三相异步电动机多速运行的综合控制.docx

三相异步电动机多速运行的综合控制 14412 郭俊良一、设计目标（1）了解PLC和变频器综合控制的一般方法；（2）了解变频器外部端子的作用；（3）熟悉变频器多段调速的参数设置和外部端子的接线；（4）能运用变频器的外部端子和参数实现变频器的多段速度控制。二、设计参考设备（1）变频器（三菱FR-A540）；（2）电位器（2W/1kW）；（3）可编程控制器（FX2N-48MR）；（4）手持式编程器（FX-20P）或计算机（已安装GPP软件）；（5）电动机（Y-112-0.55）；（6）电工常用工具；（7）按钮开关；（8）导线若干；三、设计要求用PLC、变频器设计一个电动机的三速运行的控制系统。其控制要求如下：按下起动按钮，电动机以30Hz速度运行，5s后转为45Hz速度运行，再过5s转为20Hz速度运行，按停止按钮，电动机即停止。四、报告要求1．设计思路2．变频器的设定参数3．PLC的I/O分配4．控制程序5、系统接线6、系统调试7、设计总结1.引 言 PLC(可编程序控制器)是现代工业控制 的基础部件，它是以微处理器为 基础发展起来的，是集自动化技术 、通信技术 、先进制造 技术为一体的新型工业自动控制装置。变频器技术是一门综合性的技术，它建立在控制技术、电子电力技术、微电子技术和计算机技术的基础上。与传统的调速系统相比，利用变频器对电动机进行调速控制，有如下优点：节约电能、容易实现对电动机的调速控制；可实现大范围内的高效连续调速控 制和精确调速控制；可以实现对电动机的正反转切换，也可实现对电动机的高速驱动；还可以进行电气制动，使得电动机可以进行高额度的起停运转。当电动机带动较大负载启动时，会产生较大的冲击电流，如采用变频器，就可以实现软启动，减小冲击电流，解决大负载的启动 基本构成为：电源可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。输入输出接口电路1．现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。2．现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。功能模块如计数、定位等功能模块。通信模块工作原理当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。一、输入采样阶段在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。可编程逻辑控制器二、用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该