人员的喜欢，因此已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。目前在控制领域中，虽然逐步采用了电子计算机这个先进技术工具，特别是石油化工企业普遍采用了分散控制系统。但就其控制策略而言，占统治地位的仍旧是常规的控制。结构简朴稳定性好工作可靠使用中不必弄清系统的数学模型。的使用已经有多年了，有人称赞它是控制领域的常青树。变频调速已被公认为是最理想最有发展前景的调速方式之，采用变频器构成变频调速传动系统的主要目的，是为了满足提高劳动生产率改善产品质量提高设备自动化程度提高生活质量及改善生活环境等要求二是为了节约能源降低生产成本。用户根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。组态软件是指些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的通用层次的软件工具。在组态概念出现之前，要实现任务，都是通过编写程序来实现的。编写程序不但工作量大周期长，而且轻易犯，不能保证工期。组态软件的出现，解决了这个问题。对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成。组态王是海内家较有影响力的组态软件开发公司开发的，组态王具有流程画面，过程数据记录，趋势曲线，报警窗口，生产报表等功能，已经在多个领域被应用。河南机电高等专科学校第章系统的功能设计分析和总体思路系统设计要求科学研究和生产实践的诸多领域中，调速系统占有着极为重要的地位，特别是在国防汽车冶金机械石油等对于控制速度有着严格要求的工业中，具有举足轻重的作用。调速控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。本次设计就是基于的变频器调速系统。将现在应用最广泛的和变频器综合起来主要功能实现了变压变频调速。电机的正反转，加减速以及快速制动等。系统设计的总体思路系统主要由三个部分构成，即可编程逻辑控制器件变频器和电机。首先通过设置给定输入给，再通过控制变频器，再经由变频器来控制电机，随后将电机的转速反馈给，经比较后输出给变频器从而实现无静差调速。具体如下图所示图速度闭环控制的机构控制图影响控制系统稳定性的原因及解决方法自动化系统中所使用的各类型，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。下面列举了主要的干扰源和相应的处理措施电磁干扰源及对系统的干扰电机速度给定速度反馈信号变频调速系统河南机电高等专科学校干扰类型通常按干扰产生的原因嘈声干扰和嘈声的波形性质的不同划分。其中按嘈声产生的原因不同，分为放电嘈声浪涌嘈声高频振荡嘈声等。按嘈声的波形性质不同，分为持续嘈声偶发嘈声等，按嘈声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是种比较常用的分类方法。共摸干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态同方向电压迭加所形成，共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电室，变送器输送的共模电压普遍较高，有的可高达以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏这就是些系统模件损坏率较高的主要原因。来自信号线引入的干扰与控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视，二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化误动和死机。解决方法采用性能优良的电源，抑制电网引如的干扰硬件滤波及软件抗如果措施，信号在接入计算机前，在信号线与地间并接电容，以减少共模干扰，在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。正确选择地点完善接地系统，应采用直接接地方式变频器的控制方式低压通用变频输出电压为，输出功率为，工作频率为，它的主电路都采用交直交电路。其控制方式经历了以下四代。的正弦脉宽调制控制方式其特点是控制电路结构简单成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方河南机电高等专科学校式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。电压空间矢量控制方式它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，次生成三相调制波形，以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进，即引入频率补偿，能消除速度控制的误差通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响将输出电压电流闭环，以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多，且没有引入转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。矢量控制方式矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流通过三相二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流相当于直流电动机的励磁电流相当于与转矩成正比的电枢电流，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。直接转矩控制方式直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机，因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算它不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简河南机电高等专科学校化交流电动机的数学模型。矩阵式交交控制方式由于矩阵式交交变频省去了中间直流环节，从而省去了体积大价格贵的电解电容。它能实现功率因数为，输入电流为正弦且能四象限运行，系统的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟，但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流磁链等量，而是把转矩直接作为被控制量来实现的。具体方法是控制定子磁链引入定子磁链观测器，实现无速度传感器方式自动识别依靠精确的电机数学模型，对电机参数自动识别算出实际值对应定子阻抗互感磁饱和因素惯量等算出实际的转矩定子磁链转子速度进行实时控制实现控制按磁链和转矩的控制产生信号，对逆变器开关状态进行控制。河南机电高等专科学校第章和变频器的型号选择的型号选择在系统设计时，首先应确定控制方案，下步工作就是工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。及有关设备应是集成的标准的，按照易于与工业控制系统形成个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用应是在相关工业领域有投运业绩成熟可靠的系统，的系统硬件软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数所需存储器容量确定的功能外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的和设计相应的控制系统。综合了输入输出点数存储器容量各项控制功能和机型的考虑以及性价比等各方面的因素，在此我为该系统设计选择了台。图的外形模型图有种模块个有种工作方式的高速计数器和两点高速计数器和脉冲宽度调制器直接读写的模拟量模块先进的程序结构灵活方便的寻址方式以及程序化的编程控制。强大的通讯功能，它支持多种通信协议。价格是它在所有品牌在同功能区内很有竞争力的。最重要的是它还提供了完善的的网上支持。这些都为实现本系统的设计提供很好的条件和方便。例如，高速计数器可以用来测速从而实现速度反馈。河南机电高等专科学校变频器的选择和参数设置变频器的选择正确选择通用型变频器对于传动系统能够正常运行时至关重要的，首先要明确使用通用变频器的目的，按照生产机械的类型调速范围速度响应和控制精度启动转矩等要求，充分了解变频器所驱动负载特性，决定采用什么功能的通用变频器构成控制系统，然后决定选用哪种控制方式最合适。所选用的通用变频器应是既满足生产工艺要求，又要在技术经济指标上合理。若对通用变频器选型系统设计及使用不当，往往会使通用变频器不能正常的运行达不到预期目标，甚至引发设备故障，造成不必要的损失。另外，为了确保通用变频器长期可靠的运行，变频器的地线的连接也是非常重要的。变频器在调速系统中的优点控制电机的启动电流降低电力线路的电压波动启动时需要的功率更低可控的加速功能可调的运行速度可调的转矩极限受控的停止方式节能可逆运行控制减少机械传动部件。在本系统中，选用了由西门子生产的通用变频器。变频器为我们提供了很好的控制面板具体如下图河南机电高等专科学校图变频器控制面板图变频调速原理变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。对于成品电机，其磁极对数已经确定，转差率变化不大，故电机的转速与电源的频率成正比，因此改变输入电源的频率就可以改变电机的同步转速，进而达到异步电机的调试目的。变频器的工作原