基于PLC的生产流水线电气控制系统设计样本.doc

江苏科技大学本 科 毕 业 设 计（论文）学 院 电子信息学院 专 业 电气工程及其自动化 学生姓名 班级学号 指引教师 二零 年六月江苏科技大学本科毕业论文基于PLC生产流水线电气控制系统设计The Design of The Electrical Control System of Production Lines Based on PLC江苏科技大学毕业设计（论文）任务书学院名称：电子信息学院 专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： 学 号： 0 指引教师： 职 称： 毕业设计（论文）题目：基于PLC生产流水线电气控制系统设计一、 毕业设计（论文）内容及规定（涉及原始数据、技术规定、达到指标和应做实验等） 随着科学技术不断发展，生产工艺不断提出新规定，控制技术从手动控制到自动控制，从简朴控制设备到复杂控制系统，从有触点硬接线控制系统到以计算机为中心存储控制系统。可编程序控制器（PLC）浮现给工业控制系统带来重大变革。 依照所学PLC设计知识和办法、配合变频器、步进电机等设备实现了生产线上工作台正向运营、反向运营以及多段速运营。这一控制系统实现和应用，充分体现了PLC系统在工业现场应用，亦使其应用范畴更加广泛。 采用西门子S7系列PLC与变频器而设计生产流水线控制系统方案。二、完毕后应交作业（涉及各种阐明书、图纸等）1. 毕业设计论文一份（不少于1.5万字）；2. 外文译文一篇（不少于5000英文单词）；3. 数据光盘一张。三、完毕日期及进度3月13日至6月19日，共12周。进度安排：1. 3.13-3.20，查阅资料、调研，完毕开题报告；2. 3.21-3.28，理解题目规定拟定设计方案；3. 3.29-4.15，初步完毕软硬件电路设计；4. 4.16-5.10，完毕硬件电路设计及调试；5. 5.11-6.10，完善系统调试、交论文；6. 6.11-6.19，准备毕业设计答辩；7. 6.19， 毕业答辩；四、重要参照资料（涉及书刊名称、出版年月等）:1 邹继斌,无位置传感器无刷直流电机驱动电路研究J,微电机，1999，32 (2)：1612 王永. “反电势法”无刷直流电机控制系统研究. 东南大学研究生论文，：1-30 3 Kuang-Yao Cheng,Ying-Tsan Lin,Ying-Yu Tzou,Design of a Sensorless Commutation IC for BLDC Motors,IEEE Transactions on Power Electronics， ,15 (4)：7447524 Jianbo Gao,Binggang Gao,Wenzhi Chen,Neural Network Control of Electric Vehicle Based on Position-Sensorless Brushless DC Motor，,December:15-18 5 Kuang-Yao Cheng,Chen-Yu Wang,Ying-Yu Tzou.ASIC Implementation of a Programmable Servo Control IC with Digital Phase-Locked Loop.IEEE 33rd Annual Power Electronics Specialists Conference，PESC02，Cairns，Australia,：558-563 6 张立科,VHDL 应用开发技术与工程实践 ,人民邮电出版社，7 陈伯时,电力拖动自动控制系统,机械工业出版社，：66-908 叶金虎. 无刷直流电动机设计()J. 微特电机，,(01)9 辛小南，贺莉. 无刷直流电动机控制系统仿真J. 微特电机，,(02) 系(教研室)主任： （签章） 年 月 日 学院主管领导： （签章） 年 月 日摘 要生产流水线是在一定线路上持续输送货品搬运机械，又称输送线或者输送机。可编程逻辑控制器（PLC），一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境应用而设计，被誉为当代工业自动化重要支柱之一。随着科学技术发展，以PLC作为基本控制单元电气控制系统在当代化自动生产流水线及管理中优越性越来越明显。本课题重要是研究运用西门子S7-200 PLC配合西门子MICROMASTER VECTOR变频器、电机等设备实现生产流水线某一某些控制电机正向、反向以及多段调速运营，使其具备启停、调试、单选等功能。