基于PLC的起重机变频调速系统设计

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基于PLC的三相异步电机变频调速系统的设计毕业论文

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 (II)英文摘要 ........................................................................................ 错误！未定义书签。

基于PLC的起重机控制系统设计

基于PLC的塔式起重机控制系统的设计摘要: 本文针对传统的由继电器接触器控制的塔式起重控制系统可靠性差、操纵复杂、故障率高、电能浪费大、效率低等缺点提出将可编程序控制器和变频器应用于其控制系统.在塔式起重机提升机构加上一套由旋转编码器、PG数模转换构成变频器闭环系统.结果表明：该系统使用方便，具有良好的动态调整性能,极大进步了系统的稳定性、可靠性.关键词：可编程序控制器;塔式起重机;稳定性1. 传统的塔式起重机的控制现状塔式起重机是我们建筑机械的关键设备，在建筑施工中起着重要作用，我们只用了五十年时间走完了国外发达国家上百年塔机发展的路程，如今已达到发达国家水平并跻身于当代国际市场.随着高层建筑发展，对施工机械提出了新的要求.于是，160TM附着式、45TM内爬式、120TM自升式等都由我国自己设计并制造;八十年代，国家建设突飞猛进，建筑用最大的250TM塔机也应运而生.进进九十年代，现代化进程不断加快，国内外市场对塔机要求越来越高，众多城市大型建筑、水利、电力、桥梁等不断增加，市场的要求加快了新产品开发的力度，先后有400TM、900TM水平臂和300TM动臂式塔机[1，、2].90年代开发生产的塔机产品技术性能均明显进步，起升机构采用三速电机驱动、涡流制动、电动换挡减速箱，变幅回转采用双速电机液力联轴节驱动，或采用变频调速，有多种速度，工作平稳生产效率高.安全装置齐全，动作灵敏可靠，装有防止误操纵和野蛮操纵装置，可杜尽安全事故[2].随着功率电子技术的发展，早在六十年代后期，国外就开始致力于晶闸管定子调压调速技术的开发研究.目前，该技术己进进了成熟稳定的发展应用阶段.可编程序控制器PLC引进到交流电气传动系统后[3，4]，使传动系统性能发生了质的变化.在塔式起重机实现了抓斗的自动控制和故障诊断、检测显示等，达到了新的技术高度.由变频器构成的交流调速系统可取代直流调速系统，是随着计算机技术特别是大规模集成电路制造技术的不断发展的必然结果，符合起重机的发展趋势，适合发展大起重重量的起重机.2. 塔式起重机PLC控制系统原理本系统将塔式起重机控制系统由继电器控制改为PLC控制，四大机构调速均采用变频调速.塔式起重机控制系统的系统总框图如图1所示[5，8，9].塔式起重机的起升、变幅、回转、运行电动机都需要独立运行，整个系统由6台电动机和4台变频器传动，使用一台PLC加以控制.图1 系统总框图运行机构的起动时间应尽量符合实际需要，起动迅速而平稳;机构的电气制动方式必须着重考虑.对不同的工况，可选择自由制动方式与强制制动方式.在运行机构正常停止时，可选用自由停止方式，其停止时间可按实际生产中的运行情况设定，以尽量满足司机操纵塔式起重机的需要为主.为保证起升机构起动时具有足够大的起动转矩，可以通过设定机械制动器的打开时间、变频器的最低运行频率、运行电流之间的关系，以满足机构负载特性的要求.变频器内部参数的设定能保证机构具有良好的调速精度及起制动性能，由于起升机构电机需使用脉冲编码器作为速度反馈装置.通过丈量脉冲编码器的脉冲数，利用二者之差控制电机的速度，所以选择脉冲编码器及其安装时，应当考虑周全[6，7，10].3. 系统硬件设计电气控制系统原理图主要包括主电路和PLC外围接线图.1.主电路共有六台电机，同时带有风机冷却装置.2.PLC外围接线电路的I/O接线信号分别与表1中的I/O名称相对应.表1 S7-200 I/O分配表4. 系统软件设计根据塔式起重机控制电路的工作原理，绘制软件流程图如图2所示.图2 系统软件流程图在本系统中，PLC程序设计的主要任务是接受外部开关信号（按钮、联动控制台继电器）的输进，判定当前的系统状态以及输出信号往控制接触器等器件，以完成相应的控制任务。

