【毕业论文】基于plc的交流异步电机转速闭环控制系统的设计与开发word文档（25页）

适用于单机场合，可以实现与简单无缝连接。

其屏幕大小为寸，显示类型为，分辨率为，色亮度可调，直流供电，带个通信接口，最大通讯速率为。

可以支持与第三方通信，如三菱系列，欧姆龙系列等。

可支持最多个变量，个画面，个报警，个报警等级采集和监控通信联网及集散控制等功能。

功能扩展也极为方便，硬件配置相当灵活，根据控制要求改变，可以随时变动特殊功能单元种类和个数，再相应修改用户程序就可以达到变换和增加控制功能目。

是缩写，人机接口，也叫人机界面。

人机界面是系统和用户之间进行交互和信息交换媒介，它实现信息内部形式与人类可以接受形式之间转换。

凡参与人机信息交流领域都存在着人机界面。

人机界面产品由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括处理器显示单元输入单元通讯接口数据存储单元等，其中处理器性能决定了产品性能高低，是核心单元。

根据产品等级不同，处理器可分别选用位位位处理器。

软件般分为两部分，即运行于硬件中系统软件和运行于机操作系统下画面组态软件本次设计用是。

使用者都必须先使用画面组态软件制作工程文件，再通过机和产品串行通讯口，把编制好工程文件下载到处理器中运行。

本次设计采用是西门子。

组态软件组态软件是指些数据采集与过程控制专用软件，它们是在自动控制系统监控层级软件平台和开发环境，使用灵活组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能通用层次软件工具。

是种前瞻性面向及其自动化设备组态软件，它能够提供舒适而高效设计。

优点是多功能，通用应用程序，适合所有工业领域解决方案多语言支持，全球通用可以集成到所有自动化解决方案内内置所有操作和管理功能，可简单有效地进行组态可基于持续延展，采用开放性标准，集成简便集成系统作为和商务集成平台可用选件和附加件进行扩展全集成自动化组成部分，适用于所有工业和技术领域解决方案。

二是实例证明，集生产自动化和过程自动化于体，实现了相互之间整合，这在大量应用和各种工业领域应用实例中业已证明，包括汽车工业化工和制药行业印刷行业能源供应和分配贸易和服务行业塑料和橡胶行业机械和设备成套工程金属加工业食品饮料和烟草行业造纸和纸品加工钢铁行业运输行业水处理和污水净化。

组态包括域组态按钮组态文本列表和图形列表组态动画组态报警组态。

系统硬件设计系统设计目对于控制电机转速，开环系统结构简单，控制电压直接控制电机触发电路。

但系统静特性差，在转矩变化情况下转速变化很大。

闭环系统结构复杂，但是调速性能好，系统特性曲线较硬，转矩变化对系统速度扰动几乎不记。

在许多工业场合，需要电机转速能够很好地跟随给定转速，因此采用闭环控制系统。

本次设计就是基于变频器实现转速闭环调速系统。

系统硬件结构框图系统主要由三个部分构成，即可编程逻辑控制器件变频器和电机。

首先通过设置给定输入给，再通过控制变频器，再经由变频器来控制电机，随后将电机转速反馈给，经比较后输出给变频器从而实现无静差调速。

闭环调速系统硬件结构框图控制器结构图图闭环控制结构控制图速度给定速度反馈信号变频调速系统图控制结构图控制器以其结构简单稳定性好工作可靠调整方便而成为工业过程控制中不可替代主要技术之。