PLC使用以便、编程简朴、现场调试容易、环境规定低、抗干扰能力和可靠性能力强，结合以上特点，本课题采用软件与硬件相结合办法，采用相对优越设计思路，探求PLC、变频器、电机之间控制关系，通过仿真实现以及硬件调实验证了可靠性。核心词：PLC；变频器；多段调速；自动化；流水线AbstractThe production line is，in a certain line continuously transporting goods and handling machinery，also known as the conveying line or conveyor. Programmable logic controller (PLC)，a digital electronic computers operating system，designed for applications in industrial environments ，known as one of the main pillars of contemporary industrial automation. With the development of science and technology，as the basic control unit to the PLC electrical control system in modern production lines and management superiority is increasingly evident. The main subject of study with Siemens S7-200 PLC，the Siemens MICROMASTER VECTOR drive，motor and other equipment to achieve a certain part of the production line control motor forward，reverse，and multi-speed run，it has to start and stop,debugging，radio and other functions. PLC easy to use，simple to program，easy on-site commissioning，low environmental requirements，and strong anti-interference ability and reliability capabilities，combined with the above characteristics，the subject using a combination of software and hardware，the use of relatively superior design ideas，and explore the control relationship between PLC，frequency conversion and motor. It has been verified the reliability through simulation and hardware debug.Keywords：PLC；converter；multi-stage speed；automation；pipeline目 录第一章 绪论11.1 研究背景11.2 研究目及意义11.3 本文重要内容2第二章 生产流水线电气控制系统设计32.1 生产流水线简介32.2 设计目的42.3 设计思路及实现4第三章 控制系统硬件设计63.1 西门子S7-200 PLC63.1.1 PLC构成及工作原理63.1.2 S7-200 PLC简介93.1.3 I/O地址分派103.1.4 S7-200 PLC接线图113.2 西门子MICROMASTER VECTOR变频器123.2.1 变频器工作原理123.2.2 变频调速123.2.3 MMV变频器简介133.2.4 参数设立143.2.5 多段速控制143.2.6 变频器接线图15第四章 控制系统软件设计174.1 PLC编程174.2 编程软件简介184.3 顺序控制继电器（SCR）指令194.4 程序设计204.5 仿真成果264.6 结论32结语33道谢34参照文献35第一章 绪论1.1 研究背景在可编程逻辑控制器（PLC）问世之前，继电器在工业控制领域中占主导地位，继电器控制系统有体积大、功耗多、可靠性差等十分明显缺陷，特别当生产工艺发生变化时，就必要重新设计与安装，会导致时间和资金严重挥霍。