基于PLC的电机系统的研制-开题报告(共6页).doc

《基于PLC的电机系统的研制-开题报告(共6页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于PLC的电机系统的研制-开题报告(共6页).doc（6页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选优质文档-倾情为你奉上安徽理工大学本科毕业设计（论文）开题报告姓 名袁珅珅专业班级电气09-7指导教师宋晓一、课题的名称、来源1.课题名称基于PLC的电机控制系统的研制2.课题来源生产 科研 教学 其他二、研究意义、研究现状、研究内容、拟采用的研究思路与方法研究意义：电机是工业生产中最重要的拖动设备之一，交流异步电机由于结构简单、维修容易等优点，被广泛应用于工农业及其他生产当中。但随着工农业的不断发展，对电动机运行的要求也不断提高，很多的生产过程中都要求电动机能根据不同的工况，运行在不同的速度。早期工业生产中，对于一些要求调速精度高的系统，采用了直流电动机，但直流电动机存在启动转矩小，换向

2、电刷容易老化产生火花等问题。人们又根据交流电动机的运行特点，得出了传统的交流电动机调速方法，是利用转子回路串电阻分段控制的交流绕线式电机继电器接触器系统，设备陈旧、技术落后。而且这种控制方式存在着很多的问题:l)转子回路串接电阻，消耗电能，造成能源浪费。2)电阻分级切换，为有级调速，设备运行不平稳，容易引起电气及机械冲击。3)继电器、接触器频繁动作，电弧烧蚀触点，影响接触器使用寿命，维修成本较高。4)交流绕线异步电动机的滑环存在接触不良问题，容易引起设备事故。5)电动机依靠转子电阻获得的低速，其运行特性较软。上述问题使提升机运行的可靠性和安全性不能得到有效的保障。因此，需研制更加安全可靠的控制

3、系统，使可调速系统的运行有更好的可靠性和安全性。就计算机技术在工业现场应用情况而言，可编程控制器(PLC)是目前作为工业控制最理想的机型，它是采用计算机技术、按照事先编好并储存在计算机内部一段程序来完成设备的操作控制。采用PLC控制，硬件简洁、软件灵活性强、调试方便、维护量小，PLC技术己经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日益发展，电动机的调速已经从继电器时代发展到今天的由变频器控制调速。且在工业各个领域中得到了极为广泛的应用。在现在工业自动化控制系统中，最为常见的是由PLC控制变频器实现电动机的调速控制。该方法主要通过程序来控制了电动机的变频调速，从而实现了

4、自动控制。交流调速系统的发展与应用领域，直流电器传动和交流电器传动在十九世纪先后诞生。在二十世纪的大部分年代里，鉴于直流传动具有优越的调速性能，高性能可调速传动都采用直流电动机，而约占电器传动总容量80%的不变速传动则采用交流电动机，这种状况在一段时期内已成为一种举世公认的格局。二十世纪七十年代后，随着大规模集成电路和计算机控技术的发展，以及现代控制理论的应用，交流调速系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快的动态响应，且实现了在四相限运行的良好技术性能。它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调节电效果明显，而且易于实现过程自动化在调速性能方面可以和直流电力拖

5、动相媲美。目前交流调速技术在工业发达国家已得到广泛应用。例如在通用变频器方面，针对中、低压应用领域的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的高开关频率使得高性能的变频器成为了可能，而在以后出现的智能功率模块（IPM），更加简化了通用变频器的设计。此后，交流调速系统主要沿用下述两个方向发展和应用。（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、水泵等机械总容量几乎占工业电器传动总容量的一半，其中有不少的场合并不是不需要调速，只是因为过去交流电机本身不具备调速性能，不得不依赖挡板和阀门来调节送风和供水的流量，许多电能因此白白的浪费掉了。如果把这些设备的控制系统换成交流调速系统，就能节省消

