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1、成都电子机械高等专科学校成教院毕业论文（设计） （基于PLC控制的变频调速的系统设计）成都电子机械高等专科学校成教院毕 业 设 计（论 文）论文题目： 基于PLC控制的变频调速的系统设计教 学 点： 重庆科创职业学院指导老师： 赵鹏展 职 称： 讲师 学生姓名： 袁飞 学 号: 09124415016专 业： 机电一体化技术成都电子机械高等专科学校成教院制2011年 1 月 12 日2成都电子机械高等专科学校成教院毕业设计（论文）任务书题目： 基于PLC控制的变频调速的系统设计任务与要求：对本文在矿井提升机控制系统研究中，采用变频器和可编程序控制器相结合的方法，取得了一定的成果，通过对已改造的
2、提升机设备进行调研以及相关文献的阅读可以看出PLC控制的变频调速提升机有明显的社会效益和经济效益。 时间： 2010 年 11 月10 日至 2011 年 1 月 15日共 9周教 学 点： 重庆科创职业学院学生姓名： 袁飞 学 号： 09124415016专业： 机电一体化技术指导单位或教研室： 指导教师： 赵鹏展 职 称： 讲师成都电子机械高等专科学校成教院制毕业设计(论文)进度计划表日 期工 作 内 容执 行 情 况指导教师签 字10年11月10日至11月27日选题良好10年11月28日至12月6日论文提纲写作良好10年12月7日至12月24日初稿写作良好10年12月25日至11年1月5
3、日二稿写作良好11年1月6日至 1月7日定稿并上交论文的电子文档良好教师对进度计划实施情况总评 签名： 年 月 日 本表作评定学生平时成绩的依据之一。 摘 要近年来，国外提升机机械部分和电气部分都得到了飞速的发展，而且两者相互促进，相互提高。当前国内提升机电控绝大多数还是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。因此，需要研制更加安全可靠的控制系统，使提升机运行的可靠性和安全性得到提高。在提升机技术，对原有提升机控制系统进行升级换代。 结合电机速度闭环控制,本文介绍了采用PLC,变频器和编码器组成的交流闭环调速系统的工作原理,
4、重点阐述了用PLC实现闭环变频调速控制的关键技术，并指出了设计中应注意的主要问题。本文从解决实际矿井提升系统存在的问题出发，对传统的调速方案进行了控制方式的革新和数字化改造，降低了成本，提高了控制精度，加强了系统稳定性。表明本文所提出的设计方案具有实用价值。适用、经济、高效、可靠是本文提升机系统设计的追求目标。关键词 交流调速PLC 变频器AbstractIn recent years, the foreign hoist machinery parts and electric parts all have developed rapidly, and both to promote eac
5、h other and improve each other. The current domestic ascension mechanical and electrical control most or rotor circuit piecewise control ac string resistance wound rotor motor relay contactor system, equipment obsolete, the backward in technology. And this kind of control way has a lot of problems.
