基于PLC控制的变频调速系统.doc
《基于PLC控制的变频调速系统.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于PLC控制的变频调速系统.doc(33页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、PLC设计与调试课程名称 电气控制与PLC应用技术 设计题目 基于PLC的变频调速系统设计 专业班级 自动化0742 姓 名 学 号 指导教师 起止时间 成 绩 评 定考 核内 容设 计表 现设 计报 告答 辩综 合评 定成 绩电气与信息学院课程设计考核和成绩评定办法1 课程设计的考核由指导教师根据设计表现、设计报告、设计成果、答辩等几个方面,给出各项权重,综合评定。该设计考核教研室主任审核,主管院长审批备案。2 成绩评定采用五级分制,即优、良、中、及格、不及格。3 参加本次设计时间不足三分之二或旷课四天以上者,不得参加本次考核,按不及格处理。4 课程设计结束一周内,指导教师提交成绩和设计总结
2、。5 设计过程考核和成绩在教师手册中有记载。课程设计报告内容 课程设计报告内容、格式各专业根据专业不同统一规范,经教研室主任审核、主管院长审批备案。注: 1. 课程设计任务书和指导书在课程设计前发给学生,设计任务书放置在设计报告封面后和正文目录前。 2. 为了节省纸张,保护环境,便于保管实习报告,统一采用A4纸,实习报告建议双面打印(正文采用宋体五号字)或手写。word文档 可自由复制编辑2009/2010学年第二学期PLC应用技术 课程设计任务书指导教师: 班级:自动化0741、2班 地点:实训中心512课程设计题目: 基于PLC控制的变频调速系统一、 课程设计目的本课程设计的目的在于培养学
3、生运用已学的PLC控制技术的基础知识和基本理论,加以综合运用,进行PLC控制系统设计的初等训练,掌握运用PLC进行系统控制设计的原则、设计内容和设计步骤,为从事PLC相关的毕业设计或今后的工作需要打下良好的基础。二、 课程设计内容(包括技术指标)通过CPM1A-MAD02-CH模拟量模块将电压信号转换为数字量,并通过特殊通道13传递给PLC,再由PLC进行处理,分成5级,最后用其处理的结果对变频器进行控制,实现5级频率改变,进而实现异步电动机的调速;同时要用旋转编码器进行测速,从而实现转速可调可测。表3-1为调节结果要求。表3-1调节结果要求 电压范围(V) 转化后对应数字量 变频器输出 0-
4、2 0000-0020 25HZ 2-4 0020-0062 30HZ 4-6 0062-0093 35HZ 6-8 0093-00C4 40HZ三、 课程设计原则1、尽可能地满足被控对象的控制要求;2、在满足控制的前提下,力求使控制系统简单、经济;3、保证控制系统安全可靠;4、考虑到被控对象的改进,在选择PLC的I/O数量时,应适当留有余量;四、 课程设计步骤1、对控制系统任务和要求作深入的调查研究,明确控制任务:2、选择和确定用户I/O设备:根据传统控制线路,确定出PLC改造所需的各种输入/输出设备,即各种按钮、开关、继电器和接触器等。3、确定系统整体设计方案,选择PLC型号确定系统整体设
5、计方案十分重要,要在全面了解控制要求的基础上确定电气控制方案。根据所选用的电器或元件的类型和数量,计算所需PLC的输入/输出点数,选择合适的点数。由于本设计中只涉及到开关量,因此在选择PLC型号时,只需考虑I/O点数,并有一定的余量(10%15%)选择小型PLC。4、控制系统的硬件设计(1)主电路的设计;(2)确定出输入、输出信号,画出PLC的I/O接线图;5、控制系统的软件设计(1)首先分别设计出全自动洗衣机各部分的控制软件梯形图;(2)整体控制软件梯形图设计;6、联机调试;7、撰写设计说明书。五、 时间安排时间内容备注第17周 周一集中讲解课程设计要求,分配设计题目,明确任务和具体安排周二
