机电一体化专业毕业论文PLC与变频器的调速.pdf

一、课题背景

随着科技的进步，工业生产中的自动化程度越来越高。电机的使用也越来越普遍。由于

普通直流电机结构的局限性，从而使交流电机的得到了生产中的大量运用。交流电机中三相

异步电机凭借它诸多优点更是广泛的应用在生产过程中！然而电机调速问题日趋重要。三相

异步电机的调速有变级调速，改变转差率调速和变频调速。变级调速是有极调速，转速不能

连续变化，并不能满足各种生产的需要。改变转差率调速有消耗能量多，不经济等缺点。而

变频器有调速范围大，机械特性硬，转速可以平滑改变等优点。使其在生产过程中得到了广

泛的运用！

二、课题概述

通过变频器控制三相异步电机的转速。再通过PLC控制变频器的通与断从而能够控制电

机的启停，正反转和运行的时间。

变频器电机的调速方式有很多种，可以通过变频器调速面板基本操作，控制端口开关操

作，模拟信号操作和多段固定频率操作。运用PLC可以控制变频器的开关量的输入与否来控

制了变频器，最终实现的对电机转速的调整。PLC的应用可以实现自动化的控制。避免看人

的手动操作，实现了生产过程的自动化！

三PLC（可编程控制器）

3.1PLC简介

PLC即可编程控制器（ProgrammablelogicController，是指以计算机技术为基础的新

型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（InternationalElectricalCommittee）颁布

的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：PLC英文全称ProgrammableLogicController,

中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用

而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定

时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械

或生产过程.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很

重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC。

“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以

编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等

操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC

及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而

设计。”

3.2PLC基础知识

PLC的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序

动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些

功能是通过气动或电气控制系统来实现的。

3.3PLC的特点

3.3.1可靠性高，抗干扰能力强

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严

格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司

生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工

作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器

系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，

PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者

还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊

断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。

3.3.2配套齐全，功能完善，适用性强

PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的

工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各

种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、

CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各

种控制系统变得非常容易。

3.3.3易学易用，深受工程技术人员欢迎

PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于