控制系统三级项目报告.docx

控制系统三级项目 课程设计说明书 设计题目： 基于PLC控制的变频调速系统设计 指导教师： 陈军杰、陈少波 姓 名： 莫智斌 汕头大学 机电工程系 年 月 日基于PLC控制的变频调速系统设计 一、设计目的1、掌握PLC的应用设计过程2、掌握常用变频器的应用过程3、初步掌握电气原理图的设计过程4、*初步了解人机界面的开发过程5、完成PLC程序的设计过程 6、完成变频器主要参数的设置二、实验室可用设备1、可编程序控制器（三菱FX2N、西门子S200、S7-1200任选）2、变频器（西门子MM440或精威JBA-0022-S任选）3、计算机及梯形图编辑软件1套4、电机及电气技术综合实验台三、设计内容及要求1、假设某一控制系统，由一台PLC控制1台变频器带动异步电机进行变频调速运行。2、能实现电机的正、反转及调速控制（调速过程保持负载转矩恒定，具体转矩值可以根据实验室设备现场确定），最少能实现高速（1300转）、中速（700转）及低速（300转）等速度的自动控制。3、完成PLC输入输出点的分配。4、完成电气原理图的设计及主要电气元件的参数选择。5、*完成触模屏人机界面设计，完成人机界面程序的仿真。6、完成PLC程序设计，完成PLC程序的仿真。7、完成设计内容的仿真或实验验证，完成设计报告。9、*内容为选做实验报告要求：1. 无转矩补偿条件下的n-f曲线（要求作出相应的拟合直线）；2.根据无转矩补偿条件下的n-f曲线分析出低频转矩补偿起始点和低频转矩补偿比例（也要说明此比例下0Hz时的补偿电压）；3.有转矩补偿条件下的n-f曲线（要求作出相应的拟合直线），分析自己的补偿是否合理并说明原因；4.在有转矩补偿的条件下，在负载不变（与探究转矩补偿曲线时的负载一致）的条件下，采用PLC控制变频器对三相鼠笼式异步电机进行变压变频调速，能实现电机的正、反转及调速控制，调出低速（300-400r/min，参考范围）、中速（700-800r/min）、高速（1200-1300r/min）三种转速。要求说明选择的PLC类型，变频器频率给定源的选择（固定频率、模拟量等）、，PLC程序、程序说明及变频器参数设定。5.设计实验心得（比如针对实验过程中出现的现象和问题，自己的分析思路和解决办法）。四、调速控制系统设计过程本系统采用一台PLC控制1台变频器，从而控制1个三相异步电机的正转、反转、调速、制动等功能。电机功率为2.2kW，额定电压220V，额定电流为0.5A，额定的频率为50Hz。4.1选择机电控制设备1、可编程序控制器：三菱FX2N三菱FX-4DA特殊功能DA转换器；2、变频器：西门子MM440；3、计算机及梯形图编辑软件，人机界面设计软件；本设计中采用的是三菱PLC结合人机界面对变频器调频，进而对异步电机实施调速操作。4.2 变频器主回路的电路设计，外接测功机（恒负载）Rf2选用D42的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值，R2选用D42的900Ω阻值。电流表A2选择D31挂箱上的200mA量程档，A4选择D31挂箱上的200mA量程档。V2选择D31挂箱上的200V量程档。电机M绕组为Δ接法。4.3变频器面板控制PXXXX初值设定根据实验的内容可知，变频器MM440的可能选择初值如表格，主要是电机各项参数（额定电压，电流，功率）的输入，还有V/f补偿的输入，根据项目步骤的不同，选择的控制方式也不同，例如第一步的频率-转速曲线的电压补偿曲线的测定要采用BOP面板操作，第二步的三级调速实现则采用模拟量输入端子排控制。参数号设置值说明P00031用户访问级为标准级P00101快速调试P01000功率以 Kw 表示，频率为 50HZP0304230电动机额定电压P03050.5电动机额定电流P03070.1电动机额定功率P031050电动机额定频率动机额定转速P00031设置用户访问级为标准级P00047命令和数字 I/OP07002命令源选择有端子排输入P00032设置用户访问级为扩展级P00047命令和数字 I/OP07011ON 接通运行，OFF 停止（端子5）P07022ON 反向接通运行，OFF 停止（端子 6）P070317BCD码+ON命令（端子8）P070417BCD码+ON命令（端子16）P00031设置用户访问级为标准级P000410设置值通道和斜坡函数发生器P10003主给定值源：选用“固定频率”P00032设置用户访问级为扩展级P000410设定值通道和斜坡函数发生器4.3、对低频端的转速与频率进行电压补偿4.31当V/f特性补偿值为0时候，测量转速与频率的曲线在此之前，需要先介绍V/f控制的原理：由于负载恒定或者是电机在设计的时候在电机的设计时候，为了充