为了变化这种现状，1969年美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上第一台PLC。通过40近年发展，可编程逻辑控制器在美国、德国等工业发达国家已成为重要产业之一，生产厂家不断涌现，品牌不断翻新产值产量大幅度上升而价格则不断下降。当前，PLC在机械制造、石油化工、轻工业等领域应用得到了长足发展。近年来国内在PLC方面研制、生产和应用发展不久，在应用方面作用尤为突出。20世纪70年代末80年代初，随着国外成套设备、专用设备引进，国内引进了不少国外PLC。此后，在老式设备改造以及新设备设计中，PLC应用逐年增多，并且获得了明显经济效益。当前，PLC在国内应用越来越广泛，其在国内工业自动化领域优势及作用越来越明显1。21世纪，PLC将会有更大发展。计算机技术新成果必将更多地应用于可编程逻辑控制器设计和制造上，PLC也会有运算速度更快、储存容量更大、更智能型号和品种浮现，品种会更丰富、规模会更齐全。1.2 研究目及意义随着科学技术发展，PLC技术在许多领域得到了广泛应用，特别是在当代工业系统控制方面，PLC功能强、可靠性高、编程简朴、使用以便、体积小巧，被誉为当代工业自动化重要支柱之一。随着当今社会越来越快发展步伐，生产流水线控制系统将需要实现更多更加稳定功能，以PC机作为上位机、以PLC作为基本控制单元集控制和管理于一身控制系统在当代化生产流水线及管理中越来越显示出优越性，PLC易学易懂、控制简朴，可以提高自动化生产流水线生产效率。PLC用存储逻辑代替了接线逻辑，这使得控制设备外部接线大大减少，也使得控制系统设计周期大大缩短，使同一设备通过变化程序从而变化生产过程成为也许，这也很适合小批量、多品种生产领域。由于PLC，流水线自动化限度更高、生产效率更高。因而基于PLC生产流水线电气控制系统研究具备非常实用意义，该研究一定会有很大发展和应用空间。此课题研究目是在掌握一定PLC知识基本上，培养掌握知识、运用知识解决问题能力，培养一定工程意识和创新意识，学会和熟悉一定工程设计办法，为进一步学习和能力培养奠定基本。1.3 本文重要内容本文重要对生产流水线、PLC、变频器进行了有关简介，对西门子S7-200 PLC和MICROMASTER VECTOR（MMV）变频器构成控制系统做了详细阐述。通过对设计目的、设计思路分析，采用了硬件与软件相结合并配合仿真办法，运用PLC、变频器以及电机之间控制关系，研究设计了生产流水线某一控制电机电气控制系统，其中硬件设计某些有PLC I/O地址分派、S7-200接线图、变频器多段速控制及参数设立、变频器接线图等；软件设计某些有SCR指令应用、程序设计编写、仿真成果等。该控制系统具备启停、调试、单选等基本功能，电机带动生产流水线某一某些工作台能实现正转、反转以及多段速运营。通过仿真验证了该系统实际性与可靠性。第二章 生产流水线电气控制系统设计2.1 生产流水线简介生产流水线是在一定线路上持续输送货品搬运机械，又称输送线或者输送机。生产流水线大体可以分为如下七类：皮带流水线、板链线、网带线、倍数链线、插件线、滚筒流水线及悬挂线。惯用有：（1）板链式装配流水线特点：其承载产品可以比较重，由于和生产线同步运营，因此可以实现产品爬坡；由于是以链板面作为承载，因此生产节拍不是不久，可以实现产品平稳输送。（2）滚筒式流水线特点：其可以承载类型广泛产品，所受限制少；和阻挡器配合使用，从而可以实现产品持续、积放以及节拍运营功能；采用了顶升平移装置，能实现产品离线检测以及返修但不影响整个流水线运营。（3）皮带式流水线特点：其能承载产品比较轻，但是在形状方面限制少；由于和生产线同步运营，因此可以实现产品爬坡转向；其以皮带作为输送载体，可以实现产品平稳输送并且噪音小；此外还可实现轻型物料或着较长距离产品输送。（4）差速输送流水线特点：采用倍速链牵引，工装板可自由传送，采用阻挡器定位使工件自由运动或停止，工件在两端可自动顶升，横移过渡，还可设旋转、检测设备、机械手等。流水线是加工量到了一定数量后必然选取，其输送能力大，运距长，可以减少工件搬运，提高加工效率，有助于提高产品质量，减少加工费用，因此应用十分广泛。 3 2号电机 3 3号电机 3 1号电机 图2-1 某毕生产流水线简易示意图参照图2-1，当流水线需要启动时，3个电动机启动顺序为：3号、2号、1号；当流水线需要停止时，3个电动机停止顺序为：1号、2号、3号。电机启停由电气控制系统进行控制。2.2 设计目的生产流水线工作台由电机带动，本课题电气控制系统设计针对生产流水线当中某一电机，最后需要实现电机正向、反向以及多段速运营，使其具备启停、调试、单选等功能。电机多段速运营状况如下图所示。