PLC皮带机变频调速设计方案
PLC皮带机变频调速设计方案
PLC皮带机变频调速设计方案第一章引言1.1 皮带机现状随着国民经济的快速发展，煤矿、冶金、钢铁、化工、制药、仓储、电厂等方面对于皮带输送机有了许多高新的要求。
皮带输送机俗称带式运输机，是一种连续性的带式运输机械，也是一种通用的机械，它既可以运送散状物料，也可以运输件式成品物料。
工作过程中噪音较小、结构简单，皮带输送机可用于水平或倾斜运输。
皮带输送机还用于装船机、卸船机、堆取料机等连续运输移动的机械上。
以前的皮带输送机的电气控制部分为继电器和接触器控制，采用手工的操作方式，存在劳动强度大、能耗高、维护量大、可靠性能差等缺点。
随着工业大发展继电器控制系统无法达到相应的要求，且使用元件过多，因此根据不同行业不同用户的要求，采用PLC控制皮带输送机是十分必要的。
1.2采用可编程控制器（PLC）控制的优势采用可编程控制器（PLC）控制的优势有如下几条：①可靠性能高，皮带机的综合保护装置以PLC控制器为核心，系统具有高可靠性和强抗干扰等特点，对环境要求不高，适用于较为恶劣的工作场所。
②配置灵活，PLC在组态系统时具有极大的灵活性，极强的处理能力，以及极大的输入输出I/O扩容量，当现场发生变化时，只需改变程序即可，因此能够方便灵活地进行系统配置，组成不同规模、不同功能的控制系统，即可控制一台单机，也可控制一条生产线，即可现场控制，也可远程集中控制。
③设备扩展性强，PLC具有很强的组网能力和扩展能力，今后可以很方便的添加新设备，如果与计算机PC控制相结合，则功能就更高了，它既可一通过MPI 又可以通过BUS总线与其它PC系统相连，从而避免了以前上套设备需要更换一套控制设备的弊端，因此节省了大量的人力和财力。
④维护方便，模块连接采用插拔式接线端子排，更换和维护都相当的方便快捷。
1.3 变频器在皮带机拖动上的应用特点①优越的软起动、软停止特性。
隔爆变频器的起动、停止时间是任意可调（0-10min）的，也就是说起动时的加速度和停车时的减速度任意可调，同时为了平稳起动，还可匹配其具备的S型加减速时间，这样可将皮带机起停时产生的冲击减少至最小，这是其它驱动设备难以达到的。
基于plc的皮带运输机控制系统设计毕业设计
基于plc的皮带运输机控制系统设计毕业设计近年来，工业自动化技术在各行业中广泛应用，其中皮带运输机控制系统也越来越受到注重。
本文将针对这一问题进行探讨，重点介绍基于PLC的皮带运输机控制系统设计方案。
一、系统设计基础皮带运输机是一种广泛应用于工厂、码头、矿山等场所的物料输送设备。
其工作原理是将被输送的物品放到皮带上，通过电机带动皮带转动，实现物品的运输。
控制皮带运输机的核心是设计一个控制系统，使得皮带运输机能够高效、稳定地工作。
二、设计要素1. 控制器的选型PLC是工控系统中较为常见的一种控制器，其优点是稳定性高、易于编程、可扩展性强。
在控制系统中，PLC选型要考虑运输机的规模、负荷、环境等因素，使其能够满足对控制精度、反应速度和实时性等方面的要求。
2. 控制系统的组成控制系统主要由传感器、执行器、中央处理器（CPU）、输入/输出模块（I/O模块）等组成。
传感器负责检测物品的位置、速度、重量等信息，执行器则完成控制信号的输出。
CPU负责控制整个系统的运行，进行指令的处理和数据的传输，I/O模块则连接所有设备，进行信号的输入和输出。
3. 控制系统的程序设计在设计控制系统的程序时，应根据实际情况编写适当的控制程序，例如确定启动、停止、加速、减速的条件和时机；设计皮带运输的速率、位置控制程序；编写报警程序，实现故障检测和报警。
4. 系统的安全设计在皮带运输机的控制系统中，安全设计是至关重要的一个环节。
如在触及限位开关的情况下，皮带运输机应该立即停止，以保证设备不会出现安全隐患。
三、总结基于PLC的皮带运输机控制系统设计，是一个多方面的工程，需要综合考虑机械、电气、控制等多个方面的因素。
在设计过程中，应该注重各项技术设计方案的协调与整合，以实现控制系统的完美运转。
PLC的变频器调速系统设计毕业设计(论文)
目录绪论 (3)任务 (4)一、设计题目 (4)二、设计的原始资料 (4)三、设计目的要求及步骤 (4)总体设计方案 (6)1.选择机型 (6)2.确定系统控制结构 (6)3. 系统流程图 (6)4.系统原理接线图 (7)5. 设计步骤 (8)硬件部分设计 (9)1. CS1W-MAD44模拟量I/0模块图 (9)2. CS1W-MAD44模拟量I/0功能块 (9)3.模拟量输出回路 (10)4. 输出规格 (10)5. 标度转换 (10)6. 数据交换概要 (11)7. I/O刷新数据 (11)8. 固定数据 (11)9. 模拟量I/0模块的软件设置过程 (11)软件部分设计 (15)1. 程序的主体主要由以下三部分组成 (15)2. I/0分配表 (15)3. 程序助记符 (15)4. 程序说明 (17)5.调试过程： (17)6.调试结果： (18)总结 (19)参考文献 (19)近年来,随着我国经济的发展,城市的交通拥挤问题日趋严重,因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。
