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基于MM440变频器的交流电机调速系统.doc
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基于MM440变频器的交流电机调速系统.doc
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摘要
随着科技的进步,计算机技术、电力电子技术的迅速发展,工业自动化
程度也在时代的进步中得以提高,电机交流变频调速技术成为当今节能、改
善工艺流程以及提高生产质量、推动技术进步的一种主要受段。如今交流变
频调速在工业中凭借着高性能,高效率,高稳定性等优点,逐渐显现出较直流
调速更多的优越性,被公认为最理想最有前途的调速方式。
为了满足工业要求和高效节能的目的,在对交流电机进行转速调节上采
用高功能性 v/f 控制的西门子通用型变频器 MM440,在对电机的启动,调速
和制动的特性上此变频器显现吃独特的优势,并且在实际工业保护中足以满
足工业要求。系统中采用可编程控制器对数据进行采集和根据要求对变频器、
电机等设备进行控制,求共同实现变频调速。
本课题是用可编程序控制器和变频器控制交流电动机工作,由交流电动
机带动流水线工作台运行,其运行转速按一定规律变化,并可在自动运行、
单速运行及调整维护三种状态下进行切换。
关键词: 可编程序控制器, 变频器 MM440, 交流电动机
Abstract
With the progress of science and technology, the rapid development of computer
technology, power electronics technology, industrial automation degree also increased
in the era of progress, the ac motor variable frequency speed regulation technology has
become today's energy saving, improve the technological process and improve the
quality of production and promote technological progress of a main section. The
advantages of high efficiency, high stability, and gradually show more superiority than
dc speed control, is recognized as the most ideal the most promising way of speed
adjustment,with high-performance ac frequency conversion speed regulation in the
industry today.
In order to meet the industrial requirements and the purpose of high efficiency and
energy saving, on which can adjust the speed of ac motor use high functional v/f control
of Siemens universal MM440 frequency converter, the motor start-up, speed and
braking characteristics on the frequency converter have unique advantages, and is
sufficient to meet the industrial requirements in actual industrial protection.
Programmable controller in the system for data acquisition and according to the
requirements of frequency converter, motor woke up equipment such as control, the
pursuit to realize frequency control of motor speed of you together.
Ac motor is controlled by programmable controller and frequency converter in this
topic, assembly line is drived by ac motor, its operation speed changes according to
certain rules, and can switch in three states, automatic operation, single speed operation
and maintain switch.
Keywords: Programmable controller, MM440 frequency converter, Ac motor
目录
摘要 ..................................................................................................................................I
Abstract ..........................................................................................................................II
1 绪论...............................................................................................................................1
1.1 论文的研究目的及意义...........................................................................................1
1.2 国内外现状 ............................................................................................................1
1.3 论文的设计目的 ....................................................................................................2
1.4 论文的研究内容 ....................................................................................................2
2 总体方案的设计...........................................................................................................3
2.1 变频器的选择........................................................................................................3
2.2 可编程序控制器的选择..........................................................................................3
2.3 三相电机的选择 ....................................................................................................4
3 硬件电路.......................................................................................................................5
3.1 变频器的概述........................................................................................................5
3.1.1 变频器的工作原理 ......................................................................................5
3.1.2 变频器的应用 .............................................................................................7