基于PLC的塔式起重机控制系统的设计

基于PLC的塔式起重机控制系统的设计摘要: 本文针对传统的由继电器接触器控制的塔式起重控制系统可靠性差、操作复杂、故障率高、电能浪费大、效率低等缺点提出将可编程序控制器和变频器应用于其控制系统.在塔式起重机提升机构加上一套由旋转编码器、PG数模转换构成变频器闭环系统.结果表明：该系统使用方便，具有良好的动态调整性能,极大提高了系统的稳定性、可靠性.关键词：可编程序控制器;塔式起重机;稳定性1. 传统的塔式起重机的控制现状塔式起重机是我们建筑机械的关键设备，在建筑施工中起着重要作用，我们只用了五十年时间走完了国外发达国家上百年塔机发展的路程，如今已达到发达国家水平并跻身于当代国际市场.随着高层建筑发展，对施工机械提出了新的要求.于是，160TM附着式、45TM内爬式、120TM自升式等都由我国自己设计并制造;八十年代，国家建设突飞猛进，建筑用最大的250TM塔机也应运而生.进入九十年代，现代化进程不断加快，国内外市场对塔机要求越来越高，众多城市大型建筑、水利、电力、桥梁等不断增加，市场的要求加快了新产品开发的力度，先后有400TM、900TM水平臂和300TM动臂式塔机[1，、2].90年代开发生产的塔机产品技术性能均显著提高，起升机构采用三速电机驱动、涡流制动、电动换挡减速箱，变幅回转采用双速电机液力联轴节驱动，或采用变频调速，有多种速度，工作平稳生产效率高.安全装置齐全，动作灵敏可靠，装有防止误操作和野蛮操作装置，可杜绝安全事故[2].随着功率电子技术的发展，早在六十年代后期，国外就开始致力于晶闸管定子调压调速技术的开发研究.目前，该技术己进入了成熟稳定的发展应用阶段.可编程序控制器PLC引入到交流电气传动系统后[3，4]，使传动系统性能发生了质的变化.在塔式起重机实现了抓斗的自动控制和故障诊断、检测显示等，达到了新的技术高度.由变频器构成的交流调速系统可取代直流调速系统，是随着计算机技术特别是大规模集成电路制造技术的不断发展的必然结果，符合起重机的发展趋势，适合发展大起重重量的起重机.2. 塔式起重机PLC控制系统原理本系统将塔式起重机控制系统由继电器控制改为PLC控制，四大机构调速均采用变频调速.塔式起重机控制系统的系统总框图如图1所示[5，8，9].塔式起重机的起升、变幅、回转、运行电动机都需要独立运行，整个系统由6台电动机和4台变频器传动，使用一台PLC加以控制.图1 系统总框图运行机构的起动时间应尽量符合实际需要，起动迅速而平稳;机构的电气制动方式必须着重考虑.对不同的工况，可选择自由制动方式与强制制动方式.在运行机构正常停止时，可选用自由停止方式，其停止时间可按实际生产中的运行情况设定，以尽量满足司机操作塔式起重机的需要为主.为保证起升机构起动时具有足够大的起动转矩，可以通过设定机械制动器的打开时间、变频器的最低运行频率、运行电流之间的关系，以满足机构负载特性的要求.变频器内部参数的设定能保证机构具有良好的调速精度及起制动性能，由于起升机构电机需使用脉冲编码器作为速度反馈装置.通过测量脉冲编码器的脉冲数，利用二者之差控制电机的速度，所以选择脉冲编码器及其安装时，应当考虑周全[6，7，10].3. 系统硬件设计电气控制系统原理图主要包括主电路和PLC外围接线图.1.主电路共有六台电机，同时带有风机冷却装置.2.PLC外围接线电路的I/O接线信号分别与表1中的I/O名称相对应.表1 S7-200 I/O分配表4. 系统软件设计根据塔式起重机控制电路的工作原理，绘制软件流程图如图2所示.图2 系统软件流程图在本系统中，PLC程序设计的主要任务是接受外部开关信号（按钮、联动控制台继电器）的输入，判断当前的系统状态以及输出信号去控制接触器等器件，以完成相应的控制任务。