传统的十字路口交通控制灯,通常的做法是：事先经过车辆流量的调查,运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。
然而,实际上车辆流量的变化往往是不确定的,有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。
即使是经过长期运行、较适用的方案,仍然会发生这样的现象：绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等候通过。
这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的,统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状,更为现实的需要是能有一种能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯。
目前,有多种对十字路口交通灯的改良设计,有一种用PLC对道路十字路口交通灯作自适应模糊控制的方法,较好地解决了车辆流量不均衡、不稳定的问题。
因此,十字路口交通灯控制的设计还存在非常广阔的前景。
一、设计题目PLC的变频器调速系统设计二、设计的原始资料1.变频调速器受0~10V输入电压控制；0V输出频率为0HZ，对应同步转速为0 r/min；5V输出频率为18HZ，对应同步转速为1500 r/min；10V输出频率为36HZ，对应同步转速为3000 r/min；输入电压与输出频率按线性关系变化。
皮带机变频控制系统方案
龙山煤业公司主运输皮带机变频控制系统方案1.皮带机的基本情况：1.1皮带机参数1）电机参数型号：YKK4006-4功率：450KW电压：6KV转速：1480转/分数量：1台2）减速机参数型号：H35H16A-50 带逆止器输入转速：1500r/min输出转速：30.69 r/min3）制动器：型号：液压推杆制动器电压：380V功率：2KW4）运输机参数：型号：DSJ80/150/450机长：900米带宽：800毫米带速：2米/秒滚筒直径：1.25米运行方式：上运倾角：28度5）使用环境：地面安装，非防爆型，单机运行方式。
1.2皮带机驱动系统基本结构1.3启动停止方式1）启动程序制动器送电——松闸——电机送电——运行2）停机顺序电机停电——制动器停电——抱闸停机2.高压变频技术方案2.1高压变频器主要配置2.2.1变频器主系统方案图中QF1为用户自备进线柜，虚线框内为本次招标设备。
QS1：变频器输入断路器；QS2：变频器输出断路器；QS3：旁路控制断路器；M：电机工作方式：6KV电源经变频装置输入断路器到高压变频装置，变频器输出经断路器送至电动机，实现电机的变频运行；6KV电源还可以经旁路开关直接起动电动机。
进出线开关和旁路开关的作用：1、在电机启动过程中，当电机达到全速运行时，可自动或手动合上旁路开关，切断QS1和QS2，关闭变频器。
2、电机在高速时，一旦变频装置出现故障，变频装置应能马上断开进出线开关QS1和QS2，将变频装置隔离，自动合上旁路开关QS3，在工频电源下保证电机继续运行，并有报警指示。
3、旁路开关与输入开关、输出开关采应能实现电气闭锁，以及与进线电源开关的相互闭锁，防止误操作。
2.2.2变频装置设备布置如设计合理，旁路柜和变频柜可以合并为一个柜子。
控制方式系统具有自动、手动、现场编程三种工作方式1、自动控制：由司机发出开车信号，系统根据输入好的程序松开制动闸，合上QS1、QS2，控制变频器使电机转速由零平稳上升，达到全速运行后，自动投入旁路开关QS3，切断变频器输出开关QS2，电机在工频下运行。
矿用皮带机变频电控系统技术方案
矿用皮带机变频电控系统技术方案矿用皮带机变频电控系统是煤矿、金属矿山、建筑材料等行业中常见的一种输送设备，其核心构件是皮带机，该设备可以将散料、粉状物料和矿山矿石等物料输送到指定位置。
随着科学技术的发展和市场需求的提高，矿用皮带机变频电控系统的技术方案也得到了不断的更新和提升，下面将详细地介绍一下该技术方案。
一、技术概述矿用皮带机变频电控系统是一种以变频器为核心集中控制的系统，通过变频技术实现对矿用皮带机电机转速的精准控制，从而实现输送带速度、负载、温度等参数的动态调节和监测。
该系统可以大大提高矿用皮带机的生产效率、输送能力，减少对环境的影响和对设备的损耗，实现经济效益和环境效益的双赢。
二、系统组成及功能1. 主控制系统：系统由PLC电控和变频器电控两部分组成。
主控制系统的任务是实现对整个系统的控制与调度，包括自动化控制、动态控制、故障诊断和数据采集等功能。
2. 变频器控制系统：变频器通过输出不同频率的交流电来控制矿用皮带机电机的转速，从而实现对输送速度、负载、温度等参数的精准调节和监测，达到最佳工作状态。
3. 传感器：系统通过安装传感器对矿用皮带机运行状态、温度、负载等参数进行实时监测和控制，确保系统始终处于最优化状态。
4. 人机交互界面：系统通过人机交互界面（HMI）向运行人员提供实时的运行状态和故障信息，方便人员进行远程和现场操作控制，提高系统的可靠性和安全性。
三、系统工作原理矿用皮带机变频电控系统通过信号源、传感器和电机等部件进行配合工作，从而实现对整个工作流程的精准控制。
