毕业论文--PLC_变频器在运料小车控制系统中的应用

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1、 毕毕 业业 论论 文文 题 目:PLC+变频器在运料小车控制系统 中的应用 系 别 电气工程系 专 业 电机与电器 班 级 姓 名 学 号 2010 2011 学年第 1 学期 1 目录 摘要 . 2 1 绪论 . 3 1.1 变频器 . 3 1.2 可编程控制器（PLC） 4 1.3 PLC 连接变频器 . 4 2 变频器 . 6 2.1 变频器的基本构成和工作原理 . 6 2.1.1 变频器的基本构成 6 2.1.2 变频器内部电路的基本功能 6 2.1.3 逆变电路基本工作原理 7 2.2 变频器的种类 . 7 2.3 变频器控制方式和基本原理 12 2.3.1 V/f 控制 . 12

2、 2.3.2 转差频率控制 . 13 2.3.3 矢量控制 . 14 2.3.4 提高转距控制性能的措施 . 16 3 可编程控制器 17 3.1 PLC 的组成和基本工作原理 17 3.1.1 PLC 的组成 . 17 3.1.2 PLC 的基本工作原理 . 22 3.2 PLC 的特点及分类 24 3.2.1 PLC 的特点 . 24 4. PLC+变频器在运料小车控制系统中的应用 . 26 4.1 运料小车系统的控制要求 26 4.2 PLC 输入输出变量和接线图 27 4.3 运料小车系统的 PLC 的编程 28 4.4 运料小车系统的 PLC 调试 30 4.5 PLC+变频器控制运

3、料小车系统 36 4.5.1 变频器的参数设置 36 4.5.2 PLC 与变频器的连接 . 37 5 结束语 38 6 致谢 38 2 7 参考文献 【摘要摘要】： 本文阐述了应用西门子公司可编程控制器 S7-200 系列 PLC 及变频器实现对 运料小车系统的控制。该系统充分利用了学习中讲述的可编程控制器（PLC）的 多方面的设计知识和方法，再加上变频器两者巧妙的配合精确的实现了对运料 小车系统的控制。这一控制系统的实现和应用，充分体现了 PLC 系统在工业现 场的应用，以及根据设计和不同的需求改变，还可以使其应用的范围更加广泛。 由于设计者的知识范围及经验，望老师谅解，给予批评改正。 关

4、键词 可编程控制器（PLC） 、变频器、电动机 3 1 1 绪论绪论 1.1 变频器 直流电动机拖动和交流电动机拖动先后诞生于 19 世纪， 距今已有 100 多年 的历史，并已成为动力机械的主要驱动装置。但是，由于技术上的原因，在很 长一段时期内，占整个电力拖动系统 80左右的不变速拖动系统中采用的是交 流电动机（包括异步电动机和同步电动机） ，而在需要进行调速控制的拖动系统 中则基本上采用的是直流电动机。 但是，由于结构上的原因，直流电动机存在以下缺点： （1）需要定期更换电刷和换向器，维护保养困难，寿命较短； （2）由于直流电动机存在换向火花，难以应用于存在易燃易爆气体的恶劣 环境； （

5、3）结构复杂，难以制造大容量、高转速和高电压的直流电动机。 而与直流电动机相比，交流电动机则具有以下优点： （1）结构坚固，工作可靠，易于维护保养； （2）不存在换向火花，可以应用于存在易燃易爆气体的恶劣环境； （3）容易制造出大容量、高转速和高电压的交流电动机。 因此，很久以来，人们希望在许多场合下能够用可调速的交流电动机来代 替直流电动机，并在交流电动机的调速控制方面进行了大量的研究开发工作。 但是，直至 20 世纪 70 年代，交流调速系统的研究开发方面一直未能得到真正 令人满意的成果，也因此限制可交流调速系统的推广应用。也正是因为这个原 因，在工业生产中大量使用的诸如风机、水泵等需要进

6、行调速控制的电力拖动 系统中不得不采用挡板和阀门来调节风速和流量。这种做法不但增加了系统的 复杂性，也造成了能源的浪费。 经历了 20 世纪 70 年代中期的第二次石油危机之后，人们充分认识到了节 能工作的重要性，并进一步重视和加强了对交流调速技术的研究开发工作。随 着同时期内电力电子技术的发展，作为交流调速系统中心的变频器技术也得到 了显著的发展，并逐渐进入了实用阶段。 虽然发展变频驱动技术最初的目的主要是为了节能，但是随着电力电子技 术、微电子技术和控制理论的发展，电力半导体器件和微处理器的性能不断提 高，变频驱动技术也得到了显著发展。随着各种复杂控制技术在变频器技术中 的应用，变频器的性能不断得到提高，而且应用范围也越来越广。目前变频器 不但在传统的电力拖动系统中得到了广泛的应用，而且几乎已经扩展到了工业 生产的所有领域，并且在空调、洗衣机、电冰箱等家电产品中也得到了广泛应 4 用。 变频器技术是一门综合性的技术，