PLC變頻調(diào)速系統(tǒng)設計開題報告

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1、 機械學院 畢業(yè)設計開題報告 畢業(yè)設計題目： PLC變頻調(diào)速系統(tǒng)設計 學 生 姓 名：　 　 指導教師姓名： 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化 1.課題名稱：PLC變頻調(diào)速系統(tǒng)設計 2.課題研究背景： 由于21世紀電力電子器件的快速發(fā)展，使交流變頻調(diào)速技術優(yōu)越的性能得到迅速發(fā)展，同時控制理論進步，變頻調(diào)速以其調(diào)速精度高、調(diào)速控制范圍廣、回路保護功能完善，響應速度快、節(jié)能顯著等優(yōu)點，現(xiàn)在以廣泛的

2、用于電力、制造、運輸?shù)葒窠?jīng)濟領域；變頻調(diào)速技術現(xiàn)在被公認為是最理想、最有發(fā)展前景的調(diào)速方式之一,采用變頻器構成變頻調(diào)速傳動系統(tǒng)的主要目的是為了滿足提高勞動生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高設備自動化程度、提高生活質(zhì)量及改善生活環(huán)境等要求以及節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本。用戶根據(jù)自己的實際工藝要求和運用場合選擇不同類型的變頻器。? 國外交流變頻調(diào)速技術高速發(fā)展狀況：功率器件的發(fā)展：近年來高電壓、大電流的GTR、GTO、IGBT、IGCT等器件的生產(chǎn)以及并聯(lián)、串聯(lián)技術的發(fā)展應用，使高低壓大功率變頻器產(chǎn)品的生產(chǎn)及應用成為現(xiàn)實?？刂评碚摵臀㈦娮蛹夹g的發(fā)展：矢量控制、磁通控制、轉矩控制、模糊控制、適應、神經(jīng)網(wǎng)絡等

3、新的控制理論為高性能的變頻器提供了理論基礎,32位高性能微處理器及信號處理器和專用集成電路（ASIC），SLE4520等的快速發(fā)展，為實現(xiàn)變頻調(diào)速傳動設備高精度、多功能提供了硬件手段?；A工業(yè)和各種制造業(yè)的高速發(fā)展，變頻調(diào)速傳動設備相關配套件實現(xiàn)了社會化、專業(yè)化生產(chǎn)使得交流變頻技術廣泛應用。? 國內(nèi)交流變頻技術發(fā)展現(xiàn)狀：從總體上看我國電氣傳動的技術水平較國際先進水平差距5－10年。在大功率交－交變頻、無換向器電機等變頻技術方面，國內(nèi)只有少數(shù)科研單位有能力制造，但在數(shù)字化及系統(tǒng)的可靠性方面與國外還有相當差距。而這方面產(chǎn)品在諸如抽水蓄能電站機組啟動及運行、大容量風機、壓縮機和軋機傳動、礦井卷楊方

4、面有很大需求，發(fā)展前景比較樂觀。在中小功率變頻技術方面，國內(nèi)的學者作了大量的變頻理論的基礎研究，早在80年代，已成功引入矢量控制的理論，針對交流電機的多變量、強耦合、非線性的特點，采用了線性解耦和非線性解耦的方法，探討交流電機變頻調(diào)速的策略控制。進入90年代，隨著高性能單片機和數(shù)字信號處理器的使用，國內(nèi)學者緊跟國外最新控制策略，針對交流感應電機特點，采用高次諧波注入SPWM和空間矢量控制（SVPWM）等方法，控制算法采用模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡理論對感應電機轉子電阻、磁鏈和轉矩進行在線觀測，在實現(xiàn)無速度傳感器交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究上作了大量的基礎研究。隨著大功率變頻器的推廣應用，越來越多的企業(yè)在新的

5、建設項目和技改項目中，開始考慮3KV電壓等級以上的電機變頻調(diào)速問題，市場開始升溫。在剛剛起步的高壓變頻器領域，技術方案包括了高－低－高、高－低、高中多電平H橋主回路、三電平主回路和直接串聯(lián)電流源型等多個技術流派。但總的來講，高壓變頻調(diào)速市場目前在我國仍處于初級階段，市場容量較小，但是高壓變頻技術、因其特有的自身功耗小的優(yōu)勢，還是吸引了包括國外許多企業(yè)不斷加大研發(fā)和生產(chǎn)、力度。?電氣傳動領域因變頻技術的發(fā)展而煥然一新，電壓等級從110～10000V，容量從數(shù)百瓦的伺服系統(tǒng)到數(shù)萬千瓦的特大功率傳動系統(tǒng)；從一般要求的調(diào)速系統(tǒng)?到精度、快響應的高性能的調(diào)速系統(tǒng)。從單機調(diào)速到多機協(xié)調(diào)調(diào)速傳動，幾乎無所不