基于PLC的桥式抓斗起重机变频控制系统优化设计

ｐｒｏｇｒａｍ
① 作者：锋（９２）男，南巩义，许昌职业技术学院机电工程系任教。薄关１８一，河在科技博览ｌ６３４
图１起重机控制系统结构框图
ＦｇＦａｅｄａｒｍｏｃａｅｉｌｒｍｉｇａｆｒｎ
ｃｎｒｓｓｅｏｔｏｌｙｔｍ
图２ＰＣ序流程图Ｌ程
ＦｇＦｏｈｒｆＰＣｉ２ｌｗｃａｔｏＬ
１引言抓斗桥式起重机作为物料搬运的起重设备，广泛应用在钢厂、码头、仓库等场合，其安全性和可靠性要求较高。然而，对目前抓斗桥式起重机主要采用继电接触器控制，子串电阻方法进行启动与调速。由于载荷工作环境恶转劣，利用率高实际使用中主要存在如下问题：１调速方式采用转子串电阻，（）机械振动大，定位比较困难，易造成设备损坏：２抓斗电机采用绕线式电动机，（）不具备软启动特性，启动过程中没有缓冲过程，易造成电冲击或机械冲击：３控（）制电路由继电器和接触器组成，作过程中由于粉尘、湿度等因素的影响，工导致元件触点接触不可靠，引起故障：４抓斗桥式起重机提升电机与开闭电机而（）之间无电气联系，们之间的配合完全靠司机操作协调，它劳动强度大，而且容易造成动作不同步，影响正常工作。本文针对该系统的不足，用可编程序控制器代替继电器、触器控制，采接采用变频器代替转子串电阻调速方式。改造后，使得起重机的整体特性得到较大提高，行效果显著。运２抓斗电气控制系统硬件设计改进后，熏机控制系统主要由可编程控制器、变频器、负荷重量测量起仪等组成（控制系统结构框图如图１所示）。其中大车为两台电动机同时拖动，现同步运行。所以整个系统有五台电动机２基于变频调速的抓斗吊车控制系统设计［］工矿自动化，Ｊ．

[电子设计论文精品]基于PLC的起重机变频调速系统设计)

本科毕业设计（论文）题目：基于PLC的起重机变频调速系统设计学院：电气工程与自动化学院专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生：指导教师：职称：副教授时间：2017年6月3日本科毕业设计（论文）任务书电气工程与自动化学院电气专业 2013级（2017 届）3班学生题目：基于PLC的起重机变频调速系统设计专题题目（若无专题则不填）：原始依据(包括设计(论文)的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等)：常用的桥式起重机大多存在电能浪费严重、自动化水平低等问题, 随着计算机技术和自动控制技术的不断进步与发展，许多领域中都引入了计算机自动检测与控制技术。

现设计一种全新的基于无线网络、PLC和变频回馈装置的高性能起重机控制系统, 把基于可编程序控制器PROFIBUS总线和变频器应用于桥式起重机控制系统上,减少了硬件和控制线,极大提高了系统的稳定性,可靠性。

主要内容和要求：(包括设计(研究)内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求)：一、硬件部分：该课题所需要的硬件包括CPU315-2DP型号的S7-300,变频器6SE70,电机，触摸屏等。