系统原理如下：1. 信号源：矿用皮带机变频电控系统通过预设的工艺参数，向PLC发送控制指令。
2. 传感器：矿用皮带机上安装多种传感器，如温度、速度、位移等传感器，将传感器采集到的各种数据通过模拟量信号传输到PLC。
3. PLC控制：PLC受到控制信号和传感器信号输入后，通过程序对运行状态进行判断和计算，实现对变频器和电机的控制，从而实现矿用皮带机的准确调节和监测。
皮带运输机PLC控制系统设计
皮带运输机PLC控制系统设计一、系统架构设计1.传感器部分：安装在皮带运输机上的传感器可以包括运输速度传感器、物料流量传感器和皮带张力传感器等。
这些传感器能够实时采集与运输相关的参数信息，提供给PLC控制器进行处理。
2.PLC控制器：选择适合的PLC控制器，根据实际要求进行编程，实现对传感器数据的采集和处理，并根据预先设定的参数进行判定，输出相应的控制信号。
3.控制执行部分：根据PLC控制器输出的控制信号，对皮带运输机的运行进行控制。
常见的控制方式有启动、停止、速度调节、转向等。
二、PLC编程设计1.采集和处理：PLC控制器根据传感器采集的数据，对其进行处理和分析。
例如，可以通过计算连续三次数据平均值，减小因数据波动而造成的影响。
2.状态判断：根据传感器采集的数据以及预设的参数，对皮带运输机的状态进行判断。
例如，可以通过物料流量传感器判断物料是否充足，通过皮带张力传感器判断皮带是否松弛等。
3.控制输出：根据状态判断的结果和预设的控制逻辑，PLC控制器输出相应的控制信号。
例如，当物料流量不足时，PLC控制器可以输出启动信号，使皮带运输机开始运行。
三、具体功能设计1.启动和停止控制：根据传感器采集的物料流量和皮带张力等信息，PLC控制器可以自动判断何时启动或停止皮带运输机。
当物料流量低于设定值时，PLC控制器输出启动信号，使皮带运输机开始运行；当物料流量达到设定值或超过设定值时，PLC控制器输出停止信号，使皮带运输机停止运行。
2.运行速度控制：在运输过程中，根据物料的性质和工艺要求，需要调节皮带运输机的运行速度。
PLC控制器可以根据传感器采集的参数信息，自动调节皮带运输机的运行速度，以实现最佳的运输效果。
3.报警和故障诊断：根据传感器采集的数据和PLC编程设计，PLC控制器可以实时监测皮带运输机的运行状态，当出现异常情况或故障时，及时进行报警，并进行相应的故障诊断和处理。
四、安全设计与人机界面1.安全设计：在PLC控制系统设计中，安全是一个重要的考虑因素。
PLC皮带机变频调速实现方法
PLC皮带机变频调速实现方法1概述在煤炭行业，皮带机已经成为主要的生产运输设备。
由于煤矿开采的不均衡性，使皮带机的运量不能保持稳定，导致皮带机长期不能满载运行，皮带机配置的电动机一般均有20%～45%的富余量，导致电动机效率长期处于50%以下，经常处于“大马拉小车”的工作状态。
皮带机长期空载、轻载运行，造成相当一部分电能的耗费。
虽然很多矿井皮带机选用了变频调速装置，但只是起到了软启软停的作用，皮带机运煤的整个过程都是以固定速度运行，不能根据煤量大小调节皮带机运行速度，使变频器的主要功能失去作用，浪费了变频器的设备投资，没有真正实现皮带机变频调速运行的目的。
针对这种情况，可设计PLC皮带机变频调速智能控制系统，在变频调速运行模式下实现皮带机的效率最大化。
2PLC皮带机变频调速智能控制系统的组成2、1矿用隔爆兼本质安全型变频调速装置：将变频调速技术和电气防爆技术结合起来，用于有爆炸危险场所的电机调速节能的高科技产品。
该产品具有多种控制和保护功能，可应用于煤矿井下等爆炸危险场所。
该变频装置以全新的设计线路，将变频技术、隔爆及本质安全技术等结合起来。
主回路采用交—直—交电压型IGBT变换器；采用32位数字信号处理器DSP实现空间矢量PWM控制；采用嵌入式控制软件V3、0版控制IGBT的驱动和保护。
2、2矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱：矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱由PLC控制器、A、D转换器、电量变换器、智能节电程序等组成。
本装置将智能控制与PLC相结合，利用PLC实现智能控制，既保留了PLC的可靠、灵活、适应能力强等特点，又提高了控制系统的智能化程度。
电量变换器主要元件是霍尔传感器，通过霍尔传感器检测外部负载电流的变化，及时反馈给变频器。
2、3主控台：主控台主要包括显示仪表、指示灯、矿用本安液晶显示器（触摸屏）、音响设备等可对皮带机的运行状态、故障状态、故障可能原因、过程变量进行显示和报警。
同时生成速度图、力图、趋势图以及运行历史记录。
PLC变频调速控制方法
PLC在变频调速控制方法摘要：由PLC控制的变频调速在现代工业各个领域的应用越来越为广泛。
为了使技校的学生能够更深入的了解和把握由PLC实现的变频调速方法，文章以三菱FX系列PLC和三菱FR-A540变频器为例来详细地、系统的研究了由PLC控制如何实现单台乃至多台电动机变频调速。
并且对每种方法硬件连接、PLC 编程方法上以实例方式进行了详细的介绍。
