目錄1 設計任務書 2
1.1 設計內容及要求 2
1.2 設計引數 2
1.3 設計目的 2
2變頻調速控制系統概述 2
3 方案設計 3
3.1 變頻器選型及概述 3
3.2 功能圖及變頻器引數設定 7
3.3 變頻調速控制系統的硬體、軟體配置 10
3.4 變頻調速控制系統的網路結構 10
4 s7-300 plc控制程式的設計 11
4.1 硬體組態 11
4.2 控制程式設計 13
5 wincc組態 15
5.1 變數組態 15
5.2 畫面組態 16
5.3 變數連線 17
6 程式除錯 18
6.1 plc除錯方法與結果 18
6.2 wincc除錯方法與結果 18
7 技術小結 19
參考文獻 21
附錄1：s7-300控制程式清單 22
交流調速開環控制程式 22
基於wincc的交流調速控制系統程式 23
1、 變頻調速控制系統硬體設計
2、 網路系統設計
3、 變頻器功能預置，引數設定
4、 plc硬體組態及程式設計
5、 wincc組態及程式設計
6、 系統除錯
電機額定轉速 2840r/min；電機額定頻率 50hz；電機額定電壓 380v；電機額定功率 1.0kw；調速範圍》100
通過本次課程設計，旨在讓學生掌握工程型變頻器的基本結構，基本引數以及通訊功能，學會設定6se70變頻器的基本引數，了解標準裝置基本元器件型號及引數等，學會電機引數的設定及優化，掌握6se70通過pmu面板設定引數的方法，實現變頻器通過端子排啟/停以及調速，掌握變頻器通過profibus通訊的方法以及引數設定，熟悉變頻器通訊時所需的硬體配置，最後實現基於wincc的變頻調速控制。
對於可調速的電力拖動系統，工程上往往把它分為直流調速系統和交流調速系統兩類。這主要是根據採用什麼電流制型式的電動機來進行電能與機械能的轉換而劃分的，所謂交流調速系統，就是以交流電動機作為電能—機械能的轉換裝置，並對其進行控制以產生所需要的轉速。
縱觀電力拖動的發展過程，交、直流兩大調速系統一直並存於各個工業領域，雖然由於各個時期科學技術的發展使得它們所處的地位有所不同，但它們始終是隨著工業技術的發展，特別是隨著電力電子元器件的發展而在相互競爭。在過去很長一段時期，由於直流電動機的優良調速效能，在可逆、可調速與高精度、寬調速範圍的電力拖動技術領域中，幾乎都是採用直流調速系統。然而由於直流電動機其有機械式換向器這一致命的弱點，致使直流電動機製造成本高、**昂貴、維護麻煩、使用環境受到限制，其自身結構也約束了單台電機的轉速，功率上限，從而給直流傳動的應用帶來了一系列的限制。
相對於直流電動機來說，交流電動機特別是鼠籠式非同步電動機具有結構簡單，製造成本低，堅固耐用，執行可靠，維護方便，慣性小，動態響應好，以及易於向高壓、高速和大功率方向發展等優點。因此，近幾十年以來，不少國家都在致力於交流調速系統的研究，用沒有換向器的交流電動機實現調速來取代直流電動機，突破它的限制。
與傳統的交流拖動系統相比,利用變頻器對交流電動機進行調速控制的交流拖動系統有許多優點,如節能,容易實現對現有電動機的調速控制,可以實現大範圍的高效連續調速控制,容易實現電動機的正反轉切換,可以進行高頻度的起停運轉,可以進行電氣制動,可以用一台變頻器對多台電動機進行調速控制, 電源功率因數大,所需電源容量小,可以組成高效能的控制系統等等。下面介紹一下上面提到的變頻器調速控制系統的各種主要優點。
在許多情況下,使用變頻器的目的是節能,尤其是對於在工業中大量使用的風扇、鼓風機和幫浦類負載來說,通過變頻器進行調速控制可以代替傳統上利用擋板和閥門進行的風量、流量和揚程的控制,所以節能效果非常明顯。
