《机电一体化毕业设计-电机变频控制系统的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机电一体化毕业设计-电机变频控制系统的设计（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文题目：电机变频控制系统的设计考生姓名：刘文平准考证号: 011808101282专业层次：本科院（系）：机械与动力工程学院指导教师： 唐建敏 职 称： 讲师重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文电机变频控制系统的设计考生姓名：刘文平准考证号：011808101282专业层次：本科指导教师：院（系）：机械与动力工程学院摘要变频器传动已成为实现工业自动化的主要手段之一，在各种生产机械和生产线中有 着广泛的应用。其中，重要的技术特征是可以充分地与现代网络技术结合，发挥智能控 制的优势，实现分布式网络控制系统，这是工业企业自动化的重要发展方向，并已有一 些很好
2、的范例。现在，通用变频器在各行各业中的应用，已成为改造传统工业、改善工 艺流程、提高生产过程自动化水平、提高产品质量、改善生产环境、节约能源、推动技 术进步的主要技术手段之一，也是国际上更新最快的新技术领域之一。本文以SV004IG5-1变频器，变频专用电动机YVP840-1，普通PC机，瑞赛特8250 RS232/485转换器为主要硬件设备，搭建了基于485总线的电机变频控制系统。本文中 上位机和下位机的通信软件采用了 NI公司的LABVIEW作为开发平台。利用LABVIEW 的串行通信函数节点完成了控制功能模块、数据监测模块、数据判断模块等的编制。本文使用LABVIEW作为变频器远程监控系
3、统的软件开发平台，大大节约了研究工 作的工时，提高了效率，同时也让软件具有了一定的可扩展能力。关键词：变频器串行通信远程监控LABVIEWABSTRACTInverter driving has become the main means to realize industrial automation .In various production machinery and production line, it has a wide range of applications. One of the important technical characteristics, can be f
4、ully with the modern network technology, play advantage of intelligent control and distributed network control system, which is the important industrial automation development direction, and have some very good example. Now, the application of general inverter in every walk of life, which has become
5、 one of the main technical means to alter traditional industries, improve the production process automation level, improve product quality, improve the production environment, energy saving, and promote technological progress ,which is one of the worlds fastest update of new technology.In this paper
6、, IG5 inverter, definite-purpose motor, PC and RS232/485 Converter is the main hardware, building of motor control system, which is based 485 buses. In this paper the communication software for host computer and slave computer is made up by LABVIEW. Using the serial communication function node LABVI
7、EW completed control function module, data monitoring module, the data of judgment module.This paper used LABVIEW as developing platform for remote monitoring system of inverter, greatly reduce the research work, improve the working efficiency, also let software has certain extensible ability.Keywor
8、ds: inverter serial communication remote monitoring LABVIEW目录摘要IABSTRACT II1绪论11.1变频器的应用概况11.2本选题的研究背景与意义21.3本选题的主要工作 22变频技术介绍32.1变频器的概述32.2变频器的分类32.2.1交-直-交变频器32.2.2交-交变频器42.3变频器的额定值和技术指标62.3.1变频器的额定值62.3.2变频器的性能指标62.4使用变频器的目的及效果 73电机变频控制系统总体设计83.1电机变频控制系统的硬件组成 83.1.1 SV004IG5-1 变频器83.1.2 RS232/485
9、 转换器 113.1.3变频专用电动机 143.2电机变频控制系统软件的总体设计及设计原则153.2.1电机变频控制系统软件的总体设计153.2.2系统的软件设计原则154变频器和PC机的通讯实现 174.1RS-485总线基础174.1.1. 阻抗不连续174.1.2. RS-485接口 174.1.3 RS-485 电缆184.1.4 RS-485 网络194.1.5 RS-485系统的常见故障及处理办法 194.2 LG IG5变频器的通信协议 204.2.1 LG通用变频器专用通信协议 214.2.2设置与运行通信协议245软件设计265.1 LABVIEW虚拟仪器开发平台概述265.
