论文基于触摸屏的提升机变频多级调速系统设计是关于本文可作为提升机方面的大学硕士与本科毕业论文提升机论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
摘 要：论文详细介绍了基于西门子S7系列PLC和触摸屏的提升机变频多级调速系统的硬件结构和软件设计.该系统采用外部开关按钮控制与触摸屏控制两种控制方式,系统运行的可靠性得到了显著提高.运行情况也表明该系统运行安全可靠,稳定性较高,且采用触摸屏控制使人机交互更加方便.
关键词：西门子可编程控制器；变频器；触摸屏；多级调速
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）03-0245-02
Abstract：The design of hardware and software of variable frequency multistage speed regulation system of hoist Based on SIEMENS S7 series plc and touch screen are introduced. The variable frequency multistage speed regulation system is controlled by external switch button and touch screen so that the reliability of system operation has been significantly improved.The operation results proves that the variable frequency multistage speed regulation system is safe and reliable,also the stability is higher,and that controlled by touch screen make the human-computer interaction more convenient.
Key words：SIEMENS PLC； frequency tranormer； touch screen； multi-stage speed regulation
可编程控制器可以控制工业现场的各类设备并能方便地完成各类控制要求,它是标准工业控制器的一种[1-2].西门子PLC在自动化控制领域中占据着主导地位,由于它体积小、运行速度快、易于通讯、性能优越等特点[3-4].采用触摸屏控制可以有效地降低系统外部接线的复杂程度,并且使PLC外部I/O点数的使用减少,同时系统运行维护的便利性也会提高[5-7] .三相交流电动机的转矩和速度是变频器来控制的,它能实现多级调速.采用PLC和触摸屏来控制变频器以实现电机多级变速,其运行结果证实,系统运行安全可靠、稳定性较高.
1 电机控制要求
1.1 电机拖动重物过程,重物相对地面的位移与时间的关系
在电机拖动重物移动过程中,人为的安装有4个光电限位开关.则位移-时间关系图形如图1所示：
从图1中可知,重物初始位置接近在地面,从0至t3时刻为电机正转,重物上升, t3至t4时刻为电机停转,重物保持静止状态,t4至t7时刻为电机反转,重物下降.
1.2 电机拖动重物运动过程简述
1） 当按下触摸屏上的上行按钮或外部上行按钮（SB1）,PLC控制变频器使其输出频率为15Hz,变频器控制三相异步电机启动,重物就会被提升,重物上升至限位开关2（x1）处时变频器输出频率增加至30Hz.
2） 重物继续上升到达限位开关3（x2）处时,变频器输出频率又变为15Hz,此时电机依旧向上提升重物,直至重物到达限位开关4（x3）时,变频器输出频率0Hz,电机停止转动,并保持5s.
3） 5s后变频器输出电源改变其相序,并且输出频率也由0Hz变为15Hz,此时电机反转,重物下行,下降过程中经过限位开关3（x2）时,变频器又将输出频率增至30Hz控制电机,使重物继续下行.
4） 重物一直下行直至限位开关2（x1）处时,变频器再次改变频率为15Hz控制电机反转向下释放重物.待重物下降至限位开关1（位移接近为0）时,变频器输出频率0Hz,电机停止转动.
5） 系统重复以上步骤.
2 控制系统的硬件设计
2.1 多级调速系统的硬件结构
控制系统的硬件结构主要由开关电源、交流电源、触摸屏、PC机、PLC、变频器、电动机和通信接口电路构成.多级调速系统硬件结构图如图2所示：
2.1.1 电源模块
该系统的交流电源有三路,一路为三相交流380V为变频器供电,另一路为单相交流220V输入开关电源,最后一路为单相交流220V给PLC供电.另外,开关电源可以把输入的单相交流220V电源转变成直流24V电源并将其输出为触摸屏供电,使其正常工作.
2.1.2 可编程控制器
整个控制系统的核心是可编程控制器,这里选用西门子S7系列的PLC,它是外部按钮开关指令和触摸屏指令的执行中枢,同时它也是变频器指令的觸发元件.它在自动化控制领域中占据着主导地位,因为它具有体积小、运行速度快、通讯能力强、性价比高、性能优越等优点.
2.1.3 变频器
变频器主要由整流、滤波、逆变、驱动单元、微处理单元、检测单元等组成.通过开断内部的IGBT来控制变频器输出的电源电压和频率,变频器所提供的电源电压是由电机的实际需求而定,从而达到对交流三相异步电机调速目的.
2.1.4 通信模块
上位机（PC）经过通信电缆与PLC进行通信连接,而与触摸屏进行通信连接则是通过通信线,在上位机上完成对程序的编制调试后直接通过通信线下载到触摸屏程序存储器中,同时通过通信电缆将已完善的程序下载到PLC的程序存储器中,而PLC与触摸屏之间也是由通信电缆来进行通信,触摸屏上的按键指令和外部开关按钮指令均加载到控制程序里以执行相应的操作,从而实现双重控制,互为冗余.PLC模拟量输出端接到变频器的输入端用以控制变频器的频率输出,最终对三相异步电机进行变频多级调速.
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参考文献：
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