二、软件部分：主要分为两部分：1.主程序通过调用功能FC实现五段调速，并将FC输出值通过在主程序中转换后通过DP通信传送给变频器。

2.PLC S7-300通过调用SFC15把发送数据打包，调用SFC14把接收数据解包，并且输入输出按实际需要的产生动作。

由上叙述可知本课题所需要的技术有：PLC S7-300，变频器、检测技术等。

所以不仅要求学生具有系统的专业综合理论知识，而且要具有一定的创新实践能力和应用能力、分析与解决问题的能力。

日程安排：主要参考文献和书目：[1]刘艳梅，任双艳，李一波编著.S7-300 可编程控制器（PLC）教程.北京：人民邮电出版社，2008.1:150～178.[2]张运刚，宋小春，郭武强编著.西门子S7-300/400PLC技术与应用：人民邮电出版社，2007.8：224～350.[3]陈雨春，李景学.可编程控制器应用软件设计方法与技巧.北京:电子工业出版社，1992:5～16，34～65.[4]佟纯厚.近代交流调速技术.冶金工业出版社，2008.7:41～58.[5]张燕宾.SPWM变频器调速应用技术.北京机械工业出版社,1997:12～33.[6]丁斗章.变频调速技术与系统应用〔M〕.北京:机械工业出版社，2005.[7]马宁，孔红.S7-300PLC和MM440变频器的原理与应用〔M〕.北京:机械工业出版社，2006.[8]刘小庆.基于PLC控制的变频调速在桥式起重机中的应用[M].武汉科技大学，2005.[9]张三豹.变频调速起重机中的PLC.起重运输机械，2001:27～29.[10]SIEMENS公司.SIMATIC S7一300可编程序控制器系统手册.2002.[11]朱少祥.可编程控制器(PLC)原理及应用.上海交通大学出版社，1998.[]许大中.交流电动机调速理论.杭州:浙江大学出版社，1991.[12]Germany Profibus Interface Center/lab.Manfred Pop The Rapid Way to PROFIBUS-DP〔M〕, 1997:167～169.[13]S7-300 Module Specifications:l-18，22～24.[14]赵庆林.用变频调速器实现过程的自动控制.石油化工自动化,2003,2:34～35.[15]王梅生.变频调速在起重机中的应用.起重运输机械，1999,(2):6～10.[16]满永奎.通用变频器及其应用.北京:机械工业出版社，1995.[17]张扬,蔡春伟,孙明健.S7-300PLC 原理与应用系统设计[M].北京:机械工业出版社,2007.指导教师（签字）：2017年3月4 日注：本表可自主延伸，各专业根据需要调整。

一种基于PLC控制的桥式起重机系统的设计

Ｖｏ．８ｏ．１１Ｎ３Ｍａ２０１ｖ．０
一
种基于ＰＣ控制的桥式起重机系统的设计Ｌ
白宏伟张，敏张永停，
（．１河南机电高等专科学校，河南新乡４３０；．５０２２河南起重机器有限公司，南新乡４３０）河５０２
车电机变频调速系统之间、车电机变频调速系统之等综合状态信息，而对整机的状态和故障进行实时小从间、升电机变频调速系统之间，各设有一个同步监控。由于ＰＣ和触摸屏简单易用的编程环境，以起都Ｌ可控制电路和一个并车控制电路，以在任意一台起重根据系统控制的要求，最短的时间内满足其要求，可在
中图分类号：Ｍ０Ｔ３２文献标识码：Ａ文章编号：０１８—２９（００００１０００３２１）３— ０９— ３
起重机的电气控制系统由两台ＰＣ组成的ＰＣＬＬ
一
系统采用ＰＣ通信作为各部件联系的中枢神经，Ｌ
机的司机室进行操作，一台起重机将高精度地与主使系统的“ 性 ” 另柔大大提高。控起重机保持速度和位置同步，实现多吊点安全可靠作为主、从站的两台ＰＣ控制的电气系统完全相Ｌ
起吊。
同，台车的系统结构如图１示：单所
网络作为整个系统的控制核心（台ＰＣ作为主站，起重机驾驶室操作工通过主令控制，ＰＣ发出起一Ｌ向Ｌ台ＰＣ作为从站）系统采用变频器驱动大车、Ｌ；小动、停止、升、降、慢、车等指令，应的ＰＣ上下快并对Ｌ车、钩、钩电动机，配置相应的制动单元，现调用预先写好的程序指令，主副并实控制变频器完成正反转和制动能耗消耗，护电气元件；了达到较高的定位各种速度切换等 ¨ 。保为精度，各机构的电机轴上同轴联接安装有一个增量在在驾驶室安装触摸屏，ＬＰＣ将起重机的各种信号

基于PLC的变频调速控制系统设计毕业论文.doc

摘要现代科学是一个以自动化设备控制系统为核心的工业科学。

工业自动化技术对工业生产过程实现测量、控制、优化和决策，使企业实现“好、省、多、快”，提升企业的市场竞争力.因此“国家中长期科技发展规划”已明确规定,工业自动化技术是21世纪现代装备制造业中最重要的科学工业技术之一,而PLC占据主导地位。

PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

本次基于CompactLogix风动模型控制器的设计，主要内容是对PLC进行了研究，通过搭建DeviceNet网络，通过对CompactLogix 可编程逻辑控制器编程，控制PowerFlex变频器来驱动风机模型，风机转动改变模型箱的压强，从而使小球运动并悬浮于某一设定位置。

