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文檔簡介
1、20142015學(xué)年第1學(xué)期過程課程設(shè)計報告信息科學(xué)與工程學(xué)院課程設(shè)計報告( 20142015 學(xué)年 第 一 學(xué)期 )課程設(shè)計題目: 西門子PLC 控制異步電機的調(diào)速 課程名稱: 過程控制課程設(shè)計 專業(yè)年級: 自動化2011級 班 級: 11自動化1班 學(xué) 號: 1115103017 姓 名: 胡可 指導(dǎo)教師: 金福江李平 目 錄第一章 實驗?zāi)繕?biāo)21.1實驗?zāi)繕?biāo)21.2控制過程概述2第二章 系統(tǒng)硬件部分介紹32.1西門子 S7-200可編程控制器32.2 G120變頻器42.3編碼器52.4三相異步電機5第三章 系統(tǒng)軟件部分介紹63.1 S7-200部分63.2 上位機部分6第四章 個人小結(jié)7
2、參考文獻7附錄8附錄 1:STEP 7-Micro/WIN 4.0 SP6程序812第1章 實驗?zāi)康?.1 目的:1. 了解常用過程控制裝置的設(shè)計方法、步驟及設(shè)計原則,實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)速控制和利用上位機狀態(tài)監(jiān)控以及參數(shù)調(diào)節(jié)(含PID)。2. 學(xué)以致用,鞏固書本知識。通過訓(xùn)練,使學(xué)生初步具有設(shè)計過程控制裝置的能力。從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨立工作的能力和創(chuàng)造能力。3. 進行一次工程技術(shù)設(shè)計的基本訓(xùn)練。培養(yǎng)學(xué)生查閱書籍、參考資料、產(chǎn)品手冊、工具書的能力;上網(wǎng)查尋信息的能力;運用計算機進行工程繪圖的能力;編制技術(shù)文件的能力等等。從而提高學(xué)生解決實際工程技術(shù)問題的能力1.2 控制過程概述:該系統(tǒng)主要由可編程邏輯
3、控制器件PLC、變頻器和電機三個部分組成。PLC(PID)變頻調(diào)速系統(tǒng)速度反饋信號_+速度給定電機(上圖:控制過程流程圖)通過設(shè)置給定輸入給PLC,再通過PLC控制變頻器,再經(jīng)由變頻器來控制電機,并將電機的轉(zhuǎn)速反饋給PLC,經(jīng)比較后輸出給變頻器從而實現(xiàn)無靜差調(diào)速。第2章 系統(tǒng)硬件部分介紹2.1 西門子 S7-200可編程控制器西門子 S7-200可編程控制器擁有強大的性能、最優(yōu)模塊化和開放式通訊、結(jié)構(gòu)緊湊小巧、擁有所有CPU型號中的基本和高級功能、大容量程序和數(shù)據(jù)存儲器、杰出的實時響應(yīng),易于使用STEP 7-Micro/WIN工程軟件,集成的R-S 485接口或者作為系統(tǒng)總線使用,極其快速和精
4、確的操作順序和過程控制,通過時間中斷完整控制對時間要求嚴格的流程等優(yōu)點。使之成為了我們設(shè)計控制系統(tǒng)的最終選擇。(組圖:西門子 S7-200可編程控制器)(下圖:S7-200工作流程圖)輸入狀態(tài)執(zhí)行程序執(zhí)行通訊處理CPU自診斷輸出2.2 西門子 G120變頻器西門子G120變頻器是一個由多種不同功能單元組成的模塊化變頻器。三種主要的單元是:控制單元(CU),功率模塊(PM)操作面板,功率模塊支持的電機的功率范圍為 0.37kW 至 250kW。功率模塊由控制單元里的微處理器進行控制。高性能的 IGBT 電機電壓脈寬調(diào)制技術(shù)和可選擇的脈沖頻率的采用,使得電機運行極為靈活可靠。多方面的保護功能可以為
5、電機提供更高一級的保護。此外,還提供了許多可選的附件,例如:基本操作面板 (BOP),可用于參數(shù)化、診斷、控制和參數(shù)拷貝, A和B級進線濾波器,進線電抗器; 制動電阻,輸出電抗器等。(上圖:西門子G120變頻器)2.3 編碼器編碼器是將信號或數(shù)據(jù)進行編制、轉(zhuǎn)換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設(shè)備。編碼器把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號,前者稱為碼盤,后者稱為碼尺。按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種;按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號,再把這個電信號轉(zhuǎn)變成計數(shù)脈沖,用脈沖的個數(shù)表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應(yīng)一個確定的數(shù)
6、字碼,因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關(guān),而與測量的中間過程無關(guān)。(左圖:編碼器)2.4 三相異步電機三相異步電機是靠同時接入380V三相交流電源(相位差120度)供電的一類電動機,由于三相異步電機的轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場以相同的方向、不同的轉(zhuǎn)速成旋轉(zhuǎn),存在轉(zhuǎn)差率,所以叫三相異步電機(左圖:三相異步電機結(jié)構(gòu))第3章 系統(tǒng)軟件部分介紹3.1 S7-200部分使用軟件:STEP 7-Micro/WIN 4.0 SP6程序大致分為:主程序部分,高速計數(shù)器部分以及PID 控制部分具體程序詳見附錄1。3.2 上位機部分使用軟件:組態(tài)王組態(tài)王kingview6.55是亞控科技根據(jù)當(dāng)前的自動化技術(shù)的發(fā)展趨
7、勢,面向低端自動化市場及應(yīng)用,以實現(xiàn)企業(yè)一體化為目標(biāo)開發(fā)的一套產(chǎn)品。該產(chǎn)品以搭建戰(zhàn)略性工業(yè)應(yīng)用服務(wù)平臺為目標(biāo),集成了對亞控科技自主研發(fā)的工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫的支持,可以為企業(yè)提供一個對整個生產(chǎn)流程進行數(shù)據(jù)匯總、分析及管理的有效平臺,使企業(yè)能夠及時有效地獲取信息,及時地做出反應(yīng),以獲得最優(yōu)化的結(jié)果。組態(tài)王界面:第4章 個人小結(jié)在老師和葉斌學(xué)長的指導(dǎo)幫助下,我們組順利完成了此次課程設(shè)計。此次課程設(shè)計中,我們受益匪淺。不但學(xué)會了西門子S7200 的基本知識,并掌握了S7200的工作原理和一些指令的功能。還掌握了組態(tài)王相關(guān)的知識。這次課程設(shè)計提高了我的自學(xué)能力,教會我從各個方面如何去搜尋自己需要的資料。通過
8、這次課程設(shè)計使我意識到理論與實際相結(jié)合是很重要的,只有理論知識是遠遠不夠的,只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來,從理論中得出結(jié)論,才能提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。同時,這次課程設(shè)計也鍛煉了我與其他人交流協(xié)作的能力。事實證明,一個人自顧自努力的效率遠遠低于一個大整體互幫互助所產(chǎn)生的效率,小組成員間的相互合作非常重要,設(shè)計小組的氛圍在很大程度上影響實驗的進度。我們應(yīng)該以團隊為重,以完成任務(wù)做好實習(xí)為目的。參考文獻 1、 邵裕森.過程控制工程(第2版)M,機械工業(yè)出版社.2004.8 2、 王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC 應(yīng)用技術(shù)M,北京航空航天大
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