基于PLC的电机系统的研制-开题报告

安徽理工大学本科毕业设计(论文)开题报告姓名袁珅珅专业班电气09-7指导教师宋晓一、课题的名称、来源1 .课题名称基于PLC的电机控制系统的开发2 .课题源地址生产地址地址教诲。其他二、研究意义、研究现状、研究内容、采用的研究思路和方法研究的意义：电机是工业生产中最重要的牵引设备之一，交流异步电机因其结构简单、易维护等优点广泛应用于工业农业和其他生产。 但是，随着工业农业的发展，对马达运转的要求也在提高，在很多生产过程中，马达要求能根据情况以不同的速度运转。 在初期工业生产中，调速精度高的系统采用了直流电动机，但直流电动机的起动扭矩小，整流刷容易劣化而产生火花等问题。 人们还根据交流电动机的运行特点，得到了传统的交流电动机调速方法，是利用转子电路的串联电阻逐步控制的交流绕组式电动机继电器接触器系统，设备陈旧、技术落后。 另外，该控制方式有很多问题：l )转子电路串联连接电阻，消耗电能，浪费能量。2 )电阻的阶段性切换，由于是阶段性调速，设备运行不稳定，容易引起电和机械的冲击。3 )继电器、接触器频繁动作，电弧烧蚀触点影响接触器的寿命，维护成本高。4 )交流绕组异步电动机的滑环接触不良，容易引起设备事故。5 )电机是通过转子电阻得到的低速，其运转特性柔软。上述问题不能有效地保障卷扬机的运行可靠性和安全性。 因此，需要开发更安全可靠的控制系统，使调速系统的运行具有可靠性和安全性。当计算机技术应用于工业现场时，可编程控制器(PLC )现在作为工业控制是理想的机型，采用计算机技术，按照预先创建并存储在计算机内部的程序完成设备的操作控制。 采用PLC控制，硬件简洁，软件灵活性强，调试容易，维护量少。 PLC技术广泛应用于各种控制系统。研究现状：随着电力电子技术和自动控制技术的发展，电机的调速从继电器时代到今天由变频器控制着调速。 在工业的各个领域应用非常广泛。 目前工业自动化控制系统中最常见的是基于PLC控制逆变器的电机调速控制。 该方法主要通过程序控制电机的逆变器，实现了自动控制。在交流调速系统的发展和应用领域，直流电器传动和交流电器传动相继诞生于19世纪。 在二十世纪大部分年代，因为直流传动具有优秀的调速性能，高性能的调速传动都采用直流电动机，约占电气传动总容量的80%的非变速传动采用交流电动机，这种情况在一段时间内成为世界公认的结构。 20世纪70年代以来，随着大规模集成电路和计算机控制技术的发展和现代控制理论的应用，交流调速系统逐渐具备宽调速范围、高稳定速度范围、高稳定速度精度、快动态响应，实现了四相限运行的良好技术性能。 其调速性能和可靠性不断完善，价格不断下降，特别是变频器调电效果显着，且工艺自动化容易，在调速性能上可与直流电力拖曳相媲美。 目前，交流调速技术在工业发达国家得到广泛应用。 例如，在通用逆变器中，由于中低压应用领域的绝缘栅双极晶体管(IGBT )的开关频率高，因此可以实现高性能的逆变器，今后登场的智能功率模块(IPM )更简化了通用逆变器的设计。 此后，交流调速系统主要在以下两个方向上发展和应用。 (1)一般性能的节能调速。 在过去大量的所谓不变速交流传动中，风机、泵等机械的总容量约占工业电气设备的传动总容量的一半，其中，不需要调速的情况不在少数。 但是，由于过去的交流电动机本身没有调速性能，所以不得不依赖挡板和阀来调节送风和供水的流量，所以浪费了很多电能。 如果把这些设备的控制系统换成交流调速系统，可以节省挡板和阀门上的能量。 根据计算统计，对风机、泵的调速范围和动态性能的要求仅靠一般的调速性能是不够的，所以切换到交流调速系统后，对每个台风机、泵的平均节能效果约为20%。 (2)高性能交流调速系统。 多是技术上需要调速的生产机械，过去多使用直流传动，交流电动机比直流电动机结构简单，成本便宜，工作可靠，维护容易，惯性矩小，效率高，变更为交流调速传动，显然会带来很多好处。 交流调速系统国内外的研究现状近年来，随着电力电子技术和微电子技术的迅速发展以及现代控制理论和计算机控制技术的应用，交流调速领域的发展很快，交流传动技术取得了突破性的进展，取得了许多创造性的成果。 自20世纪70年代矢量控制技术发展以来，理论上解决了交流调速系统静、动态性能可与直流传动匹敌的问题。