分析各种方法在编程、调速精度乃至应用广泛性等方面的优势和不足之处，并做出了具体的归纳总结。
关键词：三菱FX系列PLC 三菱FR-A540变频器控制方法研究引言：随着电力电子技术和自动控制技术的日益发展，电动机的调速已经从继电器控制时代发展到今天的由变频器控制调速。
且在工业各个领域中得到了极为广泛的应用。
在现在的在工业自动化控制系统中，最为常见的是由PLC控制变频器实现电动机的调速控制。
该方法主要通过程序来控制了电动机的变频调速，从而实现了自动控制。
目前，本校已经引进了几十套PLC，变频器，触摸屏设备，并且开设了PLC，电动机调速等相关课程。
PLC采用怎样的控制方式来实现电动机的变频调速？是不是PLC控制的电动机变频调速方法只有一种？是不是一台PLC只能实现单台电动机的变频调速？在程序上又是如何实现电动机的调速控制？在学习这些课程的时候很多同学难免会存在很多疑问。
本文就来诠释上述问题。
通过常用的PLC在变频调速中的三种方法进行详尽阐述，希望对学生在变频调速的学习方面能有一定的帮助。
为他们在将来的更进一步深入学习该领域的更深层的内容打下基础。
一、 PLC输出的开关量控制的变频调速实现方法：PLC的输出点、COM点直接与变频器的STF(正转启动)、STR(反转启动)、RH(高速)、RM(中速)、RL(低速)、REX、输入端SG等端口分别相连接。
PLC通过程序即可以控制变频器的启动、停止；也可以控制变频器高速、中速、低速端子的不同组合实现多段速度运行。
现在以一程序实例来介绍plc通过输出的开关量控制的变频调速。
PLC控制电机变频调速系统的设计
题目1：控制电机变频调速系统的设计一、任务详情1.1背景调速系统快速性、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。
变频调速已被公认为是最理想、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，一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；二是为了节约能源、降低生产成本。
用户根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。
任务要求通过PLC控制变频器，使三相异步电动机按图1-1所示的曲线运行，并可通过触摸屏远程控制电机的启动、停止，可对电机启动时间、减速时间设定调整，同时要求通过触摸屏实时显示数字电机转速、频率，显示转速图。
电机运行可分为三个部分：第一部分要求电机起动后在60s内从0（r/min）线性增加到1022（r/min）；第二部分是进入恒转速运行阶段，运行时间为120s，转速恒定为1022（r/min）；第三部分是当恒速到了规定时间，进入减速阶段，电机转速要求在40s内降到0（r/min）。
146012851022电机转速r/min图2 异步电动机运行曲线图图1-1异步电动机运行曲线图二、方案设计电路构造思路选用EM AM06作为smart 200plc的扩展模块给予模拟量信号。
通过计算，将1022转速转换为对应数字量输入，并对应分配到各个时间所需加的信号。
基于PLC、变频器、触摸屏控制皮带输送机三段调速
基于PLC、变频器、触摸屏控制皮带输送机三段调速李晓宁（贵州航空职业技术学院贵州·贵阳550003）摘要本文以皮带输送机控制系统为例，详细给出该系统的PLC硬件设计，触摸屏人机界面设计、变频器参数设置和系统程序设计，有效体现了PLC、触摸屏、变频器三位一体，触摸屏成为人机对话的界面，变频器成为PLC的主要执行机构。
在电类及相关专业教学中将传统学科体系课程的《PLC应用技术》、《变频器技术》、《触摸屏技术》进行整合，探讨搭建一个融合多项技术平台的可能性，以适应现代企业的电气控制要求，使教学内容跟上机电行业新技术发展的步伐，提高学生的学习兴趣。
关键词PLC触摸屏变频器皮带输送机中图分类号：TP273文献标识码：A0前言可编程控制器是电气控制系统的控制核心，它可以实时控制工业现场的各类设备，很方便的完成各类控制要求。
通过几十年的发展，PLC已经走进工业生产和日常生活的各个方面，所以学校的电类和相关专业也因其重要性，逐渐将其加入到教学计划中，并且PLC与工业机器人、CAD/CDM成为现代工业控制的三大支柱之一。
由于可编程控制器工业控制在现代企业中常常与变频器技术，触摸屏技术等多项技术有关，因此学校在教学中，对应开设有《PLC应用技术》、《变频器技术》、《触摸屏技术》等相关课程，但是如此教学体系的划分，不但导致可是占用过多，而且可能导致知识点称为分散、单项的存在，各学科间的衔接不紧凑，甚至出现互相扯皮的现象。
学生在毕业后对于由多项技术构成的相对复杂的控制系统，存在技术单一，不能全面掌握、灵活应用等现象。
本文以皮带输送机为例，详细给出了该系统的PLC硬件设计、触摸屏MCGS 人机界面设计、变频器参数设置和系统程序设计，探讨搭建一个整合PLC、触摸屏、变频器相关知识的平台的可能性，期待实现教学内容与现代工业生产实际的需要相契合。
1皮带输送机控制要求某工厂有一条皮带输送机，由触摸屏、PLC、变频器控制，控制要求如下：控制系统分为手动调试和自动运行两种模式。
皮带运输机PLC控制.