通过模型中小球的运动趋势来展现了抽象的运动控制，使得能够更直观的看到运动控制的功效.关键词:CompactLogix、变频控制、自动化、风机summaryModern science is a scientific industry as the core of automation equipment control system. Industrial automation technology achieves measurement, control，optimization and decision for industrial producing process. And makes enterprises realize ”good, province, much and fast"，and improve enterprises' market competitiveness。

浅谈PLC的塔式起重机控制系统的设计

浅谈PLC的塔式起重机控制系统的设计由于传统的塔式起重控制系统由继电器接触器控制，其控制系统操作复杂、安全性差、电能浪费大、故障率高、效率低。

本文建议设计塔式起重机的多参数监控方法，将变频器与可编程序控制器在控制系统中使用，从而构建基于PLC 核心控制器的塔式起重机多参数安全控制系统。

并于塔式起重机提升机构之上加一套由PG数模转换与旋转编码器构成变频器闭环系统。

经过试验验证，该系统使用较为简便，其调整性能非常好，系统的稳定性、安全性也很好。

标签：PLC；塔式起重机；控制系统引言国家相关标准规定塔机应安装一定的安全装置，按照功能划分，主要有超载保护装置与行程限位器两种。

在塔机作业中，由于某些驾驶员不按照塔机起重特性要求严格操作而野蛮作业，更为严重的是还拆掉了限制器，因此，因违规操作、超重等原因而导致的倒塔事发生非常多。

所以应当对塔机的关键参数进行实时监测，可以增加新的安全监控装置从而实现更智能化、更精确的安全保证。

本文则以PLC为安全系统的核心，从而实现对塔机的变幅位置、起升高度、起重量还有回转状态进行实时监控，在保留原有的安全装置作为二级保护的基础上，进一步提高塔机在工作运行中的安全可靠性。

1 传统的塔式起重机的控制现状在建筑机械中，塔式起重机占据着十分重要的位置，在建筑施工过程中极为关键，我国只费了五十年便完成了发达国家上百年的塔机发展的过程，现在已经与发达国家水平相当，并打入了国际市场。

由于高层建筑的迅速发展，对施工机械要求也越来越高。

所以，45TM内爬式、120TM自升式以及160TM附着式等都是我国自主设计制造；八十年代之后，国家建设事业迅猛发展，于是，最大建筑用的250TM塔机也随之产生。

至九十年代，现代化进程更加迅速，国内外市场对塔機性能的要求逐渐提升，各大城市大型建筑、桥梁、电力、水利也迅速增加，市场需要使新产品的开发力度加大，先后出现300TM动臂式，400TM、900TM 水平臂和塔机。

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。

毕业设计(论文)-基于S7-200PLC的变频调速电梯控制系统设计

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称基于S7-200PLC的变频调速电梯控制系统设计学院电气与信息工程学院专业班级自动化101班姓名学号毕业设计(论文)的主要内容及要求：根据电梯的设计要求和性能指标，确定PLC的控制任务，完成PLC的硬件设计、I/O地址分配、变频器的参数设置，绘制出PLC、曳引系统、显示系统、旋转编码器、门机电机等模块之间的硬件连接、系统框图。

在此基础上，分模块画出程序流程图，设计PLC的梯形图。

要求具备以下能力：（1）熟练使用STEP7编程软件（2）查阅相关文献了解电梯变频控制系统的组成及原理（3）基于 S7-200 PLC 和 FR-A540 通用变频器的实现六层电梯的控制，并运用与之相配的STEP7编程软件，通过STL和LAD两种编程语言编制控制程序。

指导教师签字：┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊摘要电梯是高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具。

由于传统的电梯运行逻辑控制系统采用的是继电器逻辑控制线路。

采用这种控制线路，存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。

从技术发展来看，这种系统将逐渐被淘汰。

随着电梯拖动技术、控制技术的快速发展，电梯已从直流电动机拖动到交流单速、交流双速电动机驱动，到交流调压调速控制，发展到交流调压调频技术控制，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制，使得电梯运行的可靠性、安全性、舒适感、平层精度、运行速度、节能降耗、降低噪音等方面得到了极大的发展。

新制造的电梯都采用了对电动机实现线性调速的调压调频技术，由于vwF电梯采用微机控制，有完善的自检测、自诊断、自保护功能，因而十分安全可靠。

在研究电梯基本结构的基础上，阐述了电梯的拖动原理和控制原理，重点分析了电梯改造中如何用变频器和PLc来完善电梯控制系统，研究并提出了基于PLc和变频器的电梯控制系统的实现方案，利用FR-A540型变频器可编制速度曲线的特点为电梯舒适度的提高，提供了技术支持。