研究内容：论文的主题是基于PLC的电机控制系统的研制。 本系统以S7-200系列的PLC为控制核心，使用PLC的模拟输入模块和PI8000逆变器组合模拟电机提高运行，并在此基础上采用PLC技术、逆变器技术，实现电机控制理论、电力电子技术和计算机论文主要研究以下几点：(1)绪论。 主要介绍PLC、变频技术在电气控制系统中的发展概况、发展趋势及研究目的和意义。(2) PLC的基础知识。(3)三相交流异步电动机的基本原理。(4)提高电动机模型的设计。(5)系统软件的一部分设计。(6)调试器和结果采用的研究构想和方法：论文计划采用PLC和逆变器的控制方法实现异步电机的控制，论文采用的研究构想如下一、绪论。主要介绍PLC控制电机在变频控制中的概况、发展和本设计的目的和意义。二、PS的基础知识。a .介绍plc的概况，包括plc的定义和特征两方面。b. PLC的基本构成。 主要包括中央处理模块、存储器模块、输入输出模块、电源模块、外部设备。c. PLC的工作原理。 主要介绍PLC循环扫描的工作原理。三、三相交流异步电动机的基本原理。a .介绍三相交流异步电动机的结构。b .三相交流异步电动机的基本原理。 主要介绍旋转磁场的产生和电机的滑动率。c .三相交流异步电动机控制电路。 主要介绍起动控制、正反转控制、制动控制、逆变器控制。四、提高电动机模型的设计。a .提高电机对电气控制系统的要求b .提升电机模型是基于PLC电机调速控制系统设计的。c .整体设计方案。 主要包括机型选定、系统控制结构、系统电路图、控制系统的I/O。e .设计步骤。f .系统流程图。g .硬件部分设计。 主要包括输出规格、比例转换和变频器参数设定表。五、系统软件的部分设计。a .包括主程序和各上升阶段的子程序的介绍。六、调试器。三、主要参考文献1张明达.电力拖动自动控制系统M .冶金工业出版社，1983 .2李金金. PLC控制变频器在矿山升降机中的应用D (硕士论文).太原理工大学20073谭波、李燕林、谭冠政.变频器在矿山升降机中的应用A .电气工业C05(4):52-534西门子(中国)有限公司. SIEMENS S7-200可编程控制器手册M. 20025朱仁初，万伯仁.电力拖动控制系统设计手册M .北京：机械工业出版社，19926王兆安，刘进军.电力电子技术M .北京：机械工业出版社，2009.57李明河.可编程控制器的原理和应用M合肥：合肥工业大学出版社，2008.128胡寿松.自动控制原理M北京：科学出版社，20079李发海，王岩.电机和拖动的基础M北京：清华大学出版社，2005.810谷水清.电力系统继电器保护M北京：中国电力出版社，200511馀发山、郑征、王清灵、李辉、王玉中.自动控制系统M徐州：中国矿业大学出版社，2005.212郁有文、常健、程继红.传感器原理和工程应用M西安：西安电子科技大学出版社，2008.7 13 谭波、李燕林、谭冠政.变频器在矿山升降机上的应用J .电器工业2005年04期，57-5814胡青荣.变频调速节能装置的抗干扰对策J .电气时代，2005，(04 ) 15 谭波、李燕林.逆变器谐波干扰和解决方案J .电气时代，2004，(01 )16能昌信、刘琳、丛俊杰.矿山提高信号通信系统的抗干扰设计J .河北建筑科技学院学报，2002，(01 )。17陈立香.变频器和调压相结合的调速方法在煤矿升降机上的应用J .煤矿机电，2005，(02 )。18阎广、王公华、李兆峰. PLC在副井升机信号和综合保护系统中的应用J .工矿自动化，2002，(03 )19陈为信、姜华、魏永平、刘实雄.矿山升降机程-速度全数字监控器的开发J .工矿自动化，2002，(04 )20史德嘉.矿山升降机电控系统的改造J .矿业研究和开发2005年03期，61-6221刘瑞国、孙玉霞、刘芒果.矿山升降机TKD-A斜井电控系统的变频调速节能技术改造J .煤矿机械，2004，(12 )22吕燕，区善发，吕光华.矿山升降机的电子控制系统J .金： 2001年02期： 26-2923张晓坤.可编程控制器的原理和应用M .西北工业大学出版社，199824黄立培，张学编.变频器应用技术和电动机速度M .人民邮电出版社，199