基于三项异步电动机定位的工作处理系统
摘要： 本文进行了变频器调速的工件定位控制系统的设计，以三菱的PLC作为主要的控制核心，结合三菱公司的触摸屏软件进行本系统的设计与控制，首先本课题关于变频器调速的背景，介绍了本课题的基本信息，然后将国内外关于变频器调速系统进行了详细的介绍，并对变频调速的理论进行了分析，也就是关于电动机变频调速给出了理论性的支持，并分析了使用PCL作为主要控制器的理论原因，接着设计了硬件部分，进行了PLC的选型以及变频器的选型，电机的选型等硬件选型，接着给出了变频器调速的工件定位控制系统的软件流程，最后利用触摸屏软件给出了本系统的设计，并给出了梯形图设计。
本设计利用变频器来设计调速，并利用触摸屏软件来实现对整个系统的监控，能够将运行状态数据实时的显示、处理、查询等，实现了本设计的初衷，取得了较好的预期效果。
关键词：变频器；PLC； 触摸屏；梯形图
Working system based on three phase asynchronous motor positioning
Abstract: This article has carried out the design of the position control system of the work piece of the frequency converter, taking the MITSUBISHI PLC as the main control core and combining the touch screen software of the Mitsubishi Co to design and control the system. First, this topic is about the background of the frequency converter, and introduces the basic information of the subject, and then the change at home and abroad. The frequency speed control system is introduced in detail, and the theory of variable frequency speed regulation is analyzed, which is about the theoretical support of the motor frequency conversion speed regulation, and the theoretical reasons for the use of PCL as the main controller are analyzed. Then the hardware part is designed, and the selection of PLC and the type selection of the frequency converter are carried out. The hardware selection of the machine is selected, and then the software flow of the position control system of the frequency converter is given. Finally, the design of the system is given with the touch screen software, and the ladder diagram is designed.
This design uses the frequency converter to design the speed control, and uses the touch screen software to realize the monitoring of the whole system. It can display, process and query the running state data in real time, and realize the original intention of the design, and have achieved a better expected effect.
Keywords: frequency converter, PLC, touch screen, ladder diagram.
目 录
第1章 绪论 1
1.1 课题背景与研究意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 论文主要工作 2
1.4 本章总结 3
第2章 电动机定位系统分析及方案选择 4
2.1 电动机变频调速的原理 4
2.2 电动机定位控制系统组成 4
2.3 电动机定位控制系统方案论述 6
2.4 本章总结 8
第3章 电动机定位控制系统的硬件设计与选型 9
3.1 PLC介绍 9
1、 PLC的发展历程 11
2、PLC 的应用 11
3.2 PLC选型 12
3.3 电动机定位控制系统硬件接线 12
3.4 控制系统的I/O分配 15
3.5 变频器的选型 16
3.6 电机选型 17
3.7行程开关选型 17
3.8 本章小结 18