基于PLC的变频调速通风机系统设计

基于PLC的变频调速通风机系统设计1. 引言1.1 研究背景随着现代工业生产的发展和环境保护意识的增强，通风系统在工业生产中起着越来越重要的作用。

传统的通风系统通常采用定速运行的通风机，这样容易导致系统能耗高、控制精度低以及设备寿命短等问题。

为了解决这些问题，基于PLC的变频调速通风机系统逐渐成为了研究热点。

研究基于PLC的变频调速通风机系统设计，对于提高工业生产效率、降低能耗、改善生产环境质量具有重要意义。

本文将围绕这一目标展开研究，并探讨其在工业生产中的应用前景和发展方向。

1.2 研究目的研究目的是为了探究基于PLC的变频调速通风机系统设计在实际工程应用中的可行性和效果，从而提高通风系统的运行效率和节能性能。

通过分析现有的通风系统设计方案和控制方法，将PLC技术与变频调速器相结合，实现通风系统的智能化控制和优化运行。

研究的目的还包括选取合适的变频调速器，并通过系统性能评估来验证设计方案的有效性和可靠性。

通过本研究的实施，旨在为工程实践提供参考和借鉴，促进通风系统的发展和应用，同时也为未来相关研究提供了一定的理论和实践基础。

1.3 研究意义基于PLC的变频调速通风机系统设计具有重要的研究意义。

首先，随着科技的不断发展，PLC技术在工业控制领域得到了广泛应用，其稳定性和可靠性受到了广泛好评。

将PLC应用于变频调速通风机系统设计中，可以提高系统的精度和稳定性，使系统运行更加高效。

其次，通风系统在工业生产中起着至关重要的作用，如何设计一套高效、节能的通风系统对于提高生产效率和保障员工健康具有重要意义。

基于PLC的变频调速通风机系统设计能够实现对风机的精准控制和调节，提高系统的通风效果和节能效率。

此外，通过对系统进行性能评估，可以及时发现问题并进行调整和优化，进一步提高通风系统的整体性能。

因此，研究基于PLC的变频调速通风机系统设计，不仅可以为工业生产提供更加可靠的设备支持，同时也有助于节能减排和提高工作环境质量。

基于PLC的变频器多段速调速系统设计

陕西工业职业技术学院基于PLC的变频器多段速调速系统设计专业：机电一体化班级：机电1105班姓名：冯志超指导教师：司老师目录1 绪论 (1)2课题的背景 (1)背景分析....................................................................... 错误！未定义书签。

3 PLC 和变频器的介绍 (5)4 PLC 的结构及特点 (5)5 PLC 的工作原理 (7)6 PLC 的应用 (7)7 PLC 发展趋势 (8)8 PLC 控制变频器带电机多段速运行 (8)9变频器的介绍 (8)10变频器的控制方式 (9)11变频器的应用 (9)12 PLC 与变频器的组合 (10)13变频器和PLC 进行配合时所需注意的事项 (10)14变频调速系统 (11)15变频调速的基本控制方式 (11)16系统的控制要求................................................... 1错误！未定义书签。

17方案的确定........................................................... 1错误！未定义书签。

18 S7-200 PLC .............................................................. 错误！未定义书签。

19MicroMaster420 变频器 (13)20外部电路设计 (14)21 变频开环调速 (14)22．按项目控制要求设计PLC和变频器 (15)23 PLC程序设计 (15)24变频器参数设置 (16)25任务拓展 (17)26项目实现 (17)附录 (20)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)绪论课题的背景最先制成电动机的人是德国的雅可比，在两个u 型电磁铁中间，装一六臂轮，每臂带两根棒型磁铁。

