毕业论文：关于PLC和变频器的桥式起重机控制系统设计资料

变频器具备对电机和变频器本身的完善保护功能，如过热过载过流过压缺相接地等，从而避免备在不正常状态下长时间运行，保护设备不至于损坏。

变频器的主电路电力电子开关器件电力半导体器件己经历了以晶闸管为代表的分立器件，以可关断晶闸管，巨型晶体管，功率绝缘栅双极晶体管为代表的功率集成器件，以智能化功率集成电路，高压功率集成电路为代表的功率集成电路等三个发展时期。

从晶闸管发展到，通过门极或栅极控制脉冲可实现器件导通与关断的全控器件。

在器件的控制模式上，从电流型控制模式及发展到电压型控制模式，不仅大大降低了门极栅极的控制功率，而且大大提高了器件导通与关断的转换速度，从而使器件的工作频率不断提高。

在器件结构上，从分立器件发展到由分立器件组合成功率变换电路的初级模块，继而将功率变换电路与触发控制电路缓冲电路检测电路等组合在起的复杂模块。

整流电路般的三相变频器的整流电路由三相全波整流桥组成。

它的主要作用是对工频的外部电源进行整流，并给逆变电路和控制电路提供所需要的直流电源。

整流电路按其控制方式，可以是直流电压源，也可以是直流电流源。

逆变电路逆变电路是利用六个半导体开关器件组成的三相桥式逆变电路，有规律的控制逆变器中的主开关元器件的通与断，得到任意频率的三相交流电输出。

它的主要作用是在控制电路的控制下，将平滑电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。

逆变电路的输出就是变频器的输出，它被用来实现对异步电动机的调速控制。

变频器的控制电路构成包括主控制电路信号检测电路门极驱动电路外部接口电路以及保护电路等几个部分，是变频器的核心部分。

控制电路的优劣决定了变频器性能的优劣。

控制电路的主要作用是完成对逆变器开关控制对整流器的电压控制以及完成各种保护功能。

随着电力半导体器件和微型计算机控制技术的迅速发展，促进了电力变频技术新的突破性发展，年代后期发展起来的脉宽调制，技术成了现在最常用的变频器功率开关器件的控制策略。

则是较为常用的技术。

其通常是采用调制的方法，即把正弦波作为调制信号，把接受调制的信号作为载被，通过对载波的调制即可得到波形。

通常采用等腰三角波作为载波，因为等腰三角波上下宽度与高度线性关系，且左右对称，当它与正弦波调制信号相交时，如在交点时刻控制电路中开关器件的通断，就可以得到宽度正比于正弦波幅值的脉冲，这正好符合控制的要求。

三角载波的频率，和正弦调制波的频率，之比即称为载波比。

用生成的波控制逆变器开关器件的通断，可得到等幅且脉冲宽度按正弦规律变化的矩形脉冲列输出电压。

正弦调制波的频率，即是逆变器的输出频率改变，便可改变三角载波的幅值为恒定，因而改变正弦调制彼的幅值就改变了矩形脉冲的面积，由此实现输出电压幅值的改变。

变频调速的控制方式矢量控制方式矢量控制的基本思想矢量控制的基本思想是将异步电动机的物理模型等效变换成类似直流电动机的模型，再仿照直流电动机去控制它，等效的原则是在不同坐标中产生的磁动势相同。

由电动机原理可知，异步电动机三相定子绕组电流在空间产生个角速度为的旋转磁场。

若有两个互相垂直的绕组和绕组与旋转磁场同步旋转，绕组中分别通以直流电流和，产生的磁动势可以与三相合成磁动势等效且炳个磁动势有相同的幅值转速和方向。

又令绕组的轴线与三相合成旋转磁场方向平行，则相当于电动机的励磁电流分量，相当于电动机的转矩电流分量，调节的大小可以在磁场定时改变转矩。

由这样绕组组成的电动机其控制原理与直流电动机控制原理相同。

在实际的等效变换中，先将异步电动机在三相静止坐标系下的定子电流通过三相两范文基于和变频器的桥式起重机控制系统设计相变换，等效变换，等效为两相静止坐标系下的交流电流再通过磁场定向的旋转变换，等效为同步旋转坐标系下的直流电流。

等效的电动机绕组模型如图所示。

三相交流绕组两相交流绕组旋转的直流绕组图等效的交流电机绕组和直流电机绕组物理模型通过控制大小也就是电流矢量的幅值和去向去等效的控制三相电流瞬时值，从而调节电动机的磁场与转矩达到调速的目的。

矢量变换规律如上所示，通过坐标系的变换，可以得到交流三相绕组的等效绕组，现在的问题是如何求出与和之间的准确等效关系，也就是按等效原则进行坐标变换，而且要求这些变换都必须是可逆的。

坐标变换电路通常有三类即三相两相变换，直角坐标极坐标变换和同步旋转坐标静止两相左标变换。

三相两相变换变换采样。

的软件设计部分我们采用模块化的方法，程序设计共有四个模块按钮处理模块通信模块控制模块故障报警模块。

其中按钮模块主要处理各电机和电磁阀的启停控制。

按钮处理模块的梯形图范文基于和变频器的桥式起重机控制系统设计二通信模块由于我们用变频器对起重机电机进行调速，所以本系统中对起重机的调速，实际上就是对其变频器的控制。