6、有,實踐證明交流調(diào)速技術的應用為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及節(jié)能方面帶來了巨大的社會效益?，F(xiàn)在交流調(diào)速系統(tǒng)以全面、逐步取代直流調(diào)速系統(tǒng)，交流調(diào)速在電氣傳動領域中占據(jù)了統(tǒng)治地位已是公認的事實。變頻器亦叫電動機變頻調(diào)速器，是一種靜止的頻率變換器。 3.課題研究意義： PLC具有結構簡單、編程方便、性能優(yōu)越、靈活通用、使用方便、可靠性高、抗干擾能力強、壽命長等到一系列優(yōu)點?？删幊炭刂破?PLC)的核心微處理器，通過將計算機技術與傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)有機結合起來，能夠?qū)崿F(xiàn)高度靈活、高可靠性的工業(yè)控制。為了進一步提高設備的自動化程度，越來越多的企業(yè)將PLC技術應用于其工廠設備中。將原有電機控制系統(tǒng)的技術進行改造

7、，引入電機控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)自動采集、監(jiān)控以及變頻、組態(tài)技術完善并改進電機變頻調(diào)速機構。該系統(tǒng)能對電機轉速實現(xiàn)精確控制，實用性強，具有一定的推廣價值隨著電力電子技術以及控制技術的發(fā)展，交流變頻調(diào)速在工業(yè)電機拖動領域得到了廣泛應用。 交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計算機數(shù)字控制技術取代模擬控制技術已成為發(fā)展趨勢。電機交流變頻調(diào)速技術是當今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動技術進步的一種主要手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和起制動性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。? 本文對如何利用變頻器連接PLC和控制對象，利用軟件操作來控制

8、電機的轉速，達到遠程自動控制進行了討論。在工業(yè)生產(chǎn)中，電機交流變頻調(diào)速技術以其優(yōu)異的調(diào)速和起制動性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，被公認為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。PLC控制技術在自動控制系統(tǒng)中被普遍采用。本文構建了一個變頻囂連接PLC和控制對象，利用軟件操作來控制電機轉速．以達到遠程自動控制的系統(tǒng)。 4.文獻查閱、資料收集概況 [1] 張萬中主編,周淵深主審.可編程控制器應用技術[M]化學工業(yè)出版社，2007. [2] 張明金,于靜主編.電子電工技術[M]北京:師范大學出版社，2005. [3] 常斗南.可編程控制器（第二版）[M]北京：高

9、等教育出版社，1994 [4] 魏天路,倪依純主編.機電一體化系統(tǒng)設計[M]機械工業(yè)出版社，2007 [5] 鐘肇新,彭侃編譯.可編程控制原理及其應用（第二版）[M]廣州:華南理工大學出版社，2005 [6] 王也仿.可編程控制應用技術[M]北京:工業(yè)出版社，2001 [7] 王宏華.電動機調(diào)數(shù)控制技術[M]北京:工業(yè)出版社，1998 [8]吳忠智,吳加林編著.變頻器應用手冊[M]北京：機械工業(yè)出版社，1998 [9]童建中.脈沖數(shù)字電路[M]北京:化工業(yè)出版社，1999 [10]郭慶頂.交流伺服系統(tǒng)[M]北京:機械工業(yè)出版社，2003 5.設計的主要內(nèi)容： (1)

10、變頻調(diào)速原理分析； (2) VFD-B變頻器參數(shù)功能分析； (3) PLC性能及選型，變頻調(diào)速方式及通訊速度控制程序設計； (4) 結合本課題涉及技術內(nèi)容查閱并翻譯5000～8000印刷字符的PLC或自動化控制英 文資料； (5) 編寫設計說明書。 6.設計提交形式 (1) PLC控制原理圖，軟件流程圖，梯形圖； (2) 變頻器常用參數(shù)分類； (3) 畢業(yè)設計說明書。 7.進度安排： 第一周 發(fā)放與接受任務書，查閱文獻，收集資料，翻譯英文資料，撰寫開題報告并制作開 題報告PPT； 第二周 組織開題報告審查，開題答辯，英文翻譯答辯； 第三周 實習調(diào)研，查閱資料進行總體方案設計； 第四周 完成初稿； 第五周 檢查，匯報第一階段工作； 第六周 制作PLC控制原理圖； 第七周 制作軟件流程圖； 第八周 制作梯形圖； 第九周 中期檢查校核； 第十周 整理變頻器常用參數(shù)并將其分類； 第十一周 檢查前幾周的工作； 第十二周 編制說明書草稿，完成終稿； 第十三周 編寫設計計算說明書，形成畢業(yè)設計全部文件，準備答辯； 第十四周 畢業(yè)答辯。 8. 指導教師意見 簽名： 年 月 日