基于PLC控制的变频调速毕业设计论文

第一章绪论1.1 课题来源国内提升机电控绝大多数还是转子回路串电阻分段控制的交流绕线式电机继电器接触器系统，设备陈旧、技术落后。

而且这种控制方式存在着很多的问题: l)转子回路串接电阻，消耗电能，造成能源浪费。

2)电阻分级切换，为有级调速，设备运行不平稳，容易引起电气及机械冲击。

3)继电器、接触器频繁动作，电弧烧蚀触点，影响接触器使用寿命，维修成本较高。

4)交流绕线异步电动机的滑环存在接触不良问题，容易引起设备事故。

5)电动机依靠转子电阻获得的低速，其运行特性较软。

6)提升容器通过给定的减速点时，由于负载的不同，而将得到不同的减速度，不能达到稳定的低速爬行，最后导致停车位置不准，不能正常装卸载。

上述问题使提升机运行的可靠性和安全性不能得到有效的保障。

因此，需研制更加安全可靠的控制系统，使提升机运行的可靠性和安全性得到提高。

在提升机控制系统中应用计算机控制技术和变频调速技术，对原有提升机控制系统进行升级换代。

就计算机技术在工业现场应用情况而言，可编程控制器(PLC)是目前作为工业控制最理想的机型，它是采用计算机技术、按照事先编好并储存在计算机内部一段程序来完成设备的操作控制。

采用PLC控制，硬件简洁、软件灵活性强、调试方便、维护量小，PLC技术己经广泛应用于各种提升机控制，配合一些提升机专用电子模块组成的提升机控制设备，可供控制高压带动力制动或低频制动，单、双机拖动等。

操作、监控和安全保护系统选用可编程控制器。

主控计算机应用软件能完成提升机自动、半自动、手动、检修、低速爬行等各种运动方式的控制要求。

本设计将在PLC电控系统的基础上配合变频调速装置，运用现在先进的矢量控制技术，不但适合提升机运行工艺的要求，还将解决整套提升机系统的电力拖动方面的一系列问题。

1.2 国内外提升及研究状况近三十年来，国外提升机机械部分和电气部分都得到了飞速的发展，而且两者相互促进，相互提高。

起初的提升机是电动机通过减速器传动卷筒的系统，后来出现了直流慢速电动机和直流电动机悬臂安装直接传动的提升机。

论基于 plc 的起重机自动控制系统设计

论基于 plc 的起重机自动控制系统设计摘要：起重机是进行机械生产时一种非常常用的起重机械，对于生产过程有着非常重要的作用，所以提高起重机的运行效率，确保其运作安全和降低生产成本是非常重要的。

本文对目前起重机中存在的位移监测、数据通讯、自动控制等问题进行了分析，并提出了旋转编码器的位移检测，西门子PLCS7300和MM440 变频器控制的起重系统，通过将PROFBUS-DP与西门子PLCS7300相连来实现数据通信和全自动控制，提高工作效率。

关键词：可编程控制器自动控制系统设计引言：起重机的种类多种多样，常见的为桥式、门式和梁式等，其中又以桥式起重机的使用最为广泛。

传统的起重机一般都是采用重用绕线式交流异步电动机拖动，升降机构和运行机构上的电机采用转子串电阻调速的方式，这种方式操作复杂，可靠性不强，并且电量浪费大。

本文本要讨论基于可编程控制器和变频器和变频器的起重机控制系统进行改进，对起重机的位移监测和数据通信进行了分析研究。

一丶传统起重机的作业状况起重机主要起桥形主梁的金属结构出现在生产车间或是露天料场等地，并且沿着起固定的轨道运行，使取物装置悬挂在小车上，使取物装置的重物实现垂直升降以及水平运动，完成特殊工艺的起重机被称为天车或是行车。

到目前为止，起重机的操作模式基本都是手动操作，在进行作业时需要操作人员手动操作起重机先横向运行到指定的区域后再操作其中小车纵向运行到目标位置上方，并放下吊钩。

这时需要操作人员通过自身观察吊钩的下方情况在进行取物，整个过程都是操作人员全手动操作，自动化程度很低，并且容易操作失误导致意外事故的发生，工作效率和安全都无法得到有效保证。

具体情况为下图：二丶控制原理该自动控制系统的涉及原理是解决目前起重机工作效率低、自动化程度不高的问题，同时使人员的配置得到优化，企业的成本得到有效降低。

为了实现该目的，就必须要采用先进的仪器来解决起重机中存在的位移监测问题、数据通讯问题和自动控制问题，如刻度标尺、西门子S7-300可编程控制器、西门子SCANLANCE等。

