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《电气控制与PLC》课程设计说明书 基于PLC的变频调速系统设计 The variable frequency speed regulation system based on PLC design 学生姓名 学生学号 学院名称 专业名称 电气工程及其自动化 指导教师 2013年 12月 1日 摘要 本文主要介绍了研究和设计的基于可编程控制器的变频调速系统的成果，在本次的设计中，我的设计系统主要由PLC、变频器、电动机等几部分组成。经过本次设计和研究，使我对所有器件有了新的认识，尤其对PLC有了更多的了解：PLC是能进行行逻辑运算，顺序运算，计时，计数，和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程的工业计算机。首先我们查阅各个器件的资料，先对其有个明确的认识，然后通过老师的指点明白了整个系统的大概工作原理框图后，通过学习资料与老师指点将硬件设备连接成功。本文综合应用电子学与机械学知识去解决基于可编程控制器的变频调速系统，本次设计选用三相异步交流电机，而 PLC和 交流电机无论在工业还是生活中都是应用最广，因此本次设计具有相当的实用价值。 关键词 PLC；变频器；电动机；调速 目 录 1 引言 1 1.1 概述 1 1.2设计内容 1 2 系统的功能设计分析和总体思路 2 2.1 系统功能设计分析 2 2.2 系统设计的总体思路 2 3 PLC和变频器的选择 3 3.1PLC的概述 3 3.1.1 PLC的基本结构 3 3.1.2 PLC的工作原理 5 3.1.3PLC的型号选择 6 3.2变频器的选择和参数设置 6 3.2.1 变频器的选择 6 3.2.2 变频调速原理 7 3.2.3 变频器的工作原理 8 3.2.4 变频器的快速设置 8 4 开环控制设计及PLC编程 9 4.1 硬件设计 9 4.2 PLC软件编程 10 4.2.1设计步骤 10 4.2.2系统流程框图 10 4.2.3 程序的主体 11 4.2.4 控制程序T形图 11 5 PLC系统的抗干扰设计 17 5.1?变频器的干扰源 17 5.2 干扰信号的传播方式 17 5.3?主要抗干扰措施 18 5.3.1 电源抗干扰措施 18 5.3.2 硬件滤波及软件抗干扰措施 18 5.3.3 接地抗干扰措施 18 结论与心得 19 参考文献 20 附录 21 1 引言 1.1 概述 调速系统快速性、稳定性、动态性能好是工业生产中在科学研究和生产实践的诸多领域中 占有着极为重要的地位 特别是在冶金、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，是继续计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便宜可靠性强，编程简朴，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。 图3-2 直流输入电路 3.1.2 PLC的工作原理 PLC通电后，需要对硬件和软件做一些初始化工作。为了使PLC的输出及时地响应各种输入信号，初始化后PLC要反复不停地分段处理各种不同的任务，这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。 1、初始化过程：与其它单片机运行一样，上电运行或复位时进行处理 （1）硬件初始化，复位输出输入模块，清零 （2）清除数据区 （3）输出输入地址分配 2、扫描过程 （1）扫描输入，将输入口状态读入至输入口映像区 （2）时钟处理，特殊寄存器更新 （3）执行用户程序 （4）输出，将输出口映像区输出至输出端口刷新 （5）自诊断检查 3、出错处理 检查PLC内部电路 CPU、电池电压、程序存储器、I/O、通讯异常致命错误，CPU强制STOP方式，所有扫描停止。图3-1所示为一小型PLC的典型工作过程 图3-3 小型PLC的典型工作过程 3.1.3PLC的型号选择 在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有