第4章 电动机定位控制系统的软件设计 19
4.1 电动机定位控制系统流程图 19
4.2 触摸屏软件概述 21
4.3 电动机定位控制系统梯形图 21
4.4 本章小结 26
第5章 总结 26
5.1 总结 26
致谢 27
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
变频器的出现，使得异步电机调速方式发生了很大的改变，这是一种通过改变其频率来使得电机转速发生改变的设备，在工业调速的过程中，该器件的发明是微电子技术以及调速技术进步的产物，这种调速方式能够极大的改善生产效率，而且极大的改善调速性能，使得调速的精度变得很好，范围也并不狭窄，所以这是一种较好的调速技术，这种调速方式使得多段调速成为现实，并且还会是非常光滑的调速，对于电机的加速、减速效果很好，在提高效率的同时，也还能大幅度的节约电能，所以不管是在工业领域还是生活领域都能看到其身影。
随着科技的进步，PLC 控制器的产生带来了全新的革命，带来全新的控制方式，继电器控制系统常常是采用固定的连线，而且使用的继电器、接触器较多，工作频率也比较低，如果需要频繁动作的情况下，会大大增加生产线系统的故障率，然而，使用PLC 作为控制器的系统便可以方便的实现这一要求。使得控制系统的结构与继电器-接触器这种控制系统相比，发生了巨大的变化，控制效果也是非常的强大。随着PLC控制技术的逐渐成熟，使得该控制方式更加简单，而且这种控制技术能够大大提升系统整体的可靠性，所以说，在工业领域上具有极大的发展前景，而且这种控制技术所使用的编程语言也极其简单，这是一种梯形图语言，不仅编写简单，而且技术人员也非常熟悉，而且这种开发方式也与先前技术人员所熟知的继电器-接触器控制方式非常接近，这样技术人员一目了然，PLC的输入输出与传感器的输入输出直接连接即可，抗干扰能力极强，在程序修改的时候，只需要更改PLC的程序便可以更改功能，而无需要更改硬件连接。[1]
所以说，在进行多段调速的设计中，就可以将上述二者进行结合，也就是控制器采用PLC，而调速的执行器则使用变频器的方式来设计，是非常合理的设计方法，通过光电开关来实现转速的测量，来控制其转速，并使得传送带的转速与灌装机速度相同，来提高设计的合理性。
1.2 国内外研究现状
由于电机已经成为了最大的耗能体，我国电能的百分之六十以上都是电机消耗的，而电能的耗费过多，也使得燃烧更多的的煤炭来补充电力，这样就有更多的二氧化碳以及二氧化氮等气体排入大气层中，进一步加剧空气污染程度，甚至还能破坏掉臭氧层，因此我国大力推广环保措施，而在电机的控制领域，变频器的出现使得电能的消耗量可以大幅度的减少，所以变频器对推动环保也有很大的促进作用。
当前为止，变频器应用在电机的调速方面具有不可比拟的优势，在电机的变速运行中，使用变频器可以非常方便的实现这一功能，而对于变频器的研究国外的一些发达国家研究较早，在很早的阶段已经开始大规模的应用，而且已经成为了产业链，然而，对于我国来说，对于变频器的研究非常的晚，所以，我国与国外的差距还是很大的，而目前的变频技术则融入了许多非常领先的技术，到目前为止，我国已经能够产生出高电压，而且功率也非常之大的变频设备，这些设备的应用使得系统的设计更加简单，目前已经将直流调速技术替代掉，变频调速技术又进入了一个新的发展方向，近年来变频调速技术不管在医疗器械领域，还是在交通领域等渗入了各行各业，在国民经济的发展中已经成为了一个不可或缺的技术。
而随着科学技术的进步，对于电机的控制也需要更加的精细，而在电机控制过程中，转速控制无异是非常重要的一个环节，转速也成为了非常重要的一个测量值，目前的对转速的测量也有了专门的仪器，而光电编码器则无异是性能非常好的转速传感器，可以利用该器件将速度的测量与控制进行闭环，实现电机的更加精细的控制。目前许多的控制系统都既需要高速控制，又需要高精度的控制，这就需要将速度传感器应用到系统的设计过程中，正是由于变频器的优良的调速性能，使得在电机的调速中应用非常广泛，尤其是在多段调速系统中，更是非常的方便，所以本设计采用变频器设计了变频器调速的工件定位控制系统。[2]
1.3 论文主要工作
1、本论文的设计部分主要就是完成电机的精确控制，来进而实现工件的精确定位，将关于变频调速的设计背景以及关于三相交流电机的调速的研究情况都进行了分析。
2、本设计将三相异步电机的速度进行精确的控制，进而实现工件的精确定位，然后将本系统的工作流程进行了一定的分析。
3、在本文的硬件设计中，详细的分析了本设计所使用的控制器的相关情况，比如PLC的内部结构，工作原理等情况，并将变频器的详细选型、接线都进行了阐述。
4、本文在软件结构的设计中，将本设计所实现的逻辑功能进行了分析，并将流程图展示出来，更好的阐述本设计的主要思想，最后，将本设计的梯形图程序进行了分析。
参考文献
[1]田雪莲. 基于PLC的全自动防爆电动平车控制系统设计[D].北华航天工业学院,2017.
[2]冯浩,蒋鹏,毛毅.基于STM32的行波超声波电动机定位控制系统研究[J].微特电机,2016,44(04):65-67.
[3]孙伟. 基于PLC并联打磨机器人控制系统设计[D].中国民航大学,2016.
[4]马鹏宇. 基于PLC实现的三相异步电动机精确角度控制系统[D].西南石油大学,2014.
[5]朱春凤. 多工位自动生产线的PLC控制系统设计[D].华北电力大学,2013.
[6]陈龙. 薄壁型钢几何缺陷测量系统研制及试验研究[D].南京理工大学,2013.
