基于PLC的电机变频调速试验系统开发

论文摘要

随着电力电子技术与控制技术的不断发展，交流变频调速取代直流调速在工业拖动领域得到了广泛的应用；可编程控制器（PLC）功能强大、容易使用、可靠性高，常常被用来作为现场数据的采集和设备的控制；组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具，可以在PC机上开发出友好人机界面，实现对现场设备的远程监控。本文以三相异步电机为控制对象，结合PLC、变频器及组态软件技术开发设计了对电机变频调速的多种控制方式的试验系统。主要内容包括：简要介绍了变频器的构造、PLC的组成及各部分的功能、组态软件的构成及功能特点；分析了松下PLC与上位机的链接、深入理解了PLC的工作原理、异步电机变频调速的原理及变频器的调速原理；开发设计了对电机变频调速的八段速控制、基于PID调节的无级调速控制、基于模糊控制的无级调速三种控制方式，给出了控制方案，编写了PLC控制梯形图程序，设计了硬件连线，构建了人机监控界面。通过该试验系统的设计，可以使学生加深对异步电机变频调速的理解；进一步掌握PLC的应用技术；能够熟练进行PLC的编程；正确的建立PLC与上位机的通讯及PLC与变频器的连接；熟练使用组态软件构建人机监控界面，从而能对PLC控制技术有更加深入的理解，对远程监控有更加清楚、直观的认识。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 相关技术发展概况
• 1.2.1 交流变频调速
• 1.2.2 PLC 技术
• 1.2.3 组态软件技术
• 1.3 课题研究概述
• 1.4 论文内容安排
• 2 变频调速原理及变频器的介绍
• 2.1 异步电机的变频调速原理
• 2.2 变频器原理
• 2.2.1 变频器的构成
• 2.2.2 变频器调速原理
• 2.3 松下VFO 系列变频器介绍
• 3 PLC 与组态软件的介绍及PLC 与上位机的链接
• 3.1 PLC 技术
• 3.1.1 PLC 的一般结构
• 3.1.2 PLC 的基本工作原理
• 3.1.3 松下 FP∑ 系列 PLC 简介
• 3.2 MCGS 组态软件简介
• 3.2.1 MCGS 组态软件的构成
• 3.2.2 MCGS 组态软件的特性与功能
• 3.3 松下PLC 与上位机的链接
• 4 变频调速试验系统的设计与实现
• 4.1 总体设计思路
• 4.2 系统结构及硬件选型
• 4.3 八段速控制
• 4.3.1 控制方案
• 4.3.2 变频器参数设置
• 4.3.3 PLC 与变频器的连接
• 4.3.4 PLC 程序设计
• 4.3.5 基于组态软件的上位机监控
• 4.4 基于PID 调节的无级调速
• 4.4.1 控制方案
• 4.4.2 变频器参数设置
• 4.4.3 PLC 与变频器的连接
• 4.4.4 PLC 程序设计
• 4.4.5 基于组态软件的上位机监控
• 4.5 基于模糊控制的无级调速
• 4.5.1 确定输入输出模糊变量
• 4.5.2 建立模糊控制状态表
• 4.5.3 解模糊
• 4.5.4 编制模糊控制算法的应用程序
• 4.5.5 基于组态软件的上位机监控
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
• 致谢