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基于 PLC 与变频器的交流电机调速控制硬件系统设计与实现
1 概述
PLC 就是可编 程控制器( Programmable logic Controller ),国际电工 委员会
(International ElectricalCommittee)在 1987 年发布的 PLC 标准草案中对 PLC 做了
这样的定义:一种数字运算操作的电子系统就是可编程控制器,主要是在工业环境
下应用。PLC 是在电气控制技术和计算机技术的基础上开发形成的,它以微处理器
为核心,融入了自动化及计算机技术。PLC 在世界范围内已广泛应用于工业生产,
交通运输,生活娱乐等。
PLC 在工业中应用广泛,它的工作方式以及使用方便快捷。在硬件方面,接口
比较容易,方便连接。此外,它还可以有很多实用功能,比如,它可以编入外围器
件的故障自诊断程序,可以让系统中除 PLC 以外的电路及设备也可以获得故障自诊
断保护,并且也已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品,有品种齐全的各种
硬件装置供用户选用;在软件方面,PLC 的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。
这种编程方法规律性强,容易掌握编程语言容易学习,较为简单,并且梯形图语言
的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近。
变频器是应用电力电子技术与变频技术和自动控制技术,通过改变三相异步电
机工作电源频率来控制交流电动机转速的电力控制设备。变频调速已被公认为是最
理想、最有发展前景的调速方式之一
[1]
。采用变频器调速有以下优点提高了设备的自
动化程度也提高了生产速度,可以最大的节约能源、降低生产成本。
PLC 和变频器被广泛的应用在电力、冶金、矿物开采、化工、交通控制、机械
加工和食品加工等诸多领域。本次课题将对 S7-200PLC 与台达变频器对交流电机调
速控制系统进行研究。
本文所研究的交流电机调速系统采用 PLC 来控制变频器调速。充分发挥可编程
控制器的高可靠性、灵活性、通用性、扩展性等优点。通过 PLC 的开关量输入输出
模块控制变频器的多功能输入端,从而改变三相异步电机工作电源频率,实现电动
机的多级调速。
2 系统设计总体方案与功能分析
2.1 设计总体方案
系统采用 PLC 控制变频器实现交流电动机启动、停止、正反转及各种转速的改
变。系统主要由三个部分构成,即可控制部分 PLC,执行部分变频器和三相异步交
流电机,系统构成框图如图 2-1 所示。首先通过设置给定输入给 PLC,再通过 PLC
控制变频器,再经由变频器来控制电机。