电动机多段调速HMI设计与制作
摘要 随着电力电子技术以及控制技术的发展,交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用;可编程控制器PLC作为替代继电器的新型控制装置;触摸屏是一种全新的、多媒体人机交互设备,用户只要用手指轻轻地触摸计算机显示屏上的图形或文字就能实现对主机操作,使人机交互更为直接。文章提出了用触摸屏、PLC来控制变频器实现电动机多速段运行的方案。主要从变频器入手,满足多速段运行的要求,再通过对PLC编程,用程序控制变频器,最后通过变频器对电动机调速,实现电动机的多速段运行。在利用触摸屏可以直接的控制它的转速。
关键词 PLC变频器 触摸屏 多段调速
目录
1.引言
2.系统设计的目的和要求
2.1.系统设计的目的
2.2.系统设计的要求
3.系统硬件简介
3.1.PLC的简介
3.2.变频器的简介
3.3.触摸屏的简介(威伦MT506)
3.4.电动机的简介
3.5.工业人机界面的特点和功能
4.系统硬件设计
5.系统软件设计
5.1.参数设定
5.2.时序图
5.3.梯形图
6.触摸屏画面制作
7.通信电缆的制作
8.系统调试
8.1硬件调试
8.2触摸屏和PLC协调
9.总结
对于可调速的电力拖动系统,工程上往往根据电动机电流形式分为直流调速系统和交流调速系统两类。它们最大的不同之出主要在于交流电力拖动免除了改变直流电机电流流向变化的机械向器——整流子。
20世纪70年代后,大规模集成电路和计算机控制技术的发展,以及现代控制理论的应用,使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能,在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。在交流调速技术中,变频调速具有绝对优势,并且它的调速性能与可靠性不断完善,价格不断降低,特别是变频调速节电效果明显,而且易于实现过程自动化,深受工业行业的青睐。
1.交流变频调速的优异特性
(1)调速时平滑性好,效率高。低速时,特性静关率较高,相对稳定性好。
(2)调速范围较大,精度高。
(3)起动电流低,对系统及电网无冲击,节电效果明显。
(4)变频器体积小,便于安装、调试、维修简便。
(5)易于实现过程自动化。
(6)必须有专用的变频电源,目前造价较高。
(7)在恒转矩调速时,低速段电动机的过载能力大为降低。
2.与其它调速方法的比较
交流电动机的调速方法有三种:变极调速、改变转差率调速和变频调速。其中,变频调速最具优势。这里仅就交流变频调速系统与直流调速系统做一比较。
我们这次的系统中选用得是变频调速方法
变频调速是改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器,变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类,目前国内大都使用交-直-交变频器。其特点:
效率高,调速过程中没有附加损耗; 应用范围广,可用于笼型异步电动机; 调速范围大,特性硬,精度高; 技术复杂,造价高,维护检修困难。 本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。
在这次的课题设计中我们用触摸屏、PLC来控制变频器实现电动机多速段运行的方案。主要从变频器入手,满足多速段运行的要求,再通过对PLC编程,用程序控制变频器,最后通过变频器对电动机调速,实现电动机的多速段运行。
参考文献
[1] 郭琼. PLC应用技术. 北京:机械工业出版社,2006
[2] 黄麟.交流调速系统及应用. 北京:大连理工大学出版社,2008
[3] 周绍英,储方杰. 交流调速系统. 北京 机械工业出版社,2004
[4] 莫正康. 电力电子应用技术. 北京:机械工业出版社,2009
[5] 曾晓宏. 数字电子技术. 北京:机械工业出版社,2008
[6] 江晓安. 模拟电子技术. 陕西:西安电子科技大学出版社,2007
[7]亚军.可编程控制器原理及程序设计.北京:电子工业出版社.2004
[8]三菱FX2N系列微型可编程控制器使用手册:54-84。