基于PLC和组态软件的三相异步电机调速系统设计开题报告

 2023-02-28 23:17:20

1. 研究目的与意义

随着科学技术的创新与发展,现代工业的规模不断发展,以及各种新式控制器件和与时俱进的控制方法在电机调速系统中的应用,使得三相异步电机的控制精度有了不小的提升。为了满足现代的工业规模和环保要求,三相异步电机以其专有的调速优点,在调速性能以及经济性上已经不差于直流调速,并逐渐将其替代。电机的调速现已被广泛的运用到多种机械设备和家用电器中。例如:生活用品、工业生产、汽车、水泵、风机、机床、制冷等等,其功率从小到几瓦,大到上万千瓦,在社会经济各行各业和日常生活中应用极其广泛。说到重点用泵市场,不得不提到我国已经完工的'西气东输'工程,'西气东输'工程中同样需要泵类产品。同时国家还要修建其它的输送天然气管线,在这些工程中也都需要大量的泵类产品,由此可知,电机调速有着广大的市场。

电机分为直流电机和交流电机两大类。直流电机由于其原理相对简单,可以实现平滑而经济地调速,不需要其它设备的配合的特点,在很长一段时间内被广泛应用,当时人们都认为没有其他电机可以代替直流电机。但随着科学技术的创新和发展,各种新式控制器件和与时俱进控制方法在电机调速系统中的应用,使得交流电机的控制精度有了不小的提升。另外由于交流电机具有运行效率高、体积小、质量轻、坚实可靠、环境适应能力强、高速低转矩时运转效率高、低速时有高转矩,以及有宽泛的速度控制范围等优点,过去直流电机占主导地位的调速传动领域已逐渐被交流电机取代。

另一方面,随着世界工业的不断发展,科学技术的不断提高,地球资源和环境保护问题逐渐成为人们所重视的话题。地球资源的不断消耗已成为当前的紧急问题。以现如今的情况来说,我们所使用最多的能源是电能,而电能也是目前最容易浪费的电能,为解决能源问题,必须从电能问题着手。其中最具代表性的就是电机控制。在发达国家有一半以上的电能是用于电机的能量转换,这些电机传动系统中有90%是交流异步电机产生的。而在我国,电机的年耗电量达6000多亿千瓦时,占工业生产的80%以上。并且使用中的还是中小型异步电机,加之设备陈旧,管理、控制技术跟不上,所以造成了很多电能的浪费。因此电机的变频调速越来越受到人们的重视,同时对变频调速驱动系统也提出了高效率、高可靠性、多功能、智能化、小型化、低成本等要求。由此可见,异步电机的变频调速系统的研究具有重要意义。

2. 研究内容与预期目标

主要研究内容:

本文的主要研究内容:将 PLC 技术与三相异步电动机相融合,实现变频调速系统,在该系统的辅助下,可以对三相异步电动机机械能调速、调向控制,逻辑控制器增加了变频效果。

本文的预期目标:设计一个基于PLC控制技术和组态软件相结合的三相异步电机调速系统,通过PLC来控制变频器调整电机转速、转向,并通过组态软件来实现对数据的采集以及过程的控制,并将数据在上位PC机上显示,设计出相关系统并通过软件编程及功能调试

3. 研究方法与步骤

拟采用的研究方法:

本课题研究的主要方法是通过查阅资料,了解相关知识,从而提出自己的设计。

步骤:

(1)查阅设计中涉及的相关参考资料

(2)综合运用相关的专业知识,选定软件的开发环境以及硬件的选择

(3)进行系统硬件电路的初步设计

(4)进行控制程序的设计和组态软件的开发。

(5)进行软件的调试与仿真并记录过程

4. 参考文献

[1]杨庆华 , 何伟康 , 屠晓伟 . 三相异步电机建模与动态协同仿真技术实现 [J]. 自动化仪表 ,2020,41(07):36-40.

[2]潘新军 , 樊继东 . 基于 Maxwell 三相异步电机定子斜槽度的优化设计 [J]. 湖北汽车工业学院学报 ,2020,34(01):64-66.

[3]李瑾 . 三相异步电机的矢量控制系统 [J]. 湖北工程学院学报 ,2018,38(03):85-87.

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5. 工作计划

2022-02-22~2022-03-11

查阅相关技术资料,熟悉项目需求,撰写开题报告。

2022-03-12~2022-04-08

硬件功能分析

2022-04-09~2022-05-06

设计系统

2022-05-07~2022-05-20

系统调试及改进

2022-05-28~2022-06-04

整理毕业设计文档,撰写、修改毕业设计论文。

2022-06-04~2022-06-07

提交毕业论文,准备答辩。

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