6、耗在挡板和阀门上的能量。根据有关计算统计，由于风机、水泵对调速范围和动态性能的要求都不高只需要一般的调速性能就已足够，那么换成交流调速系统后，每台风机、水泵平均约可节能20%，这种节能效果是非常可观的。（2）高性能交流调速系统。许多在工艺上就需要调速的生产机械，过去多用直流传动，鉴于交流电机比直流电机结构简单、成本低廉、工作可靠、维护方便、转动惯量小、效率高，如果改成交流调速传动，显然能够带来不少的效益。交流调速系统的国内外研究现状近年来随着电力电子技术和微电子技术迅猛发展以及现代控制理论和计算机控制技术的应用，交流调速领域发展非常迅速，交流传动技术取得了突破性进展，获得了许多创造性成果。自七

7、十年代矢量控制技术发展以来，从理论上解决了交流调速系统在静、动态性能上与直流传动相媲美的问题。 研究内容：论文的题目是基于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，采用PLC的模拟输入模块和使用PI8000变频器相结合模拟电机提升运行，并在此基础上采用PLC技术，变频技术，结合电机控制理论、电力电子技术及计算机软硬件等知识，对电机进行数字化交流变频调速系统的研究与设计。论文将主要研究以下几点内容：(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、发展趋势以及研究的目的和意义。(2) PLC的基础知识。(3) 三相交流异步电动机的基本原理。(4) 提

8、升电机的模型的设计。(5) 系统软件部分设计。（6）调试程序及结果拟采用的研究思路与方法:论文拟采用PLC和变频器的控制方法，来实现对异步电机控制，论文拟采用的研究思路如下：一、绪论。主要介绍PLC控制电机变频调速控制中的的概况、发展以及本设计的目的和意义意义。二、PLC的基础知识。a. 介绍PLC的概况，包括PLC的定义和特点两个方面。b. PLC的基本结构。主要包括中央处理模块、存储器模块、输入/输出模块、电源模块以及外部设备。c. PLC的工作原理。主要介绍PLC的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

9、。主要介绍旋转磁场的产生以及电机的转差率。c. 三相交流异步电动机控制电路。主要介绍启动控制、正反转控制、制动控制以及变频控制。四、提升电机的模型的设计。a. 提升电机对电气控制系统的要求b. 提升电机模型基于PLC电机调速控制系统方案设计。c. 总体设计方案。主要包括选择机型、系统控制结构、系统电路图以及控制系统的I/O。e设计步骤。f系统流程框图。g硬件部分设计。主要包括输出规格及标度变换和变频器参数设置表。五 、系统软件部分设计。a包括主程序以及各上升阶段的子程序的介绍。六、调试程序。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.基于PLC控制的变

10、频调速在矿井提升机中的应用D（硕士论文）.太原理工大学 2007 3谭波,李燕林,谭冠政.变频调速在矿井提升机中的应用A.电器工业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，1992.6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.可编程控制器原理与应用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.电机与拖动基础M北京：清华大学出版社，2005.810谷水清.电力系统继电

11、保护M北京：中国电力出版社，200511余发山，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.传感器原理及工程应用M西安：西安电子科技大学出版社，2008.713 谭波，李燕林，谭冠政J电器工业2005年04期，57-5814 胡青荣J. , 15 谭波，李燕林J. , 16 能昌信，刘琳，丛俊杰 J， 17 陈立香 J， 18 闫广，王公华，李兆峰 J， 19 陈为信，姜华，魏永平，刘竟雄J，20 史德嘉 J矿业研究与开发; 2005年03期，61-6221 刘瑞国，孙玉霞，刘芒果J，22 卢燕,顾善发,卢光华 J黄金：2001年02期：26-2923 张晓坤 可编程控制器原理及应用M西北工业大学出版社， 1998 24 黄立培，张学编著变频器应用技术及电动机调速M人民邮电出版社，1998 25 周定颐电机及电力拖动M机械工业出版社，1996 四、进度安排第13周：课题调研与资料收集；第45周：实习与实验；第68周：硬件电路设计；第911周：软件编程；第1214周：编写设计说明书；第1516周：装订论文，准备毕业答辩。五、指导教师意见指导教师签名： 日期： 年 月 日 六、所在系意见负责人签名（签章）： 日期： 年 月 日 注：此件由学生本人填写，一式二份，院（部）、指导教师各存一份。专心-专注-专业