图2-2 电机多段速运营示意图详细目的如下：电机启动，当电机自动运营时将分五档速度持续运转，正转一档速度（300r/min）、正转二档速度（900r/min）、正转三档速度（1500r/min），反转四档速度（600r/min）、反转五档速度（1500r/min）；当电机进行调试时以一档速度（300r/min）运营，可实现正反转调试；此外，在单选状态下，电机可以以任意一级速度恒速正转运营；需要时电机可以随时停止。2.3 设计思路及实现依照公式 f = n P /60可知，对于一台电机，转速n与频率f成一一相应关系，故可以运用变频器控制频率变化从而来实现电机多段速运营2。另一方面，通过对变频器工作原理理解可知，控制变频器开关量输入可以实现各种固定频率输出。因此，合理运用PLC，其输出信号作为变频器开关量输入控制信号，变频器控制电机运营于多档转速即可构成PLC配合变频器电气控制系统，通过软件与硬件结合，即可达到设计目的。通过对设计目的分析，结合PLC输入开关元件，该生产流水线某一某些控制电机电气控制系统实现内容如下：按下SB1，电动机启动；按下SB12，电动机自动多段速持续运营，工作台运营；按下SB2，电动机停止，工作台停止运营；按下SB4，电动机正转；按下SB5，电动机反转；按下SB3，调试，电动机以一档转速运营；按下SB6，单选，电动机以任意一级速度恒速运营；按下SB7，电动机以一速运营；按下SB8，电动机以二速运营；按下SB9，电动机以三速运营；按下SB10，电动机以四速运营；按下SB11，电动机以五速运营。依照以上分析，生产流水线中某一某些由PLC和变频器构成控制系统示意图如下：图2-3 PLC和变频器构成控制系统示意图第三章 控制系统硬件设计3.1 西门子S7-200 PLC3.1.1 PLC构成及工作原理可编程逻辑控制器（PLC）重要由中央解决单元、存储器、输入输出模块、电源和外部设备等几某些构成3。（1）中央解决单元（CPU）与通用计算机中CPU同样，PLC中CPU是PLC整个系统核心。 其重要由运算器、控制器、寄存器以及地址总线、数据总线、控制总线构成，尚有外围芯片、接口及关于电路。CPU决定了整个系统控制规模、工作速度、内存容量等。PLC中所配备CPU 随机型不同而不同，普通有三大类：一类为通用微解决器，如8086、80286等；一类为单片微解决器，如8051、8096等；尚有一类是位解决器，如AMD2900、AMD2903等。普通状况下，PLC档次越高，CPU位数越多，储存容量也越大。有时，为了提高PLC控制性能，系统采用各种PLC，其智能模块由单独CPU进行控制。CPU中控制器控制PLC工作，它读取指令、解释指令、执行指令；运算器用于算术或逻辑运算，由控制器指挥工作；寄存器重要储存运算中间成果，也是由控制器指挥工作。PLC中CPU按系统程序赋予功能，指挥PLC进行工作，重要有：接受从编程器输入顾客程序以及数据。对PLC内部电路工作故障、电源以及编程存在语法错误等问题进行诊断。通过输入接口来接受现场状态或数据，并且将其存入到数据寄存器或输入映像寄存器中。从存储器中逐条一一读取顾客程序，解释然后执行。依照执行成果，更新标志位状态以及输出映象寄存器中内容，通过输出单元来实现输出控制。（2）存储器存储器重要用于存储程序以及数据，是PLC不可缺少构成单元。PLC中存储器普通涉及系统程序储存器和顾客程序储存器两某些。系统程序储存器存储系统监控程序，普通状况下采用只读存储器（ROM），其具备掉电不丢失信息特性；顾客程序存储器用于存储依照工艺规定或控制功能而设计控制程序，在初期普通采用随机读写存储器（RAM），其需要后备电池用来在掉电后保存程序。当前倾向于采用电可擦除只读存储器（EEPROM）或闪存，从而免除了后备电池麻烦。普通而言，多数PLC可以扩展存储器容量。系统程序是PLC 制造厂家编写，和PLC硬件构成关于，其完毕系统诊断、解释命令、调用管理功能子程序、逻辑运算及参数设定等各种功能，提供PLC运营平台。系统程序关系到PLC性能，在PLC使用过程中不会变动，是由制造厂家直接固化在只读存储器中，顾客不能访问和修改。顾客程序是随PLC控制对象而定，是由顾客依照对象生产工艺控制规定而编制应用程序。为以便读出、检查和修改，顾客程序普通存于静态RAM中。为防止干扰对RAM中程序破坏，当顾客程序运营正常并且不需要变化时可将其固化在只读存储器中。当前许多PLC直接采用EEPROM作为顾客存储器。在PLC运营过程中经常变化以及存取某些数据叫做工作数据，其存储在RAM中以适应随机存取规定。在PLC工作数据存储器中，有存储输入输出继电器、定期器、辅助继电器等逻辑器件存储区，顾客程序初始设立和运营状况决定了这些器件状态。