b )译码器
c ）七段数码显示器
３.4.、1七段数码的概述
３．5PLC的硬件系统配置和选用
３.5.１ 概述
３.5.2PLC的基本结构
3. 5. 3中央处理单元
３．5.4 存储器
３.5.5 输入＼输出（Ｉ＼Ｏ）接口
３.6.6 电源
３.5.7 ＰＬＣ的选用
第四章 皮带运输机软件设计
4．1 皮带运输机的电动机流程控制图
三相异步电动机转子之所以会旋转，实现能量的转换，是因为转子气隙内有一个极性和大小不变且以一定转速旋转的磁场。
3.2.2三相异步电动机的调速方法及特点
三相异步电动机转速公式为：
n=60f/p(1-s)
从上式可见，改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转速的目的。从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转两种。
在生产机械中广泛使用不改变同步转速的调速方法有绕线式电动机的转子串电阻调速、串级调速以及应。改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机，改变定子电压、频率的变频调速有能无换向电动机调速等。
从调速时的能耗观点来看，有高效调速方法与低效调速方法两种：高效调速指时转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法（如串级调速等）。有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中；电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中；液力偶合器调速，能量损耗在液力偶合器的油中。一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的。
PLC是一种专门为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
基于PLC数字量方式的变频器的调速控制
基于PLC数字量方式的变频器的调速控制作者：张树焦健来源：《科技资讯》 2012年第14期张树焦健(河北港口集团有限公司教育培训中心职业高中河北秦皇岛 066000)摘要:随着自动控制技术的发展,交流调速系统基本取代了直流电动机调速系统,该领域迫切需要掌握变频器应用技能的电气技术工人。
本文以在电气传动系统中广泛采用的变频器控制的交流调速系统为例,分析设计了基于PLC数字量方式控制变频器调速的实训方案。
关键词:变频器调速数字量 PLC中图分类号:TN77 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0035-021 基于PLC数字量方式控制变频器调速的现实意义随着现代电子技术的飞速发展,变频调速节电器以其卓越的功能在各个领域得到越来越广泛的应用,在不到20年的时间里,已被国内外公认为是最理想、最有发展前途的一种调速方式了。
在电力拖动领域,解决好电动机的无级调速问题具有十分重要的意义。
随着职业教育的改革,以就业为目标,突出技能,强调与岗位衔接,注重增加相关实训内容,培养学生解决实际问题的能力,成为职业院校培养人才的目标。
现代工矿企业尤其是港口运动机械大多采用变频器驱动电机,并通过操作机构和各种终端保护实现多段速控制的应用较多。
熟悉变频器的基本操作和控制,为学生将来更好更快地适应工作岗位打下基础。
2 基于PLC数字量方式控制变频器调速控制的重点与难点对于想要实现基于PLC数字量方式控制变频器调速,首先需要学员掌握变频器外部控制端子的功能和控制方式,熟悉PLC的编程,在此基础上了解变频器在外部运行模式下的操作方式,最后结合港口装卸设备对电动机械的运行和控制要求,着重讲解多段速变频调速的使用及设置,并通过实训使学员掌握科学、正确的设计方法。
在讲解与操作过程中要注意强调该应用的实际意义,引入PLC开关量控制时要引导学员自行分析出开关量和变频器外部端子控制方式的相通之处,利用PLC程序实现将端子控制方式转换为数字量方式控制。
基于PLC的变频调速系统设计课程设计
基于PLC的变频调速系统设计课程设计1.引言2.系统设计2.1 可编程控制器PLC2.2 变频器2.3 电动机3.系统连接4.系统测试5.结论参考文献引言本次课程设计主要研究和设计基于可编程控制器的变频调速系统。
本文将介绍系统的设计和实现过程，并对系统的实用价值进行探讨。
系统设计2.1 可编程控制器PLC在本次设计中，我们主要使用了可编程控制器PLC。
PLC 是一种工业计算机，能进行行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。
通过研究资料和老师的指导，我们对PLC有了更深入的了解。
2.2 变频器变频器是一种能够改变电动机旋转速度的设备。
在本次设计中，我们选用了变频器来控制电动机的转速。
通过对变频器的研究和研究，我们了解了其工作原理和控制方法。
2.3 电动机我们选择了三相异步交流电机作为本次设计的电动机。
PLC和交流电机无论在工业还是生活中都是应用最广泛的设备之一，因此本次设计具有相当的实用价值。
