精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)設(shè)計（論文）題目基于PLC的電動機車變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計（論文）類型（劃“√”）工程設(shè)計應(yīng)用研究開發(fā)研究基礎(chǔ)研究其它√一、本課題的研究目的和意義交流變頻調(diào)速技術(shù)自發(fā)展以來，以其優(yōu)越的性能得到迅速發(fā)展，進入21世紀伴隨著電力電子器件的發(fā)展，以及控制理論進步，變頻調(diào)速以其調(diào)速精度高、調(diào)速控制范圍廣、回路保護功能完善，響應(yīng)速度快、節(jié)能顯著等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛的用于電力、制造、運輸?shù)葒窠?jīng)濟領(lǐng)域。PLC具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、性能優(yōu)越、靈活通用、使用方便、可靠性高、抗干擾能力強、壽命長等到一系列優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用本文所研究電機變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)電機速度的調(diào)節(jié)，滿足節(jié)約能源和適應(yīng)生產(chǎn)的需要。該系統(tǒng)能對電機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)精確控制，實用性強，具有一定的推廣價值。二、本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）1、通過查閱課題相關(guān)資料，了解PLC的生產(chǎn)發(fā)展以及變頻器發(fā)展歷史及發(fā)展現(xiàn)狀。2、對本設(shè)計進行總體設(shè)計，繪制出電氣控制原理圖。3、根據(jù)設(shè)計要求選擇PLC、變頻器和觸摸屏類型。4、確定系統(tǒng)的通信方案，對系統(tǒng)進行軟件設(shè)計。5、總結(jié)本次設(shè)計。文獻綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）隨著微機技術(shù)的日新月異，現(xiàn)代電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，和現(xiàn)代控制理論的長足進步，通用變頻器不僅用于一般性能的節(jié)能調(diào)速控制，而且用于高性能、大容量、高轉(zhuǎn)速調(diào)速控制系統(tǒng)，三相交流變頻調(diào)速技術(shù)正是基于此而發(fā)展起來的。綜觀交流調(diào)速的發(fā)展過程和現(xiàn)狀，可以看出現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)今后的發(fā)展趨勢和動向：以取代直流調(diào)速系統(tǒng)為目的高性能交流調(diào)速系統(tǒng)的進一步研究與開發(fā)。新型拓撲結(jié)構(gòu)功率變換器的研究與開發(fā)。PWM模式的改進與開發(fā)，即SPWM，SVPWM等。中高壓變頻裝置的研究與技術(shù)開發(fā)。國外交流變頻調(diào)速技術(shù)高速發(fā)展狀況：功率器件的發(fā)展：近年來高電壓、大電流的GTR、GTO、IGBT、IGCT等器件的生產(chǎn)以及并聯(lián)、串聯(lián)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，使高低壓、大功率變頻器產(chǎn)品的生產(chǎn)及應(yīng)用成為現(xiàn)實。控制理論和微電子技術(shù)的發(fā)展：矢量控制、磁通控制、轉(zhuǎn)矩控制、模糊控制、自適應(yīng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新的控制理論為高性能的變頻器提供了理論基礎(chǔ)；32位高性能微處理器及信號處理器和專用集成電路（ASIC），SLE4520等的快速發(fā)展，為實現(xiàn)變頻調(diào)速傳動設(shè)備高精度、多功能提供了硬件手段。基礎(chǔ)工業(yè)和各種制造業(yè)的高速發(fā)展，變頻調(diào)速傳動設(shè)備相關(guān)配套件實現(xiàn)了社會化、專業(yè)化生產(chǎn),使得交流變頻技術(shù)廣泛應(yīng)用。國內(nèi)交流變頻技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀：從總體上看我國電氣傳動的技術(shù)水平較國際先進水平差距5－10年。在大功率交－交變頻、無換向器電機等變頻技術(shù)方面，國內(nèi)只有少數(shù)科研單位有能力制造，但在數(shù)字化及系統(tǒng)的可靠性方面與國外還有相當差距。而這方面產(chǎn)品在諸如抽水蓄能電站機組啟動及運行、大容量風機、壓縮機和軋機傳動、礦井卷楊方面有很大需求，發(fā)展前景比較樂觀。在中小功率變頻技術(shù)方面，國內(nèi)學(xué)者作了大量的變頻理論的基礎(chǔ)研究，早在80年代，已成功引入矢量控制的理論，針對交流電機的多變量、強耦合、非線性、的特點，采用了線性解耦和非線性解耦的方法，探討交流電機變頻調(diào)速的策略控制。進入90年代，隨著高性能單片機和數(shù)字信號處理器的使用，國內(nèi)學(xué)者緊跟國外最新控制策略，針對交流感應(yīng)電機特點，采用高次諧波注入SPWM和空間矢量控制（SVPWM）等方法，控制算法采用模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論對感應(yīng)電機轉(zhuǎn)子電阻、磁鏈和轉(zhuǎn)矩進行在線觀測，在實現(xiàn)無速度傳感器交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究上作了大量的基礎(chǔ)研究。