由于系统程序以及工作数据与顾客没有直接联系，因此在PLC 产品样本或者使用手册中列出存储器形式及容量都是指顾客程序存储器。当PLC顾客存储器容量不够用时，许多PLC还提供存储器扩展功能。（3）输入/输出模块输入模块和输出模块普通也称为I/O模块或I/O单元，是PLC与生产现场之间连接部件。起着PLC与外部设备之间传递信息作用。 PLC提供了具备各种工作电平、驱动能力和连接形式I/O模块可供顾客选用，如电气隔离、串/并行变换、电平转换、开关量输入/输出、数/模转换、模/数转换及其她功能模块等。PLC通过输入模块可以检测被控对象数据，以这些数据作为PLC进行控制根据，同步，PLC又通过输出模块将解决成果送给被控对象从而实现控制目。由于外部输入和输出设备所需要信号电平是多样，而PLC内部CPU解决信号只能是原则电平，因此要通过I/O模块实现这种转换。I/O模块普通均有光电隔离和滤波功能来提高抗干扰能力。此外，I/O模块上普通有状态显示，便于维护。I/O模块分为开关量输入、开关量输出、模仿量输入和模仿量输出等模块。I/O模块上普通尚有I/O接线端子排和状态显示，便于用来链接和监视。开关量模块按电压分有220V AC、110V AC、24V DC等规格；按照隔离方式分有晶闸管输出、继电器输出、晶体管输出等类型。模仿量模块按照信号类型分有电流型、电压型等规格；按照精度分有12位、14位等规格。（4）电源PLC中不同电路单元需要不同工作电源，在整个PLC系统中电源起着十分重要作用。PLC普通都配有开关式稳压电源，用来给PLC内部电路以及各模块集成电路提供工作电源。有些机型还向外提供24V直流电源，用于给外部输入信号或传感器供电，减少了外部连线，为顾客提供了以便。在有些PLC中把CPU与电源合二为一，而有些是分开。在输出类型上，有110V或者220V交流输入，尚有24V直流输入。（5）外部模块编程设备。常用有简易手持编程器、基于PC编程软件、智能图形编程器等。编程设备用于输入和编辑顾客程序，设定某些系统参数、监控PLC及其控制系统状态。编程设备是PLC在应用系统设计与调试、监控运营、检查维护中不可或缺部件，但其不直接地参加现场控制。其她外设。除了编程设备外，PLC尚有用来记录程序和信息盒式磁带机、用来打印程序和报表打印机、用来显示或监视系统中有关某些运营状态图形监控器等外部设备。当PLC处在停止工作模式时，PLC只进行内部解决和通信服务等内容。在运营模式下，PLC通过重复执行反映控制规定顾客程序来实现控制功能，为了使PLC输出及时地响应随时也许变化输入信号，顾客程序不是只执行一次，而是不断地重复执行，直至PLC停机或切换到STOP工作模式。PLC这种周而复始工作方式称为循环扫描工作方式。当PLC投入运营后，它工作过程普通分为三个阶段，也就是输入采样、顾客程序执行和输出刷新三个阶段4。完毕这三个阶段称作一种扫描周期。在整个运营期间，PLCCPU以一定扫描速度重复执行上述三个阶段。（1）输入采样阶段在此阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中相应单元内。采样结束后转入顾客程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，虽然输入状态和数据发生变化，I/O映象区中相应单元状态和数据也不会变化。 （2）顾客程序执行阶段在此阶段，PLC总是按由上而下顺序依次扫描梯形图。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边由各触点构成控制线路，并按先左后右、先上后下顺序对由触点构成控制线路进行逻辑运算，然后依照逻辑运算成果，刷新系统RAM存储区中该逻辑线圈相应位状态，或者刷新I/O映象区中该输出线圈相应位状态，或者拟定与否要执行该梯形图所规定特殊功能指令。在顾客程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内数据和状态不会发生变化，而输出点和软设备在系统RAM存储区或者I/O映象区内状态和数据都也许发生变化，并且排在上面梯形图，其程序执行成果会对排在下面梯形图起作用，相反，排在下面梯形图，其被刷新状态或数据只能到下一种扫描周期才干对排在其上面程序起作用。 （3）输出刷新阶段在扫描顾客程序结束后来，PLC就会进入输出刷新阶段。在此阶段，CPU按照I/O映象区内相应数据和状态刷新所有输出锁存电路，再经输出电路驱动相应外部设备。这时才是PLC真正输出。3.1.2 S7-200 PLC简介西门子S7系列PLC体积小、速度快、原则化，具备网络通信能力，功能强，可靠性高5。