交流异步电动机转速闭环控制系统设计论文

2016届毕业设计说明书（论文）交流异步电动机转速闭环控制系统设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：刘泰波指导教师：邓宝燕职称工程师专业：电气工程及其自动化班级：电气1205班完成时间：2016年5月I摘要交流异步电机具有结构简单、制造容易、维护检修工作量小等一系列优点，在早期多用于不可拖动领域。伴随着电力电子科技技术不断发展，和静止式变频器出现，交流异步电机在可拖动领域当中逐步得到了普遍的实际应用。实现电机的调速有很多方法。探究异步电动机的调速，寻求符合实际情况调速方法能够最大的限度节省资源，因此探究控制调速就显得很有一定的必要。交流异步电机转速闭环控制是一种比较简便实用的调速系统，这个系统其拥有优异的运行、控制及经济性能，彰显了庞大的技术开发潜力。此次设计介绍了交流异步电机转速闭环控制系统的几大组成部分，并且着重阐述了三相交流异步电动机、变频器、可编程控制器PLC（programmablelogiccontroller）的简单的工作原理。在探究转速闭环控制基本原理的基础上，研究出了交流异步电机单闭环转速系统结构原理图。还将具体分析本次实验器件选择方案的优缺点，叙述课题的硬件软件设计内容，介绍各个器件的详细资料。以单闭环调速系统为例，如果选择电机调速，速度控制系统的范围是最小的，速度变量用来作为负反馈回路控制系统就能解决这个问题，使调速性能得到充分改善。最后，经过理论分析并建立模型后，基于组态王人机界面开发仿真软件，并进行调试仿真实验，并且对仿真结果进行进一定的分析和改进。关键词：PLC；变频器；交流异步电动机；转速闭环控制；组态王IIABSTRACTAcasynchronousmotorhassimplestructure,easymanufacture,smallmaintenanceworkloadandaseriesofadvantages,inthefieldofearlytonotdrag.Withthecontinuousdevelopmentofpowerelectronictechnology,andthestaticfrequencyconverter,acasynchronousmotortodragfieldgraduallywidelypracticalapplication.Therearesomanywaystoachievemotorspeedcontrol.Toexplorethespeedregulationofasynchronousmotor,seektoconformtotheactualsituationspeedregulationmethodcanmaximumlimittosaveresources,thustoexplorethecontrolspeedregulationisverynecessary.Acasynchronousmotorspeedclosed-loopcontrolisarelativelysimpleandpracticalcontrolsystem,thissystemhasgoodoperation,controlandeconomicperformance,revealsthehugepotentialoftechnologydevelopment.Thedesignofacasynchronousmotorspeedclosed-loopcontrolsystemisintroducedseveralmajorcomponents,andemphaticallyexpoundsthethree-phaseacasynchronousmotor,frequencyconverter,PLC(programmablecontrollerprogrammablelogiccontroller)ofsimpleworkingprinciple.Intheinquiryspeedclosed-loopcontrol,onthebasisofbasicprinciple,researchoutoftheacasynchronousmotorsingleclosed-loopspeedsystemstructurediagram.Willalsobeaconcreteanalysistheadvantagesanddisadvantagesofthisexperimentdeviceoptions,hardwareandsoftwaredesigncontentsofnarrativesubject,introducedetailsofeachdevice.Singleclosed-loopspeedcontrolsystem,forexample,ifyouchoosetomotorspeedcontrol,speedcontrolsystemisthesmallest,therangeofspeedvariableusedasanegativefeedbackloopcontrolsystemcansolvethisproblem,makethespeedregulatingperformancefullyimproved.Finally,aftertheoreticalanalysisandestablishthemodel,simulationsoftwarebasedonkingviewman-machineinterfacedevelopment,anddebuggingsimulationexperiment,andthesimulationresultsareinacertainanalysisandimprovement.Keywords:PLC;Frequencyconverter;Acasynchronousmotor.Speedclosed-loopcontrol;kingviewIII目录1绪论.........................................................11.1课题设计的目的..........................................11.2课题设计内容及实现目标..................................21.3论文整体结构............................................22整体方案选择.................................................32.1变频器的选择............................................32.2可编程控制器的选择......................................42.3组态软件的选择..........................................42.4光电旋转编码器的选择....................................42.5整体方案说明............................................43控制系统硬件设计.............................................53.1系统硬件配置简介........................................53.1.1变频器的简介......................................53.1.2可编程控制器简介..................................93.1.3特殊功能模块扩展简介.............................113.1.4电机机组简介.....................................123.1.5旋转编码器简介...................................123.1.6工控机简介.......................................133.2系统硬件组成原理.......................................133.3系统硬件示意图设计.....................................153.3.1PLC电路接线图...................................163.3.2变频器电路接线图.................................173.3.3编码器电路接线图.................................174PLC控制系统软件设计........................................184.1I/O地址分配...........................................184.2控制程序流程图设计.....................................194.3PLC控制程序设计.......................................205系统仿真调试及结果分析......................................235.1仿真软件简介...........................................23IV5.2仿真调试及结果分析.....................................24结束语.........................................................26致谢.........................................................27参考文献.......................................................28附录.........................................................29附录A：主电路电气连接图...................................29附录B：变频器电路图.......................................30附录C：PLC电路图..........................................31附录D：编码器电路图.......................................32附录E：硬件清单...........................................33附录F：梯形图程序.........................................3411绪论随着人类能源需求的发展,大大刺激了全世界工业经济的飞速提升，与发达国家工业经济发展相比之下我国的能源状况，也需要相应的提高资源的需求提升经济能力。上个世纪末，我国工业高耗能机械设备就已经稳稳地超越了许多经济发达的欧美国家，但是面对高耗能的情形下，我国机械设备的综合电力能源使用率却仅仅只有百分之三十八，这个数值与发达国家相对比却低得很多，根据这个情况我国有必要发展新技术来提高电力能源的利用率，大力降低浪费的电力能源，提升工业经济能力。电机已然是如今工业生产中能源的使用巨头其中之一，目前电机在全国范围内的总装机容量已超过4亿KW，每年已超过6千亿KW.h，其指标在生产当中达到百分之八十，而如今，在我国，超过百分之八十的电机主要都以中小型异步电动机为主，从这个粗略的数据可以得到一个信息，我国在电力设备特别是在电机领域还有很大潜力来大力降低综合能源的消耗促进经济的进一步发展。通过分析