系统连接在设计系统之前，我们先对各个器件进行了资料查阅，以便更好地了解器件的性能和特点。
在明确了整个系统的工作原理框图之后，我们成功地将硬件设备连接起来。
系统测试在连接硬件设备之后，我们进行了系统测试。
通过测试，我们发现系统能够正常工作，实现了预期的功能。
结论本次课程设计使我们对基于可编程控制器的变频调速系统有了更深入的了解。
同时，我们也研究到了如何综合应用电子学和机械学知识来解决实际问题。
本次设计具有一定的实用价值，可在工业生产中得到应用。
参考文献1] ___。
___。
可编程控制器技术[M]。
北京: 机械工业出版社。
2010.2] ___。
电机控制技术[M]。
北京: 机械工业出版社。
2009.1 引言本文主要介绍了一个系统的功能设计分析和总体思路，以及PLC和变频器的选择。
1.1 概述随着技术的不断发展，自动化控制已经成为现代工业生产中不可或缺的一部分。
基于PLC的交流电机变频调速系统方案
摘要步进电动机由于用其组成的开环系统既简单、廉价，又非常可行，因此在打印机等办公自动化设备以与各种控制装置等众多领域有着极其广泛的应用。
本文介绍的是一种基于单片机的步进电机的系统设计，用汇编语言编写出电机的正转、反转、加速、减速、停止程序，通过单片机、电机的驱动芯片ULN2004以与相应的按键实现以上功能，并且步进电机的工作状态要用相应的发光二极管显示出来。
本文容介绍了步进电机以与单片机原理、该系统的硬件电路、程序组成，同时对软、硬件进行了调试，同时介绍了调试过程中出现的问题以与解决问题的方法。
该设计具有思路明确、可靠性高、稳定性强等特点，通过调试实现了上述功能。
关键词：步进电机；脉宽调制；驱动机构；单片机；转动目录1 绪论11.1课题的背景11.1.1 电机的起源和发展错误!未定义书签。
1.1.2 变频调速技术的发展和应用错误!未定义书签。
1.2本文设计的主要容错误!未定义书签。
2 变频调速系统的方案确定42.1变频调速系统42.1.1 三相交流异步电动机的结构和工作原理42.1.2 变频调速原理42.1.3 变频调速的基本控制方式52.2系统的控制要求62.3方案的确定62.3.1 电动机的选择62.3.2 开环控制的选择82.3.3 变频器的选择84 变频调速系统的硬件设计94.1S7-200PLC94.2M ICRO M ASTER420变频器94.3外部电路设计104.3.1 变频开环调速104.3.2 数字量方式多段速控制124.3.3 PLC、触摸屏与变频器通信控制135 变频调速系统的软件设计155.1编程软件的介绍155.2变频调速系统程序设计166 触摸屏的设计246.1触摸屏的介绍246.2MT500系列触摸屏256.3触摸屏的设计过程276.3.1 计算机和触摸屏的通信276.3.2 窗口界面的设计286.3.3 触摸屏工程的下载327 PLC系统的抗干扰设计347.1 变频器的干扰源347.2干扰信号的传播方式347.3 主要抗干扰措施357.3.1 电源抗干扰措施357.3.2 硬件滤波与软件抗干扰措施357.3.3 接地抗干扰措施35结论37致错误!未定义书签。
PLC控制变频调速系统设计
2开发清洁电能的变流器;
3缩小装置的尺寸;
4高速度的数字控制;
5模拟与计算机辅助设计技术。
1.2
1.2.1设计内容
主要设计C控制电机变频调速系统的组成和控制方案。设计硬件电路，相关梯形图程序。应用变频控制的原理，以电机控制专用的PLC芯片为核心，设计出基于VVVF变频控制的变频调速系统。本文设计了整个硬件系统的主电路和控制电路 (以PLC芯片为核心的控制电路，以及电流和转速检测电路)。同时采用电压空间矢量法来实现对异步电机的控制。
1.3
1.3.1
通过PLC控制变频器，使三相异步电动机的运行呈现曲线运行，并通过远程控制电机的起动，停止，可对电机起动时间，减速时间设定调整。对额定功率在40—600 ,额定电流在30—350 ，额定频率为50 的三相异步电动机进行控制，同时要求通过操作面板实时显示输出频率、输出电流、输出电压、转速等运行数据、运转信息、操作指导、功能码名称、设定数据、故障信息等，且具有过电流、短路、缺相、接地、过压、欠压、过载、过热、电动机过载、外部报警、电涌保护、主器件自保护等保护功能。
第二个阶段是矢量变换控制，它的方法是模拟直流电动机的控制特点来进行交流电动机的控制，通过电机统一理论和坐标变换理论，把交流电动机定子电流分解成磁场定向坐标的磁场电流分量和与之相垂直的坐标转矩电流分量，把固定的坐标系变换为旋转坐标系解藕后，交流量的控制变为直流量的控制，于是等同于直流电动机。
第三个阶段为直接转矩控制，也叫直接自控，它避开了矢量控制中的两次坐标变换及求矢量模与相角的复杂计算工作，直接在定子坐标系上计算电动机的转矩与磁通，使转矩响应时间控制在一拍以内，且无超调，控制性能更好。
b.SPWM逆变器的调制方式：
在SPWM逆变器中，三角波电压频率 与参考波电压频率 (即逆变器的输出频率)之比 称为载波比，也称调制比。根据载波比的变化与否，SPWM调制方式可分为同步式、异步式和分段同步式。
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PLC皮带机变频调速设计方案第一章引言1.1 皮带机现状随着国民经济的快速发展，煤矿、冶金、钢铁、化工、制药、仓储、电厂等方面对于皮带输送机有了许多高新的要求。
