PLC和变频器控制交流调速控制系统

本文ID：120065

论文字数:25734

论文编号:ZD1744 论文字数:25734

摘要

随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流调速取代直流调速已成为现代电气传动的主要发展方向。通用变频器以及可编程控制器以其优越的调速和其保停性能、高效率、高功率因数和显著的节电效果而广泛应用于大、中型交流电机等，被公认为最有发展前途的调速控制。本课题就是针对交流电机的发展方向而设计的基于PLC和变频器对交流电机调速控制系统。

本文首先介绍了交流调速系统的发展概况、使用领域，以及交流调速系统的国内外研究现状。由于PROFIBUS是一种不依赖生产厂家的开放式现场总线标准，不同厂商所生产的设备不需对其接口进行特别调整就可通信，目前它已广泛应用于加工制造、过程和建筑自动化，并且被认为是当今运行最快的现场总线。所以本文针对PROFIBUS总线的工作原理和特点，探讨了通用变频器MM系列变频器在调速系统中的应用情况，并分析了PROFIBUS-DP网络的拓扑结构，系统中主站和从站的建立，变频器GSD文件的导入，MPI网络设置，PLC对变频器控制的程序设计，最后给出了总线系统中控制字（PQW）和状态字（PIW）的数据格式。从而最终达到通过PLC和变频器对交流电机调速的目的。

关键词:通用变频器；可编程控制器；PROFIBUS现场总线；交流电动机

第1章绪论1

1.1 本论文目的和意义1

1.2 PLC和变频器控制交流电机的调速的发展与现状1

1.3 现场总线2

1.3.1 现场总线简介2

1.3.2 现场总线的主要优点2

1.3.3 PROFIBUS的基本特性3

1.3.4 现场总线的前景与发展3

1.4 本论文的内容安排4

第2章 PROFIBUS的通讯原理6

2.1 协议及通讯方式6

2.1.1 协议结构6

2.1.2 通讯方式8

2.1.3 FDL帧的结构11

2.2 传输技术13

2.2.1 RS485传输技术13

2.2.2 IEC1158-2传输技术14

2.2.3 光纤传输技术14

2.2.4 S7-400、S7-300的数据交换14

2..3 本章小结：15

第3章硬件设计方案16

3.1 工业以太网简介16

3.1.1 工业以太网的概念16

3.2 系统拓扑结构图17

3.2.1 工业总线的网络结构17

3.2.2 PROFIBUS总线结构图17

3.3 系统配置18

3.3.1 PROFIBUS-DP现场总线的设备19

3.3.2 从站20

3.3.3 可编程控制器21

3.3.4 变频器22

3.4 本章小结：23

第4章软件的设计26

4.1 设备数据库文件(GSD)的介绍26

4.2 STEP软件简介26

4.3 PLC程序设计29

4.3.1 编程原则29

4.3.2 PLC和存储点的地址分配30

4.4 MPI网络设置30

4.5 人机界面的特点及选择34

4.6 部分程序及说明35

4.7 本章小结43

结论47

致谢48

参考文献49

附录50