软件工具包提供了通信协议，从减少软件的工作量和提高可靠性出发，我们采用协议来完成与变频器的通信。

与变频器的通信，对的，扫描是异步的，完成个变频其通信事务通常需要几次扫描。

这取决于连续的变频器数目，波特率，以及的扫描时间。

使用协议的编程顺序如下通过调用指令以改变通信参数，如启用或禁止协议设定波特率，指示哪些地址的变频器是激活的即可与之通信。

标志为激活的任何变频器都自动地在后台进行轮询控制，汇集状态，并防止变频器的串行链路超时。

把存储器地址分配给协议。

范文基于和变频器的桥式起重机控制系统设计通过调用指令来控制指定的变频器，如启停，控制方向，设定速度，查询变频器返回的状态字等。

同时调用或指令来读取或写变频器参数，以便于设置变频器参数，程序中所用的波特率和地址相匹配。

采用上述方法，我们可以很好地控制网带的速度并查询变频器的状态，把诊断信息反馈给三控制模块桥式起重机主副起升机构速度的控制，是现很重要的技术指标，本系统由通过旋转编码器测得电机速度，由数模转换卡转换成数字量，传递给变频器，与设定速度进行比较，采用常规的算法在控制效果上就能够达到较为理想的结果，所以，本系统起升机构控制方案为常规的数字算法并结合中的控制模块来控制。

范文基于和变频器的桥式起重机控制系统设计四故障报警模块为了实时通知操作员故障消息，以便尽快地排除故障，确保整个系统正常运行，本控制系统具有良好的故障报警措施。

所以在程序中始终对相应的传感器输入信号进行扫描，旦有诸于变频器故障，超重等故障，应马上切断该设备，并启动蜂鸣器，进行报警。

考虑到工业现场可能的干扰，我们在程序中采用延迟报警即只有当报警信号持续定的时间般为几十毫秒到几百毫秒才认为有故障。

在启动设备时，逐步开启报警而在停止设备时逐步阻塞报警。

上述两个措施可有效的防止误报警。

报警处理由画面元素和变量直接对应，无需编程。

系统抗干扰措施可编程控制器的主要应用场合是工业现场，工作环境中各种干扰对系统设备的正常运行存在着严重的影响。

所以在本系统中也不例外，有必要考虑的抗干扰措施。

抗干扰的主要措施有输入信号电缆输出信号电缆和电力电缆都要分开敷设，不能扎在起。

必要时需选用带有屏蔽层的输入和输出信号电缆，并注意端接地。

多芯电缆中的备用芯线也要端接地，则扩大屏蔽作用，二则抑制芯线间的信号串扰及外部干扰。

为避免干扰，同电平等级的信号才能用条多芯电缆传输。

所以，对数字信号和模拟信号，在任何情况下，都必须分开电缆进行传输。

低电平信号线应与其它信号线分开。

尽量缩短模拟量范文基于和变频器的桥式起重机控制系统设计信号线的长度，并采用双芯屏蔽线作为信号线。

电柜应有的接地线，接地电阻小于欧姆。

引至柜的电缆要尽量远离那些会产生电磁干扰的装置。

般要将装于专门的电柜中，且四周留有以上的净空间，保证良好的通风环境。

尽量不要将安装在多尘有油烟有导电灰尘有腐蚀性气体振动热源或潮湿的地方。

第五章结束语本论文主要为桥式起重机设计套将可编程序控制器与变频器结合应用于桥式起重机控制系统，同时实现起重机电机速度的可调节，以节约能源和适应生产的需要。

根据要求，此系统要能达到现场的运行状况运行数据都可以在司机控制室掌握，用户在控制室可以通过人机界面来设置变频器的运行频率启动和停止电机，并且变频器的故障信息可以在人机界面上反映出来，以用来提示用户。

采用变频器实现起重机电机的调速运行，结合的强大功能可靠性以及基于组态软件所开发出来的良好人机界面和通信能力，实现在司机控制室对电机的远程控制运行参数调节。

上位机选择触摸屏主要完成系统的组态监控参数设置和开关量置位。

下位机采用来实现各电机的启停电磁阀的开关，数值的转换速度的检测。

重点解决了系统中的监控画面程序设计的问题以及上下位机之间的通信问题。

同时根据软件工具包的结构化程序设计特点，大量采用代码重用的方法，大大减少了系统的开发和维护同时利用西门子公司的组态软件设计良好的人机界面以下载至触摸屏，以及实现其与的通信。

致谢在论文完稿之际，谨向教导和帮助我的师长朋友同学，以及默默支持和鼓励我的亲人们致以最诚挚的谢意和最衷心的祝福，感谢导师老师，老师严谨踏实的研究作风，渊博深厚的知识，孜孜不倦的诲人，我感到由衷的敬佩。

导师以其严谨求实的治学态度高度的责任心和敬业精神，给予我极大的帮助与鼓励导师踏实认真开拓创新的治学作风将使我终生受益导师给我提供了良好的学习环境以及社会实践的机会。

本论文从选题到完成无不浸透着恩师的心血。

在此期间，老师多次询问我的课题进度，提醒我该注意的问题，并在我课题遇到困难时，给予了我耐心的指导和帮助。

借此论文的完成之际，谨向我的恩师表达我衷心的感谢和崇高的敬意，感谢恩师不厌其烦的教诲和丝不苟的严谨作风，在学习生活和以后的工作中给我树立了为学为人的榜样。

并希望在今后的学习和工作中继续得到导师的教导。

感谢学院机电系的各位老师在这三年学习生涯中给予我的关心和帮助。

也感谢我在求学期间结识的好友，给予我的帮助鼓励和支持，在此并感谢。

最后，我要深深感谢我的父母和兄弟，多年来，正是由于他们对我学业上的支持理解和鼓励，对我如既往的殷切期望和无私奉献，给予了我无尽的关爱和动力，才使得我得以顺利完成学业，范文基于和变频器的桥式起重机控制系统设计人谨致年月日参考文献廖常初编程及应用北京机械工业出版社，张桂香电气控制与应用北京化学工业出版社，王淑英电器控制与控制技术北京机械上业出版社