皮带输送机俗称带式运输机，是一种连续性的带式运输机械，也是一种通用的机械，它既可以运送散状物料，也可以运输件式成品物料。
工作过程中噪音较小、结构简单，皮带输送机可用于水平或倾斜运输。
皮带输送机还用于装船机、卸船机、堆取料机等连续运输移动的机械上。
以前的皮带输送机的电气控制部分为继电器和接触器控制，采用手工的操作方式，存在劳动强度大、能耗高、维护量大、可靠性能差等缺点。
随着工业大发展继电器控制系统无法达到相应的要求，且使用元件过多，因此根据不同行业不同用户的要求，采用PLC控制皮带输送机是十分必要的。
1.2采用可编程控制器（PLC）控制的优势采用可编程控制器（PLC）控制的优势有如下几条：①可靠性能高，皮带机的综合保护装置以PLC控制器为核心，系统具有高可靠性和强抗干扰等特点，对环境要求不高，适用于较为恶劣的工作场所。
②配置灵活，PLC在组态系统时具有极大的灵活性，极强的处理能力，以及极大的输入输出I/O扩容量，当现场发生变化时，只需改变程序即可，因此能够方便灵活地进行系统配置，组成不同规模、不同功能的控制系统，即可控制一台单机，也可控制一条生产线，即可现场控制，也可远程集中控制。
③设备扩展性强，PLC具有很强的组网能力和扩展能力，今后可以很方便的添加新设备，如果与计算机PC控制相结合，则功能就更高了，它既可一通过MPI 又可以通过BUS总线与其它PC系统相连，从而避免了以前上套设备需要更换一套控制设备的弊端，因此节省了大量的人力和财力。
④维护方便，模块连接采用插拔式接线端子排，更换和维护都相当的方便快捷。
1.3 变频器在皮带机拖动上的应用特点①优越的软起动、软停止特性。
隔爆变频器的起动、停止时间是任意可调（0-10min）的，也就是说起动时的加速度和停车时的减速度任意可调，同时为了平稳起动，还可匹配其具备的S型加减速时间，这样可将皮带机起停时产生的冲击减少至最小，这是其它驱动设备难以达到的。
如图1.3.1 。
②验带功能煤矿的生产运输系统多以皮带机为主，运输系统检验维护的主要工作是皮带机的检验维护，低速验带功能是皮带机检验的主要要求，变频调整系统为无极调速的交流传动系统，在空载验带状态下，变频器可调整电机工作在5%-100%额定带速围的任意带速。
③平稳的重载起动皮带机在运煤过程中任意一刻都可能立即停车再重新起动，必须考虑“重载起动”能力。
由于变频器采用无速度传感器矢量控制方式，低频运转可输出1.5-2倍额定转矩，因此最适于“重载起动”。
④功率平衡煤矿井下皮带机系统多为双滚筒驱动或多滚筒驱动，为了保证系统的同步性能，首先，要求位于机头的各滚筒应同步启停，在某一电机故障时能使系统停机，同时为了保证系统的运输能力，应尽量保证各滚筒之间的功率平衡。
通过调整相应两变频器的速度给定来调整两电机之间的速度差，便可以任意增大或减小两驱动电机的电流差值的大小，因此可以通过单独的控制系统控制各电机的电流值，通过调整各电机的速度来使各电机电流值逐步趋于平衡，这便形成了一个动态的功率平衡系统。
⑤自动调速、节电效果明显对应于煤矿的特殊生产条件，有时，煤的产量是极不均匀的，当然皮带机系统的运煤量也是不均匀的，在负载轻或无负载时，皮带机系统的高速运行对机械传动系统的磨损浪费较为严重，同时电能消耗也较低速运行大的多，但因生产的需要皮带机系统又不能随时停车，采用单独的控制系统对前级运输系统的载荷、本机运输系统的载荷进行分别丈量，这样可控制变频器降速或提前升速。
对于载荷不均的皮带机系统，可大大节约电能。
⑥降低胶带力由于采用隔爆变频器所产生的良好起动特性，至少可降低起动力30%，如在初期设计选择胶带强度时可降低一个标号。
在实际应用过程中，由于降低了起动冲击，皮带机机械系统的设备损耗也随之降低，尤其托辊及滚筒的寿命成几倍的延长。
⑦具有工频转换功能为了不影响生产，万一有故障，可以转换到工频旁路工作，检验时间维护变频器。
在生产需要长期全速运行时，变频器起动后也可选择切换到工频运行，这样可延长变频器电解电容寿命。
图1.3.1 变频驱动时的三相异步电动机启动时的特征曲线第二章总体方案的确定2.1方案比较就目前的现状有以下几种控制方式满足系统的要求：继电器控制系统、单片机控制、工业控制计算机控制、可编程序控制器控制。
(1) 继电器控制系统控制功能是用硬件继电器实现的。
继电器串接在控制电路中根据主电路中的电压、电流、转速、时间及温度等参量变化而动作，以实现电力拖动装置的自动控制及保护，系统复杂，在控制过程中，如果某个继电器损坏，都会影响整个系统的正常运行，查找和排除故障往往非常困难，虽然继电器本身价格不太贵，但是控制柜的安装接线工作量大，因此整个控制柜价格非常高，灵活性差，响应速度慢。
（2）单片机控制单片机作为一个越大规模的集成电路、机构上包括CPU、存储器、定时器和多种输入/输出接口电路。
其低功耗、低电压和很强的控制功能，成为功控领域、尖端武器、日常生活中最广泛的计算机之一。
但是，单片机是一片集成电路，不能直接将它与外部I/O接口电器上、硬件设计、制作和程序设计的工作量相当大。
