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《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-無(wú)級(jí)調(diào)速plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、1前言1.1系統(tǒng)的背景及發(fā)展隨著現(xiàn)在社會(huì)科技的飛速發(fā)展，人們對(duì)生活各個(gè)方面品質(zhì)的要求也在不斷地提要，在速度運(yùn)行方面，人們要求速度調(diào)節(jié)范圍廣，而且平緩，無(wú)級(jí)調(diào)速以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)贏得新科技的青睞，各種各樣的無(wú)級(jí)調(diào)速方式涌現(xiàn)出來(lái)。無(wú)級(jí)變速與過(guò)去定比變速不同，主要有三大類：電氣無(wú)級(jí)調(diào)速、流體無(wú)級(jí)調(diào)速和機(jī)械無(wú)級(jí)調(diào)速。其中電氣無(wú)級(jí)調(diào)速是以電磁流為介質(zhì)的一種調(diào)速方式，該種變速方式以電機(jī)調(diào)速為主體，主要分為直流調(diào)速和交流調(diào)速。直流調(diào)速主要是通過(guò)改變電樞的外串電阻、電樞電壓或改變磁通量實(shí)現(xiàn)調(diào)速。其特點(diǎn)是調(diào)速范圍大，精度也較高，在過(guò)去，直流調(diào)速一直
2、作為通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)速度實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速的唯一手段，廣泛應(yīng)用于機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域，直流調(diào)速系統(tǒng)具有良好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)特性，其調(diào)速范圍寬，力矩特性較硬。但其設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用成本高，維護(hù)和維修困難，不宜用于大功率場(chǎng)合，僅限于中小功率范圍，故現(xiàn)已逐步被交流調(diào)速所替代。交流調(diào)速主要是通過(guò)變極、調(diào)壓和變頻來(lái)進(jìn)行調(diào)速的[1]。根據(jù)其調(diào)速原理有電磁滑差離合器調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速、串級(jí)調(diào)速、變頻調(diào)速、換向器電動(dòng)機(jī)、無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)調(diào)速等。實(shí)際應(yīng)用最多的為變頻調(diào)速，即由功率半導(dǎo)體器件為主組成的變頻器得到變頻電源，向交流電動(dòng)機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。其特點(diǎn)是調(diào)速時(shí)平滑
3、性好，效率高。低速時(shí)，特性靜關(guān)率較高，相對(duì)穩(wěn)定性好；調(diào)速范圍較大，精度高；起動(dòng)電流低，對(duì)系統(tǒng)及電網(wǎng)無(wú)沖擊，節(jié)電效果明顯；變頻器體積小，便于安裝、調(diào)試、維修簡(jiǎn)便；易于實(shí)現(xiàn)過(guò)程自動(dòng)化；在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，低速段電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力大為降低。流體無(wú)級(jí)調(diào)速是利用流體作為傳動(dòng)介質(zhì)的一種調(diào)速方式。按照其工作原理的不同分為：泵控調(diào)速、閥控調(diào)速、閥-泵控聯(lián)合調(diào)速、調(diào)速型液力耦合器、液力變矩器。閥控式是利用閥來(lái)改變流體進(jìn)出口流量進(jìn)行調(diào)速；泵控式是通過(guò)改變泵和馬達(dá)的有效工作容積來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，可細(xì)分為變量泵-定量馬達(dá)、變量泵-變量馬達(dá)、定量泵-變量馬達(dá)3類；
4、第39頁(yè)共39頁(yè)閥-泵控聯(lián)合調(diào)速是閥控和泵控兩類調(diào)速聯(lián)合應(yīng)用；調(diào)速型液力耦合器是通過(guò)改變噴嘴閥門的開度或改變導(dǎo)管的位置，以改變工作腔的充油量進(jìn)行調(diào)速；液力變矩器是通過(guò)改變?nèi)~片的角度、充油量或泵輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)速。流體無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)具有運(yùn)動(dòng)慣性小，動(dòng)作靈敏，制動(dòng)迅速，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，可以獲得很大的調(diào)速比，而且在大功率、高承載場(chǎng)合易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化及控制等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛用于汽車、農(nóng)林業(yè)機(jī)械、環(huán)保機(jī)械、礦山機(jī)械、工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、太空探測(cè)機(jī)械等領(lǐng)域[2]。機(jī)械無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)機(jī)械無(wú)級(jí)變速器是利用固體作為中間介質(zhì)，作為一種通用傳動(dòng)裝
5、置主要應(yīng)用于機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)工藝流程中用以改善機(jī)械的工作性能。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、傳動(dòng)效率高、恒功率特性好、操作與維修方便。利用PLC與變頻器的組合，實(shí)現(xiàn)以脈沖信號(hào)改變頻率，進(jìn)而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，即為其中的一種方式，同時(shí)設(shè)置監(jiān)控平臺(tái)，可使無(wú)極變頻調(diào)速的性能大大提高。1.2課題相關(guān)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)1.2.1可編程控制器可編程控制器簡(jiǎn)稱——PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來(lái)的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過(guò)程和位置的自動(dòng)控制中[3]
6、。據(jù)統(tǒng)計(jì)，可編程控制器是工業(yè)自動(dòng)化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認(rèn)為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一，PLC、機(jī)器人、CAD/CAM將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。PLC是在繼電器控制邏輯基礎(chǔ)上，與3C(Computer,Control,Communication)技術(shù)相結(jié)合，不斷發(fā)展完善的。目前已從小規(guī)模單機(jī)順序控制，發(fā)展到包括過(guò)程控制、位置控制等場(chǎng)合的所有控制領(lǐng)域。自動(dòng)化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是分散安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各單機(jī)設(shè)備上，雖然它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所
7、形成的惡劣電磁環(huán)境中，但PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)的控制裝置，在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力、運(yùn)行穩(wěn)定性和較高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用。第39頁(yè)共39頁(yè)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也
8、就大大降低[4]。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性[5]。長(zhǎng)期以來(lái)，plc始終處于工業(yè)控制自動(dòng)化領(lǐng)域