其中，S7-200系列是整体式，CPU模块、I/O模块和电源模块都在一种模块内，称为CPU模块。同一机架上模块之间是通过模块正上方数据接头连接。它编程语言有三种，即语句表（STL）、梯形图（LAD）、功能块图（FBD）。S7-200 PLC发展至今，大体经历了两代：第一代产品，其CPU模块为CPU 21X，主机都可进行扩展，它具备四种不同配备CPU单元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216。第二代产品，其CPU模块为CPU 22X，主机都可进行扩展，具备五种不同配备CPU单元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226和CPU226XM，除CPU 221之外，其他都可加扩展模块，是当前小型PLC主流产品。西门子S7-200 PLC在实时模式速度快，有较高生产力，可以与其她控制器结合使用。S7-200硬件系统由基本单元（CPU）、扩展单元、特殊功能模块、有关设备构成。S7-200 PLC具备如下特点：（1）集成24V电源。可直接连接到传感器，其中，CPU224输出280mA，可用作负载电源。（2）通信口。其中，CPU221、CPU222以及CPU224具备1个RS-485通信口，CPU226具备2个RS-485通信口，S7-200支持PPI、MPI通信合同，有自由口通信能力。（3）高速脉冲输出。S7-200具备两路高速脉冲输出端，频率达20KHZ，可用于控制步进电机或者伺服电机。（4）中断输入容许以极迅速度对过程信号上升沿做出响应。（5）电池模块。顾客数据可通过内部超级电容存储大概5天。选用电池模块能延长存储时间到200天。电池模块插在存储器模块卡槽中。（6）数字量输入/输出点。CPU221具备6输入/4输出；CPU222具备8输入/6输出；CPU224具备14输入/10输出；CPU226具备24输入/16输出。（7）高速计数器。具备几种高速计数器，用于捕获比CPU扫描频率更高脉冲信号。S7-200 PLC应用领域从更换继电器和接触器始终扩展到单机、网络以及分布式配备更复杂自动化领域。S7-200 PLC具备构造紧凑小巧、大容量程序和数据存储、实时响应快、操作顺序和过程控制迅速和精准、易于配合STEP7-Micro/WIN32工程软件使用等长处。3.1.3 I/O地址分派本次课题中使用S7-200 PLC CPU 224XP CN，其具备14个输入点和10个输出点。结合此设计需要满足功能规定以及开关元件，考虑PLC与变频器之间输入输出控制关系，S7-200 I/O地址可按如下分派：表3-1 I/O地址分派表输入输出功能元件地址功能地址启动SB1I0.1DIN3Q0.1停止SB2I0.2DIN4Q0.2调试SB3I0.3DIN5Q0.3正转SB4I0.4DIN1Q0.4反转SB5I0.5DIN2Q0.5单选SB6I0.6一速SB7I0.7二速SB8I1.3三速SB9I1.4四速SB10I1.0五速SB11I1.1自动SB12I1.23.1.4 S7-200 PLC接线图图3-1为S7-200PLC（CPU 224XP CN）DC电源/DC输入/DC输出端子接线图，DC输入端由1M、I0.0I0.7构成第一组和由2M、I1.0I1.5构成第二组构成，1M和2M分别为各组公共端，DC 24V负极接公共端1M或者2M，输入开关一端接DC 24V正极，输入开关另一端接CPU 224XP CN各输入端；DC输出端由1M、1L+、Q0.0Q0.4构成第一组和由2M、2L+、Q0.5Q1.1构成第二组构成，1M和2M分别为各组公共端，DC 24V负极接1M、2M端，正极接1L+、2L+端，Q0.1Q0.4输出一端接CPU 224XP CN各输出端，另一端分别与变频器端7、端8、端16、端5连接。图3-1 S7-200 PLC接线图3.2 西门子MICROMASTER VECTOR变频器3.2.1 变频器工作原理变频技术诞生背景是交流电机无级调速广泛需求。老式直流调速技术因体积大故障率高而应用受限。变频器是通过整流、斩波、逆变等基本过程以及对电力半导体器件（如IGBT等）PWM控制等，将电压和频率固定不变工频交流电电源变换为电压或频率可变交流电电源，最后实现对电机调速运营 6。变频器构成单元有整流单元、滤波单元、逆变单元、制动单元、驱动单元、检测单元、微解决单元等。变频器靠内部IGBT开断来调节输出电源电压和频率，依照电机实际需要来提供其所需电源电压，从而达到节能以及调速目，此外，变频器尚有诸多保护功能，例如过流保护、过压保护、过载保护等等。