（3）工业控制计算机控制工控机采用总线结构，各厂家产品兼容性强，有实时操作系统的支持，在要求快速、实用性强、功能复杂的领域中占优势。
但工控机价格较高，将它用于开关量控制有些大材小用。
且其外部I/O接线一般都用于多芯扁平电缆和插头、插座，直接从印刷电路板上引出，不如接线端子可靠。
（4）PLC控制可编程序控制器配备各种硬件装置供用户选择，用户不用自已设计和制作硬件装置，只须确定可编程序控制器硬件配制和设计外部接线图，同时采用梯形图语言编程，用软件取代继电器电器系统中的触点和热线，通过修改程序适应工艺条件的变化。
可骗程控制（PLC）从上个世纪70年代发展起来的一种新型工业控制系统，起初它主要是针对开关量进行逻辑控制的一种装置，可以取代中间继电器、时间继电器等构成开关量控制系统。
随着30多年来微电子技术的不断发展，PLC也通过不断的升级换代大大增强了其功能。
现在PLC已经发展成为不但具有逻辑控制功能、还具有过程控制功能、运动控制功能和数据处理功能、连网通讯功能等多种性能，是名符其实的多功能控制器。
由PLC为主构成的控制系统具有可靠性高、控制功能强大、性价比高等优点，是目前工业自动的首选控制装置。
2.2 方案确定通过对多种设计方案的比较，决定选择可编程控制系统，相比于继电器系统，它性能可靠性高，接线很简单，系统不复杂，易于维护，性能先进，易于改造。
和单片机系统相比，它编程简单，易于掌握，连线简单。
工业控制计算机控制系统性能先进，但是价格昂贵，系统复杂，对于本系统而言实在是大材小用。
综上所述，本次设计应选择PLC控制更为合理。
第三章硬件设计3.1 系统功能设计分析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PLC的变频器调速系统来控制皮带机运动。
将现在应用最广泛的PLC和变频器综合起来主要功能实现了变压变频调速。
电机的正反转，加减速以及快速制动等。
因此，该系统必须具备以下三个主体部分：控制运算部分、执行和反馈部分。
控制运算主要由PLC和变频器来完成；执行元件为变频器和电机；反馈部分主要为速度反馈。
系统主要由三个部分构成，即可编程逻辑控制器件PLC、变频器和电机。
首先通过设置给定输入给PLC，再通过PLC控制变频器，再经由变频器来控制电机，随后将电机的转速反馈给PLC，经比较后输出给变频器从而实现无静差调速。
具体如下图所示：3.2 可编程控制器（PLC）3.2.1 PLC 的简介PLC 即可编程逻辑控制器，是整个集控系统的核心。
伴随着计算机技术、通信网络技术、微处理器技术、自动控制理论以及半导体集成技术的快速发展，1969 年，首台可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）在美国应运而生，并成功完成了对汽车制造中自动装配线上的试用。
随后，PLC 开始广泛应用于食品、医疗、冶金、矿厂等工业领域。
PLC 不仅能完成逻辑运算控制，还可以完成模拟量、脉冲量的算术运算，可以把它看做是专门为工业环境下应用而设计的执行数字运算操作的电子装置。
PLC 采用了典型的计算机结构，主要组成部分为：中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出(I/O)接口、I/O 扩展接口和电源等部分组成。
PLC 的基本组成结构如下图所示：图 3.2.1 PLC 的基本组成结构3.2.2 PLC 的工作原理PLC 的工作方式就是一个不断循环的顺序扫描方式。
运行时，首先清除I/O 映像区的容，接着进行自我诊断，然后与外部设备进行通信连接，确认正常后开始扫描全部输入端口，获取并存储信号。
再顺序执行程序，对输入信号进行运输后，再将结果输出给外部。
每一个PLC 程序，CPU 都是从第一条指令开始，按顺序逐条地不断循环扫描用户程序直到最后一条[32]。
通常，PLC 上电后对系统进行一次初始化，包括硬件初始化和软件初始化，然后在运行状态(RUN)下开始进行扫描。
一次扫描过程分为5 个阶段：自诊断处理阶段、通信处理阶段、输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。
PLC 的循环扫描过程如下图所示：图3.1.2 PLC工作原理3.2.3 PID算法PLC的PID控制器设计是以连续系统PID控制规律为基础，经采样将其数字化写成离散形式PID控制方程，再根据离散方程进行控制程序设计。
典型的PID 算法包括3项，比例项、积分项和微分项。
即：输出＝比例项＋积分项＋微分项。
计算机在周期性地采样并离散化后进行PID运算，算法如下：Mn=Kc*（SPn-PVn）+Kc*（Ts/Ti）*（SPn-PVn）+Mx+Kc*（Td/Ts）*（PVn-1-PVn）比例项Kc*（SPn-PVn）：能及时地产生与偏差（SPn-PVn）成正比的调节作用，比例系数Kc越大，比例调节作用越强，系统的静态稳定精度越高，但Kc过大会使系统的输出量振荡加剧，稳定性降低。
积分项Kc*（Ts/Ti）*（SPn-PVn）+Mx：与偏差有关，只要偏差不为0，PID 控制的输出就会因积分作用而不断变化，直到偏差消失，系统处于稳定状态，所以积分的作用是消除稳态误差，提高控制精度，但积分的动作较慢，给系统的动态稳定带来不良影响，很少单独使用。