3.1.3 变频器的发展历史 ......................................................................................9
2.1.4 变频器的分类 .............................................................................................9
3.1.5 西门子 MM 440 系列变频器 .......................................................................12
3.1.6 MM440 变频器特点 ..................................................................................13
3.1.7 MM440 变频器的控制端子 ........................................................................15
3.2 可编程序控制器 ..................................................................................................17
3.2.1 可编程控制器基本知识 ...............................................................................17
3.2.2 可编程控制器的特点.................................................................................18
3.2.3 PLC 的工作原理 .......................................................................................19
3.2.4 西门子 S7-200 系列可编程序控制器的概述 ................................................20
3.2.5 西门子 S7-200 系列可编程序控制器的特点 ................................................21
3.3 硬件电路接线图 ..................................................................................................21
4 软件部分.....................................................................................................................23
4.1 控制要求.............................................................................................................23
4.2 地址分配表 .........................................................................................................24
4.3 西门子 MM440 操作面板 .....................................................................................25
4.3.1 操作面板修改设置参数的方法 ...................................................................28
4.3.2 多段固定频率控制参数设置 ......................................................................29
4.4 西门子 PLC 的基本指令........................................................................................30
4.5 PLC 控制程序 .....................................................................................................35
小结................................................................................................................................40
参考文献........................................................................................................................41
致谢................................................................................................................................42
附录 A............................................................................................................................43
1 绪论
1.1 论文的研究目的及意义
矢量控制原理日趋完善,大大小小的交流电机变频调速控制系统大多采
用矢量控制,使交流电机调速达到并超过传统的直流电机调速性能。
MICROMASTER440 是用于控制三相交流电机调速和转矩的变频器。这
种系列的型号多种多样,额定功率范围从 120W 到 200kW(恒定转矩(CT)
控制方式),或者可达 250kW(可变转矩(VT)控制方式),供用户选用。
MM440 变频器具有易于安装,易于调试,牢固的 EMC 设计,可用 IT 电源
供电,对控制信号的响应式快速和可重复的,参数设置的范围很广,电缆连
线简便,具有多个继电器输入与输出,具有多个模拟量输出(0~20mA)等特
点,它还具有过电压/欠电压保护、变频器过热保护、接地故障保护、短路保
护、I
2
t 电动机过热保护、PTC/KTY84 电动机保护 。
MM420、MM430 变频器普通的很,控制方式只有 V/f 控制,它能满足一
般场所对电机调速精度和变频器本身具有的功能的要求,够用就行;而
MM440 变频器和以上相比除了能满足以上要求,它还能满足对调速精度要求
上一个台阶的场所的需求,因为它不仅有 V/f 控制,还有无编码器反馈的矢
量控制、有编码器反馈的矢量控制和转矩控制等方式使其应用的场所更广泛,
本身具有的功能更多。
通过这次设计,我将主要完成电机在自动运行、单速运行、调整维护三
种状态下的工作,到时我会更加熟悉可编程序控制器(PLC)和变频器控制交
流电动机工作,由交流电动机带动流水线工作台运行,其运行转速按一定规
律变化。
1.2 国内外现状
自 1971 年德国西门子公司 F.Blaschke 发明了基于交流电机坐标交换的
交流电机矢量控制(以下简称 VC)原理以来,交流电机矢量控制得到了广泛
地应用。经过 30 年的产品开发和工程实践,矢量控制原理日趋完善,大大小
小的交流电机变频调速控制系统大多采用矢量控制,使交流电机调速达到并
超过传统的直流电机调速性能。
变频器作业在我国已有二十多年的发展历史。2003 年后,几乎所有的国
际知名品牌涌入国内市场,同时内资品牌大量出现,形成了充分的市场竞争
格局,市场化程度高。近几年行业逐步走向成熟,未来几年将进入全面成熟
和行业整合期。随着国家政策的宏观调控,以及各项政策的出台,加上矢量变频
器在节能降耗中的作用极为明显,已经成为节能减排的利器之一。矢量变频器正
在迎来一个发展的黄金时期。2008 年中国矢量变频器的市场规模在 35 亿元左右。
国内产品占 35%左右的市场份额。目前生产厂家在高压变频装置市场中竞争激烈,
价格有所下降。近几年使用越来越普遍。
1.3 论文的设计目的
① 了解变频器的工作原理。
② 利用 PLC 与变频器实现电机调速系统的设计。
1.4 论文的研究内容
MM440 是用于控制三相交流电动机速度和转矩的变频器。本系列有多种型号,
额定功率范围从 120W 到 200kW(恒定转矩(CT)控制方式),或者可达 250kW(可
变转矩(VT)控制方),供用户选用。
这次设计我选用的是可编程序控制器和变频器控制交流电动机工作,由交流
电动机带动流水线工作台运行,其运行转速按一定规律变化,并可在自动运行、
单速运行及调整维护三种状态下进行切换。
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omyligaga
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