控制分为三个环节，分别是比例环节积分环节微分环节。

比例调节作用是按比例反应系统偏差，系统旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用以减小偏差。

比例作用大，可以加快调节时间但是过大比例，使系统稳定性下降，甚至造成系统不稳定。

积分调节作用是使系统消除稳态误差，提高无差度。

因为有误差，积分调节就进行，直至消除误差。

积分作用强弱取决于积分时间常数，越小，积分作用就越强反之积分作用就越弱。

加入积分调节可使系统动态响应变慢。

积分作用常与另两种调节规律结合，组成调节器或调节器。

调节器是最常用调节器。

微分调节作用反应系统偏差信号变化率，具有预见性，能预见偏差变化趋势，因此能产生超前控制作用，在偏差还没形成之前，已被积分作用消除。

因此，可以改善系统动态性能。

在微分时间选择合适情况下，可以减少超调和调节时间。

微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强微分调节，对系统抗干扰不利。

变频调速原理异步电机转速可以表示为式中，为同步转速，为转差损失转速，为磁极对数，为转差率，为电源频率。

可见，改变电源频率就可以改变同步转速和电机转速。

频率下降会导致磁通增加，造成磁路饱和，励磁电流增加，功率因数下降，铁心和线圈过热。

显然这是不允许。

为此，要在降频同时还要降压。

这就要求频率与电压协调控制。

此外，在许多场合，为了保持在调速时，电动机产生最大转矩不变，亦需要维持磁通不变，这亦由频率和电压协调控制来实现，故称为可变频率可变电压调速，简称变频调速。

实现变频调速装置称为变频器。

变频器般由整流器滤波器驱动电路保护电路以及控制器等部分组成。

硬件选型闭环调速系统硬件组成触摸屏西门子，为触屏中中低端产品，但性价比较高。

适用于单机场合，可以实现与简单无缝连接。

其屏幕大小为寸，显示类型为，分辨率为，色亮度可调，直流供电，带个通信接口，最大通讯速率为。

可以支持与第三方通信，如三菱系列，欧姆龙系列等。

可支持最多个变量，个画面，个报警，个报警等级图程序图程序在与通讯时需要把波特率改为和相同波特率。

图程序刷新出与连接。

图波特率设置图通信设置可以通过调节控制面板改变参数调节系统无差度。

参数确定步骤控制器参数选择方法很多，例如试凑法临界比例度法扩充临界比例度法等。

但是，对于控制而言，参数选择始终是件非常烦杂工作，需要经过不断调整才能得到较为满意控制效果。

确定比例系数确定比例系数时，首先去掉积分项和微分项，可以令，使之成为纯比例调节。

输入设定为系统允许输出最大值，比例系数由开始逐渐增大，直至系统出现振荡再反过来，从此时比例系数逐渐减小，直至系统振荡消失。

记录此时比例系数，设定比例系数为当前值。

确定积分时间常数比例系数确定之后，设定个较大积分时间常数，然后逐渐减小，直至系统出现振荡，然后再反过来，逐渐增大，直至系统振荡消失。

记录此时，设定积分时间常数为当前值。

确定微分时间常数微分时间常数般不用设定，为即可，此时调节转换为调节。

如果需要设定，则与确定方法相同，取不振荡时其值。

系统空载带载联调。

对参数进行微调，直到满足性能要求。

图调节控制面板指令主程序图主程序图调节控制面板子程序图子程序图子程序中断程序图中断程序图中断程序系统调试此次设计是调节电机转速。

经过多次参数设定比较后，当设定比例系数为，积分时间为，系统能得到比较满意控制效果，最大超调只有两度多，稳定后能保持在以内。

负载改变后转速可以很快达到给定转速。

系统控制效果如下图控制效果图图中断程序总结通过此次技能考核设计，使我更加深刻掌握了有关变频器和组态软件知识，在设计过程中也遇到了各种各样小问题，但经过我们大家共同思考和耐心检查终于找出了原因所在，同时也暴露出了以前我在这方面知识欠缺和经验不足。

俗话说，时间是检验真理唯标准。

这次通过亲自动手编写调试，把平时课本上理论知识与实践相结合，从而使得我们对所掌握知识有了更深步理解和记忆。

在机与面板通讯时，需要让推出程序界面并进入界面。

在编写代程序时需要数据转换，我和同学讨论以及查阅资料后还是没有解决问题，最终在老师帮助下完成了数据类型间转换。

在系统运行过程中实际转速和经过计算当前转速有比较大差值，需要把回路输入选项中范围高限改成自己计算准确值，以及在计算比例时码盘输出最大电压测出来带入程序中去就可以保证输出和显示同步了。

在通过调节控制面板调节参数时，可以先通过自动调节，待系统稳定后用手动调节微调。

我在调节参数时，系统误差度较大，通过我翻阅资料，与同学交流以及老师帮助下减少了系统无差度。

经过此次技能考核设计，也让我又次体会到了大家力量。

在我有问题自己不能解决时候，很多同学都愿意帮忙起检查和讲解我问题根源。

身边每个同学都有他们所擅长地方，自己有不懂地方去向他们讨教来填补自己不足，同样我也会把自己所了解知识与大家分享。

真很感谢那些在实验室起努力思考和学习同学，感谢你们对我帮助和讲解，同时我还要感谢我们刘老师在课上对我们每个同学耐心指导和答疑，感谢您每天这么无私教导。

采集和监控通信联网及集散控制等功能。

功能扩展也极为方便，硬件配置相当灵活，根据控制要求改变，可以随时变动特殊功能单元种类和个数，再相应修改用户程序就可以达到变换和增加控制功能目。

是缩写，人机接口，也叫人机界面。

人机界面是系统和用户之间进行交互和信息交换媒介，它实现信息内部形式与人类可以接受形式之间转换。

凡参与人机信息交流领域都存在着人机界面。

人机界面产品由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括处理器显示单元输入单元通讯接口数据存储单元等，其中处理器性能决定了产品性能高低，是核心单元。

根据产品等级不同，处理器可分别选用位位位处理器。

软件般分为两部分，即运行于硬件中系统软件和运行于基于交流异步电机转速闭环控制系统设计成绩姓名班级学号日期技能考核设计训练任务书学生姓名专业年级学号设计日期年月日至年月日设计题目基于交流异步电机转速闭环控制系统设计设计主要内容本次设计基于可编程控制器硬件平台异步电动机综合控制系统。

该系统通过可编程逻辑控制器来控制变频器，最终实现异步电动机转速闭环控制。

并通过面板直观显示出来。

具体设计是调节电机转速。

经过多次参数设定比较后，系统能得到比较满意控制效果，最大超调只有两度多，稳定后能保持在以内。

负载改变后转速可以很快达到给定转速。

指导教师评语指导教师签字日期目录绪论变频器可编程控制器组态软件系统硬件设计系统设计目系统硬件结构框图硬件选型硬件接线系统软件设计变频器参数触摸屏组态画面编程向导指令系统调试总结绪论随着变频调速技术不断发展，交流传动系统性能突飞