6、调研、查阅资料、给出设计方案 周三检查设计方案,XJ3-203 8:00-10:00 周四上机调试 周五上机调试第18周 周一上机调试周二上机调试周三上机调试周四写课程设计报告周五答辩六、 基本要求(一)课程设计报告1控制流程图一张(A4)2控制系统硬件设计图一张;(A4)3控制系统软件梯形图一张;(A4)4设计说明书一份,包括以下内容写出设计计划和基本步骤。写出控制要求并画出设计流程图。画出I/O分配表和I/O接线图。画出具体设计的梯形图,并加以注释。写出调试过程和结果。写课程设计小结。(二)成绩评定标准对学生进行全面考核,重点考核设计图纸、说明书质量;独立思考、独立工作能力,综合运用知识的
7、能力;平时的工作态度及表现;答辩情况。最后按平时表现、报告质量、答辩成绩,其权重分别为0.2、0.4、0.4综合评定成绩,分优、良、中、及、不及格五个等级。组长:刘金月组员: 张志鑫、徐晓斌、王洪伟、陈其、石晓凌、李菊丽、于航年、王宝龙任务分配:任务一A/D转换任务二变频器任务三旋转编码器张志鑫徐晓斌王洪伟陈其石晓凌李菊丽于航年王宝龙刘金月摘 要随着我国经济的高速发展,微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展,交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代,广泛应用于各行业在节约电能的同时可以减少排放、降低能耗,因此理解并掌握变频器的控制,具有十分重要的现实意义。本次课程设计就是基于PLC
8、控制的变频调速系统,应用模拟量模块将输入的电压信号转换为数字量,传送给PLC,由PLC进行调节,输出不同的信号控制变频器的频率,进而调节异步电动机的转速,并增加旋转编码器进行测速,实现转速的可调可测。关键词PLC 模拟量模块 变频器 调速 异步电动机 旋转编码器PickAlong with the rapid development of Chinese economy, microelectronics technology, computer technology and automatic control technology is rapidly developing, variabl
9、e frequency adjustinf technique has entered a new era, widely used in various industries in saving energy and reducing consumption can reduce emissions, and therefore understanding and mastery of the inverter control, and has very important practical significance.This course is designed based on PLC
10、 control of variable frequency speed regulation system, the application of analog input voltage signal module will be converted to digital, send PLC, by PLC to adjust, the output signal of different frequency inverter control, and adjusting the rotational speed asynchronous motors, and increasing sp
11、eed, revolving encoder are adjustable speed can be measured.Keywords,PLC analog module speed-regulate of asynchronous motor revolving encoder目 录1.绪论11.1课程设计的意义11.3课程设计的内容12.系统方案说明22.1变频调速控制系统说明22.2系统结构说明23.系统硬件设计33.1 系统设计原则33.2系统硬件选择33.3CPM1A-MAD02-CH 模拟量输入/输出单元33.4PLC控制器73.5变频器133.6旋转编码器174软件设计184.
