基于PLC交流变频调速系统的毕业设计Word文件下载.docx

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本文内容介绍了步进电机以及单片机原理、该系统的硬件电路、程序组成，同时对软、硬件进行了调试。

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：

交流调速系统变频技术异步电动机PLC控制技术

Abstract

Inrecentyears,withthedevelopmentofpowerelectronictechnology,computertechnology,automaticcontroltechnologyisdevelopingrapidly,ACdriveandcontroltechnologyhasbecomethemostrapidlydevelopingtechnology,electricdrivetechnologyisfacingahistoricalrevolution,namelytheACspeedregulationtoreplaceDCspeedcontrolandcomputerdigitalcontroltechnologytoreplacetheanalogcontroltechnologyhasbecomethetrendofdevelopment.MotorACvariablefrequencyspeedcontroltechnologyisnowtheelectricitysaving,improvetheprocesstoimproveproductqualityandimprovingtheenvironment,promotingtechnologicalprogressandamainmeans.Withitshighfrequencyconversionspeedandbrakingperformanee,highefficiency,highpowerfactorandenergysavingeffect,wideapplicablerangeandmanyotheradvantagesbydomesticgrandpathinkthemostpromisingcontrolmode.WhilethePLCcontroltechnologymakesthespeedcontrolspeed,stability,accuracy,thereisnotasmallimprovement.Therefore,theapplicationofPLCcontrolACdrivehasamorebroadprospectsfordevelopment.Thisarticleintroducedthesteppermotorandtheprincipleofsingle-chipcomputer,thehardwarecircuitofthesystem,theprogramcomponents,whilethesoft,hardwaredebugging.Thedesignhastheadvantagesofclearthinking,highreliability,strongstabilityandothercharacteristics,thefunctionsareachievedthroughdebugging.

Keywords：

ACvariablespeedcontrolsystemfrequencyconversiontechnologyasynchronousmotorPLCcontroltechnology

摘要I…

绪论1

1系统的工作原理2

1.1三相异步电机2

1.1.1三相异步电机的结构2

1.1.2三相异步电机的工作原理3

1.2变频器3

1.3控制系统4

1.3.1PLC的工作原理4

1.3.2PLC的应用

2系统控制方案选取7

2.1电机的选择7

2.2变频器的选择7

2.3PLC的选择8

2.3控制方式的选择9

3变频调速系统的设计10

3.1软件设计错误！

未定义书签

3.1.1S7-200PLC错误！

3.1.2MicroMaster420变频器•错误！

3.1.3外部电路设计错误！

3.1.4变频开环调速错误！

3.1.5数字量方式多段速控制错误！

3.2软件设计错误！

3.2.1编程软件.错误！

3.2.2系统程序设计错误！

4.1PLC抗干扰措施26

4.2软件抗干扰措施26

结论27

致谢28

参考文献29

绪论

（1）课题背景

从1876年第一台直流电动机问世到1888年交流电动机的发明及广泛应用，再到电机随处可见当今世界，电机的发展早已经成为衡量一个国家现代化水平标准之一，纵观电机的发展，其应用范围的不断扩大，使用要求不断提高，结构类型不断增多，理论要求不断深入。

特别是近30年来，伴随着电力电子技术和计算机技术的进步，尤其是超导技术的重大突破和新原理，新结构，新材料，新工艺，新方法的不断推动，电机发展更是呈现出勃勃生机，其前景是不可限量的［12］。

近年来随着电力电子技术，计算机技术，自动控制技术的发展，电机的控制技术得到了迅速的发展，人们在追求控制电机更快，更准，更稳的同时，也意识到节能，环保，经济的重要性。

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，经历了由模拟控制到全数字控制和由采用BJT到采用

IGBT两个大发展过程⑴。

PLC是20世纪70年代以来，在电气控制技术，集成电路，计算机技术基础上发展起来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术，把计算机技术，通信技术融为一体的一种新型工业控制设备。

