無級調(diào)速plc控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文

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1、無級調(diào)速PLC控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文1前言1.1系統(tǒng)的背景及發(fā)展隨著現(xiàn)在社會科技的飛速發(fā)展，人們對生活各個方面品質(zhì)的要求也在不斷地提要，在速度運行方面，人們要求速度調(diào)節(jié)范圍廣，而且平緩，無級調(diào)速以其獨特的優(yōu)勢贏得新科技的青睞，各種各樣的無級調(diào)速方式涌現(xiàn)出來。無級變速與過去定比變速不同，主要有三大類：電氣無級調(diào)速、流體無級調(diào)速和機械無級調(diào)速。其中電氣無級調(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)速主要是通過改變電樞的外串電阻、電樞電壓或改變磁通量實現(xiàn)調(diào)速。其特點是調(diào)速范圍大，精度也較高，在過去，直流調(diào)速一直作為通過調(diào)節(jié)電機速度實現(xiàn)無級調(diào)速的

2、唯一手段，廣泛應(yīng)用于機械傳動領(lǐng)域，直流調(diào)速系統(tǒng)具有良好的靜態(tài)和動態(tài)驅(qū)動特性，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)速主要是通過變極、調(diào)壓和變頻來進(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、串級調(diào)速、變頻調(diào)速、換向器電動機、無換向器電動機調(diào)速等。實際應(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，向交流電動機供電，實現(xiàn)變頻調(diào)速。其特點是調(diào)速時平滑性好，效率高。低速時，特性靜關(guān)率較高，相對穩(wěn)定性好；調(diào)速范圍較大，精度高；起動電流低，對系統(tǒng)及電網(wǎng)無沖

3、擊，節(jié)電效果明顯；變頻器體積小，便于安裝、調(diào)試、維修簡便；易于實現(xiàn)過程自動化；在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時，低速段電動機的過載能力大為降低。流體無級調(diào)速是利用流體作為傳動介質(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。40閥控式是利用閥來改變流體進(jìn)出口流量進(jìn)行調(diào)速；泵控式是通過改變泵和馬達(dá)的有效工作容積來實現(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；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；液力變矩器是通過改變?nèi)~片的角度、

4、充油量或泵輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)速。流體無級變速傳動具有運動慣性小，動作靈敏，制動迅速，運動平穩(wěn)，易于實現(xiàn)無級調(diào)速，可以獲得很大的調(diào)速比，而且在大功率、高承載場合易于實現(xiàn)自動化及控制等優(yōu)點，目前已廣泛用于汽車、農(nóng)林業(yè)機械、環(huán)保機械、礦山機械、工業(yè)機器人驅(qū)動系統(tǒng)、太空探測機械等領(lǐng)域[2]。機械無級變速傳動機械無級變速器是利用固體作為中間介質(zhì)，作為一種通用傳動裝置主要應(yīng)用于機械化、自動化生產(chǎn)工藝流程中用以改善機械的工作性能。結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強、傳動效率高、恒功率特性好、操作與維修方便。利用PLC與變頻器的組合，實現(xiàn)以脈沖信號改變頻率，進(jìn)而改變電動機的轉(zhuǎn)速，即為其中的一種方式，同時設(shè)置監(jiān)控平臺，可使無極變頻調(diào)

5、速的性能大大提高。1.2課題相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢1.2.1可編程控制器可編程控制器簡稱——PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中[3]。據(jù)統(tǒng)計，可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應(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。

6、目前已從小規(guī)模單機順序控制，發(fā)展到包括過程控制、位置控制等場合的所有控制領(lǐng)域。自動化系統(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)場的各單機設(shè)備上，雖然它們大多處在強電電路和強電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中，但PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計的控制裝置，在設(shè)計和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力、運行穩(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。40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

7、。從PLC的機外電路來說，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)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低[4]。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。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，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性[5]。長期以來，plc始終處于工業(yè)控制