交流调速课程设计-恒压供水变频器PID闭环调速系统设计.docVIP

辽 宁 工 业 大 学 交流调速控制系统 课程设计（论文） 题目： 恒压供水变频器PID闭环调速系统设计 院（系）： 电气工程学院 专业班级： 自动化124班 学 号： 学生姓名： 指导教师： （签字） 起止时间：课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室：自动化 学 号 学生姓名 专业班级 课程设计（论文）题目 恒压供水变频器PID闭环调速系统设计 课程设计（论文）任务 课题完成的功能： 本课程设计利用变频器的数字输入端口和内部PID控制功能实现供水系统的恒压控制设计。 设计任务及要求： （1）根据给出的水泵电机铭牌数据，选择合适的变频器，要求确定变频器的输出功率、输入电源电压（相数）/输出电压（相数）等技术参数。 （2）通过变频器的数字输入端口实现变频器的远程启动、停止等控制操作功能。使用旋转电位器（0V-10V）方式设定恒压供水系统的压力给定，使用压力传感器（4mA-20mA）将压力信号反馈给变频器，同时在变频器内部实施PID闭环调节，输出水泵电机的供电电压。 （3）完成如上功能的变频器外围电气电路设计，包括变频器主电路、控制和反馈电路。 （4）根据如上功能，完成变频器的参数快速调试（包括调试参数、参数值、含义等）及控制端口的参数调试。 （5）撰写课程设计说明书（论文）。 技术参数： 380V；额定电流56.83A；额定功率30kW；功率因数：0.87；额定效率0.96；额定频率50Hz；额定转速1470转/分；极对数2。 进度计划 （1）布置任务，查阅资料，确定系统的组成（2天） （2）对系统各组成部件进行功能分析（3天） （3）系统电气电路设计及调试设计（3天） （4）撰写、打印设计说明书及答辩（2天） 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算  摘 要 恒压供水现已广泛的应用在各大工厂、小区等场所中，传统控制系统中在控制较适宜的水压的同时，却消耗了大量的能量。如今，人们越来越重视恒压供水的舒节能性，本文重点研究了 本系统利用变频器和PLC采用变频调速方法来实现恒压供水的控制。通过选用CPU224和变频器来实现。本系统设计主要包括硬件和软件两大部分，依据控制系统的工作原理和技术性能，将硬件和软件分开设计。本系统便是通过远程调控变频器来控制水泵电机的转速，通过对PLC的编程，来实现对变频器的控制。先进行总体方案的设计，确定整体的设计方案。再进行硬件设计，首先设计变频器的主电路、控制以及反馈电路并给出系统外部主回路。 通过对恒压供水的理论分析，验证了以压力为根据对其进行变频控制的可靠性。对变频控制系统进行了设计。通过西门子PLC200实现人机界面的设计，最后使用 MATLAB软件进行了系统的仿真研究。整个过程通过远程调控，将使供水实现节水、节电、节省人力，最终达到高效率的运行目的。 关键词：变频器；PLC；恒压供水 目 录 第1章 绪论 1 第2章 恒压供水变频器PID调速系统的方案 2 2.1 概述 2 2.2 总体设计框图 2 第3章 硬件设计 4 3.1 变频器的介绍 4 3.2 变频器型号的选择 8 3.2.1 变频器的控制方式 8 3.2.2 变频器容量的选择 9 3.3 调速方式的比较与选择 11 3.4 变频器外围电路的设计 13 3.4.1 变频器的引脚接线和外围主回路 13 3.4.2 制动电阻 16 3.5 PLC以及其他硬件的选择 16 3.5.1 PLC的选择 16 3.5.2 压力传感器的选择 18 3.5.3 水泵的选择 19 第4章 软件设计 22 4.1 S7-200编程语言和程序结构 22 4.2 控制系统子程序设计 23 第5章 实验数据 27 5.1 MATLAB仿真 27 第6章 课程设计总结 28 参考文献 29 绪论 自从通用变频器问世以来，变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使我国供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用