变频器具备调速范畴宽、调速精度高、动态响应快、运营速率高、控制灵活、安装调试操作以便且易于同其她设备连接等一系列长处，随着社会不断进步与发展以及工业自动化限度不断提高，变频器得到了非常广泛应用。变频器主电路是给异步电动机提供调压调频电源电力变换某些，主电路大体上可以分为两类：电压型和电流型。电压型是将电压源直流转换为交流变频器，其直流回路滤波是电容。电流型是将电流源直流转换为交流变频器，其直流回路滤波是电感。 变频器主电路构成有三某些，分别是整流器、平波回路和逆变器。整流器作用是将工频电源转换为直流功率，即将工作频率固定交流电转换为直流电；平波回路作用是吸取在变流器和逆变器产生电压脉动；逆变器，由大功率开关晶体管阵列构成电子开关，其作用是将直流功率转换为交流功率，即将直流电转化成不同频率、宽度、幅度方波。此外，给主电路提供控制信号回路叫做控制电路，它是由频率、电压运算电路，主电路电压、电流检测电路，电动机速度检测电路，放大运算电路控制信号驱动电路，以及逆变器和电动机保护电路构成。3.2.2 变频调速变频调速是变化电动机定子电源频率，从而来变化其同步转速n调速办法7。提供变频电源变频器是变频调速系统重要设备，变频器可提成交直交变频器和交交变频器两大类，当前国内国内大都使用是交直交变频器8。它特点如下：(1) 效率高，在调速过程中没有附加损耗。(2) 应用范畴广泛，可运用于笼型异步电动机。(3) 调速范畴大，特性硬，精度高。(4) 技术复杂，造价高，维护检修困难。(5) 变频调速合用于对精度以及调速性能规定较高场合。变频调速技术在国民经济和寻常生活中有着很重要地位：(1) 应用面广，是工业公司和寻常生活中普遍需要新技术。(2) 是节约能源高新技术。(3) 是国际上技术更新换代最快领域。(4) 是高科技领域综合性技术。(5) 是代替进口、节约投资最大领域之一。变频调速以变频器向交流电动机供电，从而构成开环或闭环系统。变频器是把固定电压、固定频率交流电转换成可调电压、可调频率交流电变换器，是异步电动机变频调速控制装置9。3.2.3 MMV变频器简介MICROMASTER VECTOR (MMV)是具备免测速机矢量控制功能通用型变频器,用于控制三相电机转速。免测速机矢量控制可以计算出所需输出电流及频率变化量以维持所盼望电机转速,而不受负载条件变化影响。MMV变频器具备如下特点：(1) 安装、设定、调试简便。(2) 矢量控制起动转矩高并且速度精度高。(3) 单相输入MMV12-MMV300可提供内装RFI滤波器选件。(4) 迅速电流限幅可以运用于无跳闸应用。(5) 0C到50C温度范畴。(6) 内部自带PID控制功能，可以完毕闭环过程控制，为用于反馈传感器提供15V、50mA供电。(7) 可通过RS-485串口实现远程控制,此外使用USS通讯方式最多可以控制31台变频器。(8) 输出频率(即电机转速)可由如下办法控制： 前面板频率给定 外部电位计控制电机转速 高辨别率模仿量给定值(电压或电流输入） 8个固定频率设定。 电动电位计功能 串行接口 3.2.4 参数设立变频器可以通过前面板上薄膜型按键变化和设定参数，以调节出所需要变频器特性，例如最大和最小频率等。被选定参数号和设定参数值通过四位LED显示屏显示出来。值得注意是，如果间断性地按键，数值将一步一步地变化，如果长时间地按住键，数值将迅速地变化10。参数能否读取，取决于P009设定。按照生产流水线电气控制系统设计规定，参数设立如下：表3-2 MMV变频器参数设立参数功能参数设立阐明/注释P001显示选取00=输出频率（HZ）P006频率设定方式选取22=固定频率P007面板操作控制00=运营P009参数保护设定33=所有参数可被读写P041固定频率（HZ）10P042固定频率（HZ）30P043固定频率（HZ）50P049固定频率（HZ）20P048固定频率（HZ）50P051选取控制功能11=运营，向右转P052选取控制功能22=运营，向左转P053选取控制功能1717=二进制固定频率控制P054选取控制功能1717=二进制固定频率控制P055选取控制功能1717=二进制固定频率控制3.2.5 多段速控制变频器多段速是通过功能端子控制，这些功能端子按照二进制规律组合接通时，变频器输出各固定频率11。MMV变频器最多可以通过3个端子组合闭合控制生成8种固定频率，依照f = n P /60可知，从而得到8段速。表3-3中“1”表达该端子控制闭合；“0”表达该端子控制断开。由段速表可见，DIN3、DIN4、DIN5功能端子按照表中相应关系进行闭合时，得到8种固定频率。表3-3 二进制编码固定频率表DIN3（P053）DIN4（P054）DIN5（P055）F