10、1.1 LABVIEW 特点 265.1.2 LABVIEW开发流程 275.2 LABVIEW串口通讯编程 275.2.1串口通信基本程序流程框图285.3变频器远程监控程序295.3.1程序功能分析 295.3.2程序结构295.3.3程序编制 306结论31致谢32参考文献33论文原创性声明1绪论人类在19世纪中叶就已经发明了电动机，但真正意义上的电动机自动控制系统是 在20世纪30年代出现的，当时的闸流管、引燃管，而后是磁放大器、磁饱和电抗器作 为静止变流器，形成了第一代电动机传动控制系统。在二次世界大战中，自动控制理论 得到了发展，这有力地促进了电动机传动控制系统理论体系的建立。但是
11、，在很长的一 段时间里，在较高的控制性能的传动系统里，直流电动机一直占主导地位，主要原因在 于其控制简单、高速平滑、性能良好。然而，直流电动机结构上存在的机械换向器和电 刷，它具有一些难以克服的固有缺点，那就是维护困难，寿命短、单机容量和最高电压 都受到一定限制等。而交流电动机（主要是异步电动机）。正好与直流电动机相反，它 没有电刷，结构简单，维护容易，但是在当时的条件下但是在当时的技术条件下，很难 实现高性能的高速控制。在当时，交流电动机虽然在数量上占绝对的多数，但一般采用 电源直接供电，直接拖动负载的方式，没有任何控制。20世纪70年代初的席卷全球的石油危机促进了交流调速技术的发展，因为当
12、时人 们发现，占电动机用电量一半以上的风机、泵类负载的拖动电动机工作在恒转速状态， 是靠阀门和挡板来调节流量或压力的，因而造成了大量的电能浪费。通过改变电动机转 速的方法调节风量或流量，一般可节电20%30%，于是在工业化国家，变频器出现了。 可以说，交流传动控制的真正的发展和应用是从使用变频高速技术来改造风机、泵类负 载而开始的。1.1变频器的应用概况我国国内各工矿企业应用变频器还处于起步阶段，只有少数效益好的企业愿意采用 变频器，一般的企业并不热衷于使用变频器。主要原因有：1）资金困难。我国企业步入转轨阶段，大部分效益不好，只能维持简单再生产，对 于新建项目，为节省资金，也不采用变频器；2
13、）性能价格比差。现在质量可靠的变频器均为国外品牌，但价格高，国内产品价格 虽然较低，但质量不能让人放心。所以好多企业有以下共识，要么不用，要用就用最好 的，这样就提高了变频器的使用门槛，同时延长了投资回收的时间；3）思想观念问题。一是人们的节能意识不强，在中国相同产品的能耗是发达国家的 两倍左右，但许多企业都习以为常；二是部分技术人员思想保守，习惯使用传统的控制 方式，尽管故障率较高，但能够自行处理；4）基于售后服务考虑。变频器硬件出现故障，用户不能自行维修，而供货商不能及 时处理，影响生产。在使用中主要会遇到的问题有：1）软故障较多，如电机起动、停止或运行时，出现跳闸、过流、过压和缺相等故障
14、。2）电源污染问题，变频器运行时出现的高次谐波对其他设备有干扰，若进行有效处 理，会增加投资。3）硬件故障问题。随着技术不断进步，变频器质量越来越可靠，但还没有完全成熟， 特别是大功率变频器，故障率较高。4）售后服务问题。由于变频器应用不够广泛，售后服务网点人员较少，对用户的响 应较慢，特别个别进口产品，保修期过后，维修较难。5）技术人员对变频器、可编程序控制器知识掌握不多，部分简单故障不能自行处理。 我国变频器应用跟国外差距表现在：1）观念差别。发达国家企业使用变频器感到习以为常，像日本，用了两年左右时间 就全面推开。国内企业的节能意识差，如果有资金，更愿意上新项目，也不愿进行变频 改造。2
15、）控制方式差别。国外企业大部分采用“一对一”控制方式，无形中提高了可靠性， 而国内大都采用“一控二”或“一控三”等控制方式，虽然节省投资，但降低了可靠 性。1.2本选题的研究背景与意义电动机自动控制系统广泛应用于机械、钢铁、矿山、冶金、化工、石油、纺织、军 工等行业，这些行业中绝大部分生产机械都采用电动机作为原动机。有效地控制电动 机，提高其运行性能，对国民经济具有十分重要的现实意义。由1.1节的介绍可知，我国不仅在变频器的研发上与国外差距很大，而且在变频器 的应用上的差距也是不可小视的。这导致了我国的高端变频器市场几乎被国外品牌占 据，而且相关的服务亦收费昂贵。1.3本选题的主要工作本文所设计的电机变频控制系统主要由以下几部分构成：普通计算机，RS232/485 转换接口，LG IG5变频器，变频专用电动机。普通计算机作为上位机，变频器作为下 位机，上位机通过串行接口向下位机发出各种控制指令，下位机在收到指令后控制变频 专用电动机动作或者向上位机传送其相关输出参数的变化，达到远程控制和监视的作 用。程序的编制采用美国国家仪器公司开发的LABVIEW图形化程序语言。2变频技术介绍2.1变频器的概述变频器至今并无确切的定义，但按其作用可理解为改变电动机电源频率值及