基于PLC控制的交流变频调速系统的设计

基于PLC控制的交流变频调速系统的设计1. 引言随着工业自动化的快速发展，交流变频调速系统在工业生产中的应用越来越广泛。

PLC（可编程逻辑控制器）作为控制系统的核心，具有可编程性强、可靠性高、适应性强等优点，成为交流变频调速系统中常用的控制器。

本文将围绕基于PLC控制的交流变频调速系统的设计展开研究，通过对系统结构、工作原理、关键技术等方面进行深入分析和研究，旨在为相关领域的研究和应用提供有价值的参考。

2. 交流变频调速系统概述2.1 交流变频调速原理2.1.1交流变频调速原理概述交流变频调速系统主要是利用电力电子技术，将工频电源转换为频率可调的三相交流电源，从而实现对电机转速的调节。

其基本原理是通过调整电源频率，改变电机的同步转速，从而实现调速。

交流变频调速系统具有调速范围广、调速性能优异、节能效果显著等优点。

2.2交流变频调速系统的分类根据控制方式的不同，交流变频调速系统可分为电压型变频器和电流型变频器。

电压型变频器采用电压调制方式，通过调整输出电压的大小来实现电机转速的调节；电流型变频器则采用电流调制方式，通过调整输出电流的大小来实现电机转速的调节。

2.3交流变频调速系统的主要组成部分交流变频调速系统主要由以下几部分组成：变频器、电机、控制器（如PLC）、传感器（如速度传感器）等。

其中，变频器是系统的核心部分，负责实现电源频率的调节；电机作为系统的执行元件，负责将电能转换为机械能；控制器（如PLC）负责对整个系统进行控制和调节；传感器（如速度传感器）负责实时检测电机转速，并将检测信号反馈给控制器，以便进行实时调节。

3.基于PLC控制的交流变频调速系统设计3.1系统结构设计基于PLC控制的交流变频调速系统结构如图1所示。

系统主要包括以下几个部分：1) PLC控制器：作为系统的核心，负责对整个系统进行控制和调节。

2)变频器：根据PLC控制器的指令，调整电源频率，实现电机转速的调节。

3)电机：将电能转换为机械能，完成各种工作任务。

基于PLC的塔机控制系统设计

摘要传统的塔式起重机是以继电器硬接线电气控制的系统。

虽然其成本低，但它使用寿命短，维护投入大，接线复杂，自动化程度低；而且这种控制致命的缺点是无法进行数据运算。

而PLC使用软继电器来存储和传递继电器的状态量0和1，可以实现继电器动作无冲击化，而且PLC使用梯形图语言。

编程简单，修改方便，并且带有A/D模块可以对模拟量输入进行数据处理。

因而使用PLC代替硬接线电气控制来控制塔机系统，通过调节变频器发出的频率来控制塔机各机构电动机的转数，从而改变各机构运转的速度以达到变频调速的功能.。

本文针对K80型号塔式起重机的工作特点，采用OMRON C200H型模块式可编程序控制器进行控制系统设计。

首先，根据塔机的机械结构特点和性能及塔机的整体对控制的要求进行了控制系统方案设计；然后，进行了控制系统的硬件和软件设计。

另外，还介绍了变频电机与普通电机的区别及其参数的选定。

本控制系统硬件设计内容包括：塔机运行方式控制、外部电路设计及PLC选型设计。

软件设计包括：主控程序设计及起升机构、变幅机构、回转机构和安全回路各子程序的设计。

采用PLC和变频调速技术控制的K80型号塔机，其控制系统的可靠性得到了明显的改善，并且提高了塔机的动态性能和抗干扰性以及小车行走的稳定性和定位的精确性。

最终达到了减少生产成本，提高企业效益，提高塔机电动控制设备的技术水平的目的。

绪论现在，我国的建筑用塔式起重机已越来越普遍。

从普通的多层建筑、房地产工程、高层建筑到大型的铁路工程、桥梁工程、电力工程、水利工程，到处都有塔式起重机的应用。

而随着我国加入WTO及进入21世纪，塔式起重机将面临巨大的挑战。

分析国内外同类产品的现状后发现系统向智能化方向发展。

广泛采用集中控制、变频式控制及计算机系统总线控制与人机截面等新技术，系统大大提高了整体的可靠性和动态精度。

目前国内起重电器产品与国外相比还存在一定的差距，普遍采用单独控制方式，即一台桥式起重机小车、吊钩、塔臂分别用三套不同的电气装置来控制，这些装置又由普通低压电器元件等传统起重电器组成。

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。