变频器控制电动机设计.doc

变频器控制电动机


摘要
　　　随着社会经济的飞速发展，城市建设规模的不断扩大，以及人们生活水平的不断提高，对城市生活供暖的用户数量和供暖质量提出了越来越高的要求。结合现状,本论文供暖锅炉监控系统，设计了一套基于PLC和变频调速技术的供暖锅炉控制系统。
　　　该控制系统以两台工业控制机作为上位机，以西门子S7-300可编程控制器为下位机，系统通过变频器控制电动机的启动、运行和调速。上位机监控软件采用三维力控PCAuto3.6设计，主要完成系统操作界面设计，实现系统启/停控制、参数设定、报警联动、历史数据查询等功能。下位机控制程序采用西门子公司的STEP7编程软件设计，主要完成模拟量信号的处理，温度和压力信号的PID控制等功能，并接收上位机的控制指令以完成风机启/停控制、参数设定、循环泵控制和其余电动机的控制。
　　　本文设计的变频控制系统实现了锅炉燃烧过程的自动控制，系统运行稳定、可靠。采用锅炉的计算机控制和变频控制不仅可大大节约能源，促进环保，而且可以提高生产自动化水平，具有显著的经济效益和社会效益。

关键词:  锅炉控制;变频调速技术;PLC;组态软件

Abstract
　　　　Along with social economy's swift development, the urban construction scale's unceasing expansion, as well as the people living standard's unceasing enhancement, set more and more high request to the city life heating's user quantity and the heating quality. The union present situation, the present paper heating boiler supervisory system, has designed a set based on PLC and the frequency conversion velocity modulation technology heating boiler control system.
　　　　This control system takes the superior machine by two industry cybertrons, west of family household S7-300 programmable controller for lower position machine, system through frequency changer control motor's start, movement and velocity modulation. The superior machine monitoring software uses the three dimensional strength to control the PCAuto3.6 design, mainly completes the system operation contact surface design, realizes the system to open/stops functions and so on control, parameter hypothesis, warning linkage, historical data inquiry. The lower position machine control procedure uses Siemens's STEP7 programming software design, mainly completes the simulation quantity signal processing, temperature and pressure signal functions and so on PID control, and receives the superior machine control command to complete the air blower to open/stops the control, the parameter hypothesis, the circulating pump control and other electric motor's control .
　　　　This article designs the frequency conversion control system has realized the boiler combustion process automatic control, the systems operation is stable, is reliable. Uses boiler's computer control and the frequency conversion control not only may save the energy greatly, the promotion environmental protection, moreover may raise the production automation level, has the remarkable economic efficiency and the social efficiency.
　　　　
Key word: Boiler control; Frequency conversion velocity modulation technology; PLC; Configuration software
目录
摘要 I
Abstract II
目录 III
第一章绪论 1
1.1 项目背景及课题的研究意义 1
1.2 供暖锅炉控制的国内外研究现状 2
1.3 本文所做工作 3
第二章 变频调速在供暖锅炉控制中的应用 4
2.1变频调速基本原理 4
2.2变频调速在供暖锅炉系统中的应用 4
2.3变频调速节能分析 5
第三章 锅炉控制系统原理 7
3.1引言 7
3.1.1偏差控制方式 7
3.1.2 PID控制方式 8
3.2循环流量控制 10
3.3燃烧过程控制 11
第四章 锅炉控制系统总体设计 12
4.1系统功能分析 12
4.2系统方案设计 12
4.2.1总体设计思路 12
4.2.2系统结构 13
4.3系统硬件配置 14
第五章 锅炉控制系统的硬件设计 16
5.1系统主电路的设计 16
5.2系统控制电路的设计 17
5.3系统主要元器件的选择 20
5.3.1 PLC的选型 20
5.3.2通信网络配置 25
5.3.3变频器的选型 25
5.3.4传感器的选型 28
5.3.5其他主要元器件的选择 28
第六章系统软件的设计 29
6.1 S7-300系列PLC简介 29
6.1.1 S7-300编程方式简介 29
6.1.2 S7-300 PLC的存储区 30
6.2PLC控制程序设计 31
6.2.1 PLC控制流程图 32
6.2.2 PLC控制程序 36
第七章 监控组态软件设计 38
7.1组态软件设计特点 38
7.2项目组态 39
7.2.1开发平台和运行环境 39
7.2.2项目结构 39
7.2.3项目任务 41
7.3界面设计 42
7.4报警记录 44
结论 46
参考文献 47
附录1 48
附录2 49
外文文献翻译 53
致谢 83