12、1内存分配184.2系统流程图194.3 A/D转换部分设计194.4旋转编码器部分设计205 调试215.1调试环境215.2 调试步骤216 总结22参考文献23附 录241.绪论 可编程控制器(PLC)是集计算机技术、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。 其性能优越,已被广泛地应用于工业控制的各个领域;已成为工业自动化的三大支柱之一。(PLC、工业机器人、CAD/CAM) PLC的应用已经成为一个世界潮流。 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
13、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。1.1课程设计的意义 电气控制技术是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业课,该课程不但有较高的理论基础要求,而且工程实践性很强,因此除安排上完理论课时外, 还安排了两周的课程设计 。通过课程设计一方面可巩固已学过的理论知识,更重要的是给学生一次独立设计的时间机会,以培养其设计能力和实际工作能力。1.3课程设计的内容 通过CPM1A-MAD02-CH模拟量模块将电压信号转换为数字量,并通过特殊通道13传递给PLC,再由PLC进行处理,分成5级,最后用其处理的结果对变频器进行
14、控制,实现5级频率改变,进而实现异步电动机的调速;同时要用旋转编码器进行测速,从而实现转速可调可测。表3-1为调节结果要求。表3-1调节结果要求 电压范围(V) 转化后对应数字量 变频器输出 0-2 0000-0020 25HZ 2-4 0020-0062 30HZ 4-6 0062-0093 35HZ 6-8 0093-00C4 40HZ2.系统方案说明 在设计控制系统时,首先要设计出一个基本构架,并结合这个构架来详细的说明该控制系统的基本功能。2.1变频调速控制系统说明 变频调速系统由A/D转换、变频调速和旋转编码器测速三部分组成。先有模拟量模块将传入的模拟量转换为数字量,数字量经过PLC
15、的处理,产生不同的频率控制信号传递给变频器,从而控制异步电动机调速,最终速度信号由旋转编码器采集并经PLC读出。2.2系统结构说明 根据上述描述做出了如图2-1的系统控制框图,图中旋转编码器的测量信号虽然最终又返回PLC,但并不是闭环控制系统,信号返回的目的是读出异步电动机的转速,所以本次设计为开环控制系统。 图2-1的系统控制框图word文档 可自由复制编辑3.系统硬件设计 该系统由模拟量模块、PLC控制器、变频器、异步电动机、旋转编码器构成。3.1 系统设计原则 硬件设计中,要进行输入设备的选择(如操作按钮、转换开关及计量保护的输入信号等),执行元件(如接触器、电磁阀、信号灯等)的选择,以
16、及控制台、柜的设计等。具体设计时应注意结合几点原则:可靠性、功能完善性、经济性,在保证以上几点的基础上,考虑系统的先进性和可扩展性,其中可靠性是最为重要的。为此,选用性能可靠但价格较高的产品相对于后期的维护费用来说,成本不是很高。根据工艺流程,将所需的计数器、定时器及内部辅助继电器也进行相应的分配,然后进行软件设计。3.2系统硬件选择 本次课程设计所选器件均为实验室现有资源。3.3CPM1A-MAD02-CH 模拟量输入/输出单元 图3-1为外部端子分布图:图3-1外部端子分布图表3-1为产品规格说明书: 表3-1产品规格说明书输入通道数4输入信号范围0-10V1-5V4-20mA分辨率0-1
17、0V8位1-5V8位4-20mA8位输入形式差动输入输入阻抗电压输入1M电流输入250最大输入信号电压输入15V电流输入30mA输出通道数1输出信号范围-10-10V0-10V4-20mA分辨率-10-10V9位0-10V8位4-20mA8位最大输出电流电压输出5mA最大负载阻抗电流输出350总输出电流21mA共有精度1.0%(满量程)隔离方式模拟量输入、输出端子之间无隔离模拟量输入/输出端子和CPU之间DC500V转换速率最大十毫秒一个单元(见注)外部连接端子两个14脚端子台(不可拆卸)电流消耗5V 最大 60mA(CPMA 5V最大提供150mA)24V 最大 80mA重量最大250g尺寸
18、86(W)50(H)90(D)mm注: 这个时间是指整个模块的输入输出完成一次 刷新所需要的时间。l 只要总电流小于或等于21mA,电压输出和电流输出可以同时使用。l 启动电压或电流输出时,写入输出通道的数据有效。l 启动电压或电流输入时,从输入通道读数据有效。l 不用的输入回路,将其电压输入端子短接。表3-2/3-3为输入/输出范围设置,表3-4为设定值:表3-2输入范围设置设置字(“MAD02-输出通道n”+“1”)位76543210输入4输入3输入2输入1启动量程启动量程启动量程启动量程表3-3输出范围设置设置字(“MAD02-输出通道n”+“1”)位15141312111098不使用输
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
20 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 PLC 控制 变频 调速 系统