隨著大功率變頻器的推廣應(yīng)用，越來越多的企業(yè)在新的建設(shè)項目和技改項目中，開始考慮3KV電壓等級以上的電機變頻調(diào)速問題，市場開始升溫。在剛剛起步的高壓變頻器領(lǐng)域，技術(shù)方案包括了高－低－高、高－低、高中多電平H橋主回路、三電平主回路和直接串聯(lián)電流源型等多個技術(shù)流派。但總的來講，高壓變頻調(diào)速市場目前在我國仍處于初級階段，市場容量較小，但是高壓變頻技術(shù)、因其特有的自身功耗小的優(yōu)勢，還是吸引了包括國外許多企業(yè)不斷加大研發(fā)和生產(chǎn)、力度。電氣傳動領(lǐng)域因變頻技術(shù)的發(fā)展而煥然一新，電壓等級從110～10000V，容量從數(shù)百瓦的伺服系統(tǒng)到數(shù)萬千瓦的特大功率傳動系統(tǒng)；從一般要求的調(diào)速系統(tǒng)到精度、快響應(yīng)的高性能的調(diào)速系統(tǒng)；從單機調(diào)速到多機協(xié)調(diào)調(diào)速傳動，幾乎無所不有。實踐證明，交流調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及節(jié)能方面帶來了巨大的社會效益?，F(xiàn)在交流調(diào)速系統(tǒng)以全面、逐步取代直流調(diào)速系統(tǒng)，交流調(diào)速在電氣傳動領(lǐng)域中占據(jù)了統(tǒng)治地位已是公認的事實。變頻器亦叫電動機變頻調(diào)速器，是一種靜止的頻率變換器。它把電力配電網(wǎng)50Hz恒定頻率的交流電，變成可調(diào)頻率的交流電，供給普通的交流異步電動機做電源用。其最主要的特點是具有高效率的驅(qū)動性能和良好的控制特性。國產(chǎn)低壓變頻器我國低壓變頻器做得比較好的有英威騰、匯川和三晶等變頻器，英威騰變頻器在國內(nèi)名氣還是挺大的，匯川和三晶的變頻器在技術(shù)上不相上下，三晶算是后起之秀了，發(fā)展挺迅速的，還推出了高性能矢量變頻器S350系列。國產(chǎn)高壓變頻器的發(fā)展現(xiàn)狀目前，在國內(nèi)有大量的低壓變頻器廠商，其大部分為AC380V的中小功率產(chǎn)品，而在高壓大功率變頻器方面，卻為數(shù)不多。能夠研制、生產(chǎn)、并提供服務(wù)的高壓變頻器廠商，僅有少數(shù)的具備科研能力或資金實力的個別企業(yè)。國內(nèi)僅有少部分的中、高壓電機進行了變頻調(diào)速改造，并且采用V/f控制方式。高壓變頻器的品種和性能還處于發(fā)展階段，每年市場仍需大量進口。國外高壓變頻器的發(fā)展現(xiàn)狀國外各大品牌的變頻器生產(chǎn)商，均形成了系列化的產(chǎn)品，其控制系統(tǒng)也已實現(xiàn)全數(shù)字化。幾乎所有的產(chǎn)品均具有矢量控制功能，完善的工藝水平也是國外品牌的一大特點。目前，在發(fā)達國家，只要有電機的場合，就會同時有變頻器的存在。擬解決的關(guān)鍵問題變頻調(diào)速系統(tǒng)軟件電路的設(shè)計：系統(tǒng)的通信方案；變頻調(diào)速裝置驅(qū)動裝置設(shè)計；USS通訊協(xié)議功能；PLC與變頻器通訊設(shè)計。研究思路和方法研究的思路主要是理論的提出，電路模型的建立，各種方案的比較，電器元件的選擇，最終方案的確定。研究的方法主要以整體考慮，分塊研究的方式，整體考慮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，繪制電氣原理圖以及系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計，分塊研究所需要的各個電器元件以及軟件設(shè)計的各個不分，最終將各個分塊整合以實現(xiàn)基于PLC的電動機車變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計。本課題的進度安排1-2周：選題并進行相應(yīng)調(diào)研，復(fù)習(xí)課題相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，為確定設(shè)計方案準備;3-4周：查閱相關(guān)資料，并確定系統(tǒng)設(shè)計初步方案;5-6周：畢業(yè)實習(xí)，書寫畢業(yè)報告;7-9周：總體設(shè)計，設(shè)計系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，繪制電氣原理圖。10-12周：PLC變頻器和觸摸屏的選型。13-14周：系統(tǒng)的軟件設(shè)計。系統(tǒng)的通信方案以及PLC與變頻器通信設(shè)計等;15-16周：編寫畢業(yè)設(shè)計技術(shù)文件：說明書和圖紙,準備答辯。七、參考文獻[1]賀昱曜運動控制系統(tǒng)西安：西安電子科技大學(xué)出版社2009.1[2]王兆安電力電子技術(shù)（第五版）北京：機械工業(yè)出版社2009.07[3]胡壽松自動控制原理(第四版)北京：科學(xué)出版社，2005.2[4]宋志安、徐瑞銀MATLAB工程應(yīng)用北京：國防科技出版社，2008.8[5]廖常初S7-200PLC編程及應(yīng)用北京：機械工業(yè)出版社，2007.8[6]廖常初PLC應(yīng)用技術(shù)問答北京：機械工業(yè)出版社2006.1[7]LeonidReznik.HandbookofFuzzyControllers.Oxford[8]Awaterpumpingcontrolsystemwithaprogrammablelogiccontroller(PLC)andindustrialwirelessmodulesforindustrialplants—AnexperimentalsetupISATransactions,InPress,