用、高可靠性，常常被用来作为现场现场数据的采集和设备的控制。

本文介绍了 PLC控制变频调速系统在矿井局部通风机中的应用。

以瓦斯浓度为主控参数,通过A/D采样模块采集瓦斯浓度，送入PLC与设定值进行运算，输出再经过D/A转换控制变频器 ,来调节局部通风机电机转速实现最优控制 ,达到安全监控与节能目的。

关键字：PLC；变频器；PID控制；局部通风机；A/D转换；D/A转换AbstractWith the power electronics and control technology, making the AC variable speed motor drive in the industry has been widely applied. Since the PLC powerful, easy to use, high reliability, are often used as a field-site data collection and device control.This article describes the frequency control system PLC control local fan in the mine in the application. To gas concentration as the main control parameters through the PLC control frequency, to adjust the fan motor speed to achieve optimal local control, to security monitoring and energy conservation purposes.Keyword：PLC; inverter; PID control; local fan；A / D converter; D / A converter目录0中英文摘要 (1)1引言 (3)1.1 PLC概述 (3)1.2设计目的 (3)1.3设计内容 (3)1.4设计实现目标 (3)2系统总体方案设计 (4)2.1系统硬件配置及组成原理 (4)2.2系统接线图设计 (6)3控制系统设计 (7)3.1控制程序流程图设计 (7)3.2控制程序设计思路 (7)4系统调试及结果分析 (8)4.1系统调试步骤 (8)4.2遇到的问题以及解决方案 (9)4.3结果分析 (9)5结束语 (9)6参考文献 (10)1 引言1.1 PLC概述可编程控制器(PLC)是以计算机技术为核心的通用自动化控制装置,它的功能性强,可靠性高,编程简单,使用方便,体积小巧,近年来在工业生产中得到广泛的应用,被誉为当代工业自动化主要支柱之一。

基于PLC的电机控制系统设计

目录目录 (1)第一章绪论 (3)1.1研究背景及意义 (3)1.2相关技术简介 (3)1.2.1变频器的应用与发展概况 (3)1.2.2 PLC技术 (5)1.3本文设计的主要内容 (6)第二章变频调速原理 (6)2.1变频器基本结构 (6)2.2 变频调速的基本原理 (7)2.3 变频调速的优点 (10)第三章 PLC技术 (12)3.1 PLC概述 (12)3.2 PLC的组成及各部分作用 (12)3.3 PLC的工作原理 (15)第四章实验系统的设计 (17)4.1系统设计功能分析 (17)4.2 PLC和变频器的选择 (17)4.2.1SIMATIC S7-200介绍 (17)4.2.2 SIMATIC MICROMASTER420变频器性能介绍 (21)4.3 闭环系统设计 (22)4.3.1 系统硬件设计 (23)4.4 多段速控制设计 (28)4.4.1 硬件设计 (28)4.5软件设计 (30)4.5.1 编程软件介绍 (30)4.5.2闭环程序设计 (31)4.5.3 多段速程序设计 (34)第五章实验调试和数据分析 (36)5.1 闭环系统 PID参数整定 (36)5.2 多段速控制分析 (38)第六章总结与体会 (38)参考文献 (39)致谢 (39)第一章绪论1.1研究背景及意义调速系统快速性、稳定性、动态性能好是工业自动化生产中基本要求。

在科学研究和生产实践的诸多领域中调速系统占有着极为重要的地位特别是在国防、汽车、冶金、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。

调速控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。

可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，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。

它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简朴，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。