PLC变频调速系统设计开题报告

机械学院 毕业设计开题报告 毕业设计题目： PLC变频调速系统设计 学 生 姓 名： 指导教师姓名： 专 业：机械设计制造及其自动化 1.课题名称：PLC变频调速系统设计2.课题研究背景：由于21世纪电力电子器件的快速发展，使交流变频调速技术优越的性能得到迅速发展，同时控制理论进步，变频调速以其调速精度高、调速控制范围广、回路保护功能完善，响应速度快、节能显著等优点，现在以广泛的用于电力、制造、运输等国民经济领域；变频调速技术现在被公认为是最理想、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以及节约能源、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。国外交流变频调速技术高速发展状况：功率器件的发展：近年来高电压、大电流的GTR、GTO、IGBT、IGCT等器件的生产以及并联、串联技术的发展应用，使高低压大功率变频器产品的生产及应用成为现实。控制理论和微电子技术的发展：矢量控制、磁通控制、转矩控制、模糊控制、适应、神经网络等新的控制理论为高性能的变频器提供了理论基础,32位高性能微处理器及信号处理器和专用集成电路（ASIC），SLE4520等的快速发展，为实现变频调速传动设备高精度、多功能提供了硬件手段。基础工业和各种制造业的高速发展，变频调速传动设备相关配套件实现了社会化、专业化生产使得交流变频技术广泛应用。国内交流变频技术发展现状：从总体上看我国电气传动的技术水平较国际先进水平差距510年。在大功率交交变频、无换向器电机等变频技术方面，国内只有少数科研单位有能力制造，但在数字化及系统的可靠性方面与国外还有相当差距。而这方面产品在诸如抽水蓄能电站机组启动及运行、大容量风机、压缩机和轧机传动、矿井卷杨方面有很大需求，发展前景比较乐观。在中小功率变频技术方面，国内的学者作了大量的变频理论的基础研究，早在80年代，已成功引入矢量控制的理论，针对交流电机的多变量、强耦合、非线性的特点，采用了线性解耦和非线性解耦的方法，探讨交流电机变频调速的策略控制。进入90年代，随着高性能单片机和数字信号处理器的使用，国内学者紧跟国外最新控制策略，针对交流感应电机特点，采用高次谐波注入SPWM和空间矢量控制（SVPWM）等方法，控制算法采用模糊控制、神经网络理论对感应电机转子电阻、磁链和转矩进行在线观测，在实现无速度传感器交流变频调速系统的研究上作了大量的基础研究。随着大功率变频器的推广应用，越来越多的企业在新的建设项目和技改项目中，开始考虑3KV电压等级以上的电机变频调速问题，市场开始升温。在刚刚起步的高压变频器领域，技术方案包括了高低高、高低、高中多电平H桥主回路、三电平主回路和直接串联电流源型等多个技术流派。但总的来讲，高压变频调速市场目前在我国仍处于初级阶段，市场容量较小，但是高压变频技术、因其特有的自身功耗小的优势，还是吸引了包括国外许多企业不断加大研发和生产、力度。电气传动领域因变频技术的发展而焕然一新，电压等级从11010000V，容量从数百瓦的伺服系统到数万千瓦的特大功率传动系统；从一般要求的调速系统到精度、快响应的高性能的调速系统。从单机调速到多机协调调速传动，几乎无所不有,实践证明交流调速技术的应用为工农业生产及节能方面带来了巨大的社会效益。现在交流调速系统以全面、逐步取代直流调速系统，交流调速在电气传动领域中占据了统治地位已是公认的事实。变频器亦叫电动机变频调速器，是一种静止的频率变换器。3.课题研究意义：PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强、寿命长等到一系列优点。可编程控制器(PLC)的核心微处理器，通过将计算机技术与传统的继电器控制系统有机结合起来，能够实现高度灵活、高可靠性的工业控制。为了进一步提高设备的自动化程度，越来越多的企业将PLC技术应用于其工厂设备中。将原有电机控制系统的技术进行改造，引入电机控制系统的数据自动采集、监控以及变频、组态技术完善并改进电机变频调速机构。该系统能对电机转速实现精确控制，实用性强，具有一定的推广价值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。交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。本文对如何利用变频器连接PLC和控制对象，利用软件操作来控制电机的转速，达到远程自动控制进行了讨论。在工业生产中，电机交流变频调速技术以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，被公认为最有发展前途的调速方式。PLC控制技术在自动控制系统中被普遍采用。本文构建了一个变频嚣连接PLC和控制对象，利用软件操作来控制电机转速以达到远程自动控制的系统。4.文献查阅、资料收集概况1 张万中主编,周渊深主审.可编程控制器应用技术M化学工业出版社，2007. 2 张明金,于静主编.电子电工技术M北京:师范大学出版社，2005.3 常斗南.可编程控制器（第二版）M北京：高等教育出版社，19944 魏天路,倪依纯主编.机电一体化系统设计M机械工业出版社，20075 钟肇新,彭侃编译.可编程控制原理及其应用（第二版）M广州:华南理工大学出版社，20056 王也仿.可编程控制应用技术M北京:工业出版社，20017 王宏华.电动机调数控制技术M北京:工业出版社，19988吴忠智,吴加林编著.变频器应用手册M北京：机械工业出版社，19989童建中.脉冲数字电路M北京:化工业出版社，199910郭庆顶.交流伺服系统M北京:机械工业出版社，20035.设计的主要内容： (1) 变频调速原理分析； (2) VFD-B变频器参数功能分析； (3) PLC性能及选型，变频调速方式及通讯速度控制程序设计； (4) 结合本课题涉及技术内容查阅并翻译50008000印刷字符的PLC或自动化控制英 文资料； (5) 编写设计说明书。6.设计提交形式 (1) PLC控制原理图，软件流程图，梯形图； (2) 变频器常用参数分类； (3) 毕业设计说明书。7.进度安排：第一周 发放与接受任务书，查阅文献，收集资料，翻译英文资料，撰写开题报告并制作开题报告PPT；第二周 组织开题报告审查，开题答辩，英文翻译答辩；第三周 实习调研，查阅资料进行总体方案设计；第四周 完成初稿；第五周 检查，汇报第一阶段工作；第六周 制作PLC控制原理图；第七周 制作软件流程图；第八周 制作梯形图；第九周 中期检查校核；第十周 整理变频器常用参数并将其分类；第十一周 检查前几周的工作；第十二周 编制说明书草稿，完成终稿；第十三周 编写设计计算说明书，形成毕业设计全部文件，准备答辩；第十四周 毕业答辩。8. 指导教师意见签名： 年 月 日