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北京***********技术学院
毕业设计论文
题 目 变频器与PLC在运料小车控制系统中的应用
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摘要 ...................................................................................................................................................... 2 第一章 绪论 ...................................................................................................................................... 3 1.1变频器 ........................................................................................................................................... 3 1.2可编程控制器（PLC） ................................................................................................................. 4 1.3 PLC连接变频器 ........................................................................................................................... 4 第二章 变频器 .................................................................................................................................. 5 2.1变频器的基本构成和工作原理 ................................................................................................... 5
2.1.1变频器的基本构成 ........................................................................................................... 5 2.1.2变频器内部电路的基本功能 ........................................................................................... 5 2.1.3逆变电路基本工作原理 ................................................................................................... 6 2.2变频器的种类 ............................................................................................................................... 7 2.3变频器控制方式和基本原理 ..................................................................................................... 11
2.3.1 V/f控制 ......................................................................................................................... 11 2.3.2转差频率控制 ................................................................................................................. 12 2.3.3矢量控制 ......................................................................................................................... 13 2.3.4提高转距控制性能的措施 ............................................................................................. 15 第三章 可编程控制器 .................................................................................................................... 16 3.1 PLC的组成和基本工作原理 ..................................................................................................... 16
3.1.1 PLC的组成 ..................................................................................................................... 16 3.1.2 PLC的基本工作原理 ..................................................................................................... 21 3.2 PLC的特点及分类 ..................................................................................................................... 23
3.2.1 PLC的特点 ..................................................................................................................... 23 第四章 变频器与PLC在运料小车控制系统中的应用 ................................................................ 25 4.1 运料小车系统的控制要求 ........................................................................................................ 25 4.2 PLC输入输出变量和接线图 ..................................................................................................... 26 4.3运料小车系统的PLC的编程 ..................................................................................................... 27 4.4运料小车系统的PLC调试 ......................................................................................................... 29 4.5 PLC+变频器控制运料小车系统 ................................................................................................ 35
4.5.1 变频器的参数设置 ........................................................................................................ 35 第五章 致谢 .................................................................................................................................... 36 第六章 参考文献 ............................................................................................................................ 37
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摘要
本文阐述了应用西门子公司可编程控制器S7-200系列PLC及变频器实现对
运料小车系统的控制。该系统充分利用了学习中讲述的可编程控制器（PLC）的多方面的设计知识和方法，再加上变频器两者巧妙的配合精确的实现了对运料小车系统的控制。这一控制系统的实现和应用，充分体现了PLC系统在工业现场的应用，以及根据设计和不同的需求改变，还可以使其应用的范围更加广泛。由于设计者的知识范围及经验，望老师谅解，给予批评改正。
[关键词] 可编程控制器（PLC）、变频器
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第一章 绪论
1.1变频器
直流电动机拖动和交流电动机拖动先后诞生于19世纪，距今已有100多年的历史，并已成为动力机械的主要驱动装置。但是，由于技术上的原因，在很长一段时期内，占整个电力拖动系统80％左右的不变速拖动系统中采用的是交流电动机（包括异步电动机和同步电动机），而在需要进行调速控制的拖动系统中则基本上采用的是直流电动机。
但是，由于结构上的原因，直流电动机存在以下缺点： （1）需要定期更换电刷和换向器，维护保养困难，寿命较短；
（2）由于直流电动机存在换向火花，难以应用于存在易燃易爆气体的恶劣环境；
（3）结构复杂，难以制造大容量、高转速和高电压的直流电动机。 而与直流电动机相比，交流电动机则具有以下优点： （1）结构坚固，工作可靠，易于维护保养；
（2）不存在换向火花，可以应用于存在易燃易爆气体的恶劣环境； （3）容易制造出大容量、高转速和高电压的交流电动机。
因此，很久以来，人们希望在许多场合下能够用可调速的交流电动机来代替直流电动机，并在交流电动机的调速控制方面进行了大量的研究开发工作。但是，直至20世纪70年代，交流调速系统的研究开发方面一直未能得到真正令人满意的成果，也因此限制可交流调速系统的推广应用。也正是因为这个原因，在工业生产中大量使用的诸如风机、水泵等需要进行调速控制的电力拖动系统中不得不采用挡板和阀门来调节风速和流量。这种做法不但增加了系统的复杂性，也造成了能源的浪费。
经历了20世纪70年代中期的第二次石油危机之后，人们充分认识到了节能工作的重要性，并进一步重视和加强了对交流调速技术的研究开发工作。随着同时期内电力电子技术的发展，作为交流调速系统中心的变频器技术也得到了显著的发展，并逐渐进入了实用阶段。
虽然发展变频驱动技术最初的目的主要是为了节能，但是随着电力电子技术、微电子技术和控制理论的发展，电力半导体器件和微处理器的性能不断提高，变频驱动技术也得到了显著发展。随着各种复杂控制技术在变频器技术中的应用，变频器的性能不断得到提高，而且应用范围也越来越广。目前变频器不但在传统的电力拖动系统中得到了广泛的应用，而且几乎已经扩展到了工业生产的所有领
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