6、Therefore, we need to develop more safe and reliable control system, to ascend chance done reliability and security improved. In the ascent machine control system in the application of the computer control technology and frequency control technology for the original hoisting machine control system u
7、pgrading. Combined with motor speed closed-loop control, this paper introduces the PLC, frequency converter and encoder composed of ac frequency conversion closed-loop speed system of working principle, and expounds the closed-loop inverter with PLC control key technologies, and points out the desig
8、n main problems that should pay attention to. This article from solving actual problems existing in the mine shaft hoisting system based on traditional speed control scheme in the control mode of innovation and digital transformation, reduced cost, improve the control accuracy, strengthening the sys
9、tem stability. That the proposed design scheme is of practical value. Applicability, economy, efficient, reliable in this paper is hoist system design goal. Keywords ：ac adjustable speed PLC inverter 目 录第一章 提升机的工况分析1第一节 提升系统简介1第二节 提升机电动机运行方式1第三节 提升机的速度图和力图2第四节 矿井提升机对电气控制系统的要求4第二章：矢量控制变频调速8第一节 变频调速在提
10、升机系统中的应用8第二节 变频调速基本原理8第三节 变频调速控制方式分类11第四节 变频器按中间直流环节方式分类12第三章：系统设计14第一节 提升机电控系统总体结构14第二节 PLC外围硬件设计15第三节 软件设计与总体结构22第四节 变频调速在控制系统中的运用24第四章：组态软件26第一节 上位机的软件设计26第二节 组态软件26第三节 提升机监控画面的开发29结束语31谢 辞32参考文献33成都电子机械高等专科学校成教院毕业论文（设计） （基于PLC控制的变频调速的系统设计）第一章 提升机的工况分析第一节 提升系统简介矿井提升机可分为竖井提升机和斜井提升机两种。提升过程一般包括:起动加速
11、、匀速、减速、爬行和停车几个主要环节。韶关一旅游景点的斜井提升观览车其提升和下降的整个过程控制全部由可编程逻辑控制系统（PLC）自动完成。观览车在一长度为 400 m、坡度为 35的斜坡上运行 ,见图 1-1,其功能是在山顶与山底之间运送游客。 图1-1 观览车提升系统第二节 提升机电动机运行方式提升机电动机的运行方式 ,主要根据系统的力图来确定。（1） 加速阶段。提升时为正力 ,采用电动加速。下放时为负力 ,若负力值较小 ,可考虑自由加速 ,并配合使用盘式制动器 ,若负力值较大 ,则采用动力制动加速。加速阶段不实行闭环调节 ,而以时间、速度为函数 ,逐步短接转子附加电阻 ,使提升电动机从零速
12、升至全速。（2） 匀速阶段。提升时为正力 ,采用电动拖动。下放时为负力 ,采用能耗制动、闭环控制 ,单闭环速度控制系统由与距离有关的理想速度给定电路、速度负反馈电路、PID 调节器、移相触发电路及双向可控硅能耗制动电路组成 ,下放速度由 PID 调节。（3） 主减速阶段。提升时为正力 ,采取逐级接入转子附加电阻和机械制动的方式。下放时为负力 ,一方面接入转子附加电阻 ,另一方面增大制动电流并辅以机械制动方式减速。（4） 爬行阶段。当为正力时 ,转子接入几段附加电阻 ,由 PLC控制运行;当为负力时 ,在能耗制动方式下接入转子附加电阻。第三节 提升机的速度图和力图合理地确定提升机的力图和速度图
13、,可以提高其运行的安全可靠性 ,以及减小电动机的功耗。一 、提升机的速度图（1） 主加速阶段 t1 。如图1-2所示,正常提升时 ,接入第一级电阻 ,电动机产生的力矩比阻力矩大3 %5 %,产生比较低的加速度 a 0.3 m/。随着转子电阻的逐渐切除 ,既保证了起动阶段的加速度 ,又使起动平稳 ,当上升到时 ,电动机运行在自然特性曲线上。下放时 ,由于负力较大 ,需要制动力来维持稳定的下放速度和规定的减速度。投入动力制动时 ,盘式制动器松闸 ,将电动机的定子从交流电网上切除 ,并通过整流变压器 T 和调压模块 ,向定子绕阻通以直流电 ,从而产生固定的直流磁场 ,由于惯性作用 ,旋转的转子在固定
14、磁场中运动 ,转子上产生感应电流 ,转子电流与固定磁场相互作用便产生了制动力矩 ,此后电动机的转速由于制动作用而降低。制动力矩与励磁电流的平方成正比 ,并与转子附加电阻和电机的极数有关。（2） 匀速阶段。上升时 ,电阻按时间原则来控制切除 ,使电动机保持电动状态 ,且速度 。下放时 ,由测速发电机反映转子下放速度 ,当速度高于时 ,增大励磁电流 ,提高制动力矩 ,使观览车在斜坡上匀速运行。（3） 主减速阶段。为使提升机准确停车 ,在停车前应进行减速。减速按照速度图要求进行 ,由装在斜坡上的位置开关动作发出信号 ,PLC 再根据与电动机同轴运行的光电编码器发出的脉冲数进行比较 ,发出指令 ,然后接入两段电阻、使提升机速度下降 ,几秒后又将、接入电路 ,使降到。提升机到达底端与