它具有功能强，可靠性高，配置灵活，使用方便，以及体积小，重量轻等优点［13］。

（2）设计的目的和意义

随着工业控制要求的不断发展，对电机的速度控制要求也越来越高，一般都需要进行闭环控制。

交流电机调速的方法有很多，调压串级滑差变频等方式都不同程度地应用于各种各样的工控领域。

随着变频技术的发展，变频器越来越多的被应用于调速场合。

可编程控制器是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置，将PLC应用于交流变频调速，不仅

可靠性高，易于操作，而且还能降低能耗，节约能源。

1系统的工作原理

1.1三相异步电机

三相异步电机（Triple-phaseasynchronousmotor）是靠同时接入三相交流电源（相位差120度）供电的一类电动机，由于三相异步电机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转，存在转差率，所以叫三相异步电机。

1.1.1三相异步电机的结构

异步电机主要由固定不动的和旋转的转子两部分组成，定子转子之间有气隙，在定子两端有端盖支撑转子。

（1）定子

异步电机的定子由铁心，定子绕组和机座三部分组成，定子铁心的作用是作为电机磁路的一部分和嵌放定子绕组。

为了减少交变磁场在铁心中引起的损耗，铁心一般采用导磁性能良好，比损耗小的0.5mm厚低硅钢片叠成。

定子绕组是电机的电路，器作用是感应电动势流过电流。

定子绕组在槽内部分与铁心间必须可靠绝缘，槽绝

缘的材料厚度由电机耐热等级和工作电压来决定。

机座的作用主要是固定和支撑定子铁心。

（2）转子

异步电机的转子由转子铁心转子绕组和转轴组成。

转子铁心是电机磁路的一部分，一般由0.5mm硅钢片冲制后叠压而成。

转轴起支撑转子铁心和输出机械转矩的作用，转子绕组的作用是感应电动势，流过电流和产生电磁转矩。

其结构形式有两种：

笼式和绕线式。

（3）气隙

异步电机定，转子之间气隙很小，对于小型异步电机，气隙一般为0.2到1.5mm气隙大小对异步电机性能影响很大。

为了降低电机的空载电流和提高电机的功率，气隙应尽可能的小，但气隙太小又可能造成定转子在运行中发生摩擦，因此异步电机气隙长度应为定转子在运行中不发生机械摩擦所允许的最小值。

1.1.2三相异步电机的工作原理

三相交流异步电动机的工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律和电磁力定律等基础上的。

当磁极沿顺时针方向旋转，磁极的磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势。

电动势的方向由右手定则来确定。

因为运动是相对的，假如磁极不动，转子导条沿逆时针方向旋转，则导条中同样也能感应出电动势来。

在电动势的作用下，闭合的导条中就产生电流。

该电流与旋转磁极的磁场相互作用，而使转子导条受到电磁力，电磁力的方向可用左手定则确定。

由电磁力进而产生电磁转矩，转子就转动起来。

三相绕组接通三相电源产生的磁场在空间旋转，称为旋转磁场，转速的大小由电动机极数和电源频率而定。

转子在磁场中相对定子有相对运动，切割磁杨，形成感应电动势。

转子铜条是短路的，有感应电流产生。

转子铜条有电流，在磁场中受到力的作用。

转子就会旋转起来。

第一：

要有旋转磁场，第二：

转子转动方向与旋转磁场方向相同，第三：

转子转速必须小于同步转速，否则导体不会切割磁场，无感应电流产生，无转矩，电机就要停下来，停下后，速度减慢，由于有转速差，转子又开始转动，所以只要旋转磁场存在，转子总是落后同步转速在转动。

［12］三相异步电机是感应电机，定子通入电流以后，部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流。

短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场。

通电启动后，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，即旋转磁场与转子存在相对转速，并与磁场相互作用产生电磁转矩，使转子转起来，实现能量变换。

1.2变频器

1-1

变频器主要应用于对电机速度的调节，可将其分为四个部分，其结构如图所示。

通用变频器由主电路和控制回路组成。

给异步电动