PLC控制交流电机变频调速系统的设计与实现(新品)

摘  要
自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时，PLC的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、搞干扰能力强等到一系列优点，在工业生产过程自动控制领域得到了广泛应用。所以，掌握PLC技术是改造传统生产工艺和设备的重要途径。
同时，在工业生产的各个过程中，运动始终是必需的，运动的动力来源多数是电机，因此电机的调速也成为我们的重点研究对象，在PLC广泛应用的今天，自然会想到PLC在电机调速作用，本文结合变频调速系统，提出了一种基于PLC的模糊控制策略实现方法。首先对基于PLC模糊控制的变频调速系统进行总体设计，然后重点进行工控机与PLC以及PLC与变频器之间的通信程序设计。接着论述了模糊控制器的原理和结构，并研究和设计了一种电机转速模糊控制器。对基于SIEMENS  PLC模糊控制策略进行了工程实现研究，并给出了关键部分的程序。本文所研究的桥式起重机变频调速控制系统，可以实现起重机电机速度的调节，满足节约能源和适应生产的需要。本系统采用PLC模糊控制既保留了PLC的可靠、灵活、适应能力强等特点，又提高了控制系统的智能化程度和系统的静动态特性。仿真结果表明，该系统能对电机转速实现精确控制，实用性强，具有一定的推广价值。

关键词：PLC   电机    调速系统   通信  变频调速控制系统
 
PLC control AC motor speed regulation system Design and Implementation
Abstract
Since the sixties the twentieth century the United States launched a programmable logic controller (Programmable Logic Controller, PLC) has replaced the traditional relay control device, PLC has been rapid development, is widely used around the world. Meanwhile, PLC function is also improved. With computer technology, signal processing technology, control technology and network technology for the continuous development of rising user demand, PLC basis of the switch rate treatments to treat volumes added to the simulation and motion control functions. PLC today no longer limited to logic control, motion control, process control and other fields also play an important role.
PLC has a simple structure, easy programming, superior performance, flexible and versatile, easy to use, high reliability and ability to wait out a series of interference with the advantages of automation in industrial production process has been widely applied. Therefore, the master PLC technology is the transformation of traditional production techniques and equipment, important way. Meanwhile, industrial production, all process, the movement is always necessary, exercise the majority of the electrical power source, so the motor speed has become the focus of our study, widely used today in the PLC will naturally think of PLC in the motor speed effect, this paper, frequency control system, a PLC-based Implementation of fuzzy control strategy. First of all, PLC-based fuzzy control of frequency control system design, and then focus for IPC and PLC and the communication between PLC and inverter programming. Then discusses the principle and structure of the fuzzy controller, and research and design a motor speed fuzzy controller. SIEMENS PLC-based fuzzy control strategy of the project implementation, and gives a key part of the program. This paper studied frequency control system bridge crane, crane motor speed can be adjusted to achieve, and to adapt production to meet energy needs. This system uses PLC PLC fuzzy control retains the reliable, flexible, adaptable and so on, and also enhance the level of intelligent control systems and systems of static and dynamic characteristics. Simulation results show that this system can achieve precise control of motor speed, practical, has a potential market value.
Key words：Motor  Speed Control System  Communicate
Frequency Control System

主要研究内容   
结合变频调速系统，提出了一种基于PLC的模糊控制策略的实现方法，并在起重设备中运用研究方法   
1．以PLC和模糊控制理论为基础
2．以SIMATIC$7-200 PLC为控制器，利用STEP 7一micro／win32对模糊控制算法进行编程实现
3．将模糊控制系统进行仿真，并将其与传统PID控制效果进行比较分析
主要技术指标(或研究目标)   
1.PLC及模糊控制理论的发展前景和技术革新
2.变频器在交流电机变频调速技术中的重要作用
3.变频调速技术在起重设备中的设计与应用即实现基于PLC模糊控制的桥式起重机变频调速系统。 [资料来源：www.doc163.com]

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摘  要    1
第 1章 绪论    4
1.1 PLC的发展前景    4
1.2起重机的发展状况和研究趋势    5
1.3传统桥式起重机控制系统的特点及存在的问题    7
1.4起重机调速技术的发展现状    8
1.5模糊控制理论概况    10
1.6本论文的研究意义及主要内容    11
第2章  频调速控制技术的基本原理    13
2.1交流电机变频调速技术    13
2.2变频器    16
2．2．1变频器的类型    16
2．2．2变频器的基本结构    17
2．2．3变频器的主电路    17
2．2．4变频器的控制电路    18
2．3现代变频调速的控制方法    18
2．4变频调速与传统串电阻调速效果比较    19
第3章  变频调速系统的总体设计    22
3.1桥式起重机系统简介    22
3.2 系统总体方案设计    22 [资料来源：http://doc163.com]
3.3 系统部件的选择    24
3．4系统的通信程序设计    25
3．4．1 PLC与上位机之间的通信    25
3．4．2 PLC通信程序框图    28
第4章 系统模糊控制器的设计    33
4．1模糊控制理论    33
4．1．1模糊控制的基本思想    33
4．1．2模糊控制特点    34
4．2模糊控制系统的组成    35
4．3模糊控制器的组成    36
4．4电机转速模糊控制器的设计    37
4．4．1确定模糊控制器的输入变量和输出变量    38
4．4．2输入、输出变量的论域及参数的确定    38
第5章  模糊控制变频调速系统的实现及仿真    43
5．1 PLC的基本结构和工作原理    43
5.1.1 PLC的基本结构    43
5.1.2 PLC的工作原理    45
5．2 PLC控制系统的整体设计    46
5．3模糊控制的PLC实现    47

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5．4模糊控制变频调速系统的仿真    48
第6章  总结与展望    51
参考文献    53
致     谢    54

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