因為以節能為目的的調速運轉對電動機的調速範圍和精度要求不高,所以通常採用在**方面比較經濟的通用型變頻器。由於變頻器可以看作是乙個頻率可調的交流電源,對於現有的進行恆速運轉的非同步電動機來說, 只需在
電網電源和現有的電動機之間接入變頻器和相應裝置, 就可以利用變頻器實現調速控制, 而無須對電動機和系統本身進行大的裝置改造。
在採用了變頻器的交流拖動系統中,非同步電動機的調速控制是通過改變變頻器的輸出頻率實現的。因此,在進行調速控制時,可以通過控制變頻器的輸出頻率使電動機工作在轉差率較小的範圍, 電動機的調速範圍較寬, 並可以達到提高執行效率的目的。一般來說,通用型變頻器的調速範圍可以達到 1 :
10 以上,而高效能的向量控制方式的變頻器的調速範圍可以達到 1 :1000 。此外, 當採用向量控制方式的變頻器對非同步電動機進行調速控制時,還可以直接控制電動機的輸出轉矩。
因此,。
本次課程設計內容為基於wincc的變頻調速系統，主要包括以下幾大部分：
變頻器引數設定；建立wincc專案；plc程式編寫。其中，在建立wincc專案中，包括新增驅動程式，設定系統引數，修改連線屬性，建立正確的變數和畫面，並進行正確的變數屬性設定等內容。當然，在設計這個調速系統之前還有很多需要做的東西，將在相應的地方進行詳細說明，這裡只做概述。
在變頻器的使用中，由於對變頻器的選型及使用不當，往往會引起變頻器不能正常執行、甚至引發裝置故障，導致生產中斷，帶來不必要的經濟損失。
變頻器選型時要確定以下幾點：
1、採用變頻的目的；恆壓控制或恆流控制等。
2、變頻器的負載型別；如葉片幫浦或容積幫浦等，特別注意負載的效能曲線，效能曲線決定了應用時的方式方法。
3、變頻器與負載的匹配問題；
1）電壓匹配；變頻器的額定電壓與負載的額定電壓相符。
2）電流匹配；普通的離心幫浦，變頻器的額定電流與電機的額定電流相符。對於特殊的負載如深水幫浦等則需要參考電機效能引數，以最大電流確定變頻器電流和過載能力。
3）轉矩匹配；這種情況在恆轉矩負載或有減速裝置時有可能發生。
4、在使用變頻器驅動高速電機時，由於高速電機的電抗小，高次諧波增加導致輸出電流值增大。因此用於高速電機的變頻器的選型，其容量要稍大於普通電機的選型。
5、變頻器如果要長電纜執行時，此時要採取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不足，所以在這樣情況下，變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。
6、對於一些特殊的應用場合，如高溫，高海拔，此時會引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。
國內外主要變頻器品牌有：
日韓系列：三菱、富士、松下、日立、安川、lg、三肯等；
歐美系列：瑞士abb、德國西門子、丹麥丹佛斯、美國愛默生、德國blemo、
法國施耐德等；
台灣系列：台達、愛德利、東元、普傳；
國產系列：深圳英威騰、成都希望森蘭、北京利德華福、成都日立、北京合康億盛、煙台惠豐、山東新風光、深圳科姆龍等。
國內變頻器市場是以外資品牌的進入而發端，外資品牌先入為主，直到2000 年前後還佔據著90%左右的市場份額。目前活躍在我國市場上的國產品牌佔 70%左右，但是市場份額僅佔 20%-25%，雖然內資品牌的市場份額在快速擴大，但大部分市場仍被十餘個歐美品牌和日本品牌所佔據。
1 變頻器簡介
變頻器的發展水平是由電力電子技術，電機控制方式以及自動化控制水平三個方面決定的。變頻器是運動控制系統中的功率變換器。當今的運動控制系統包含多種學科的技術領域。
總的發展趨勢是：驅動的交流化，功率變換器的高頻化、控制的數位化．智慧型化和網路化。因此，變頻器作為系統的重要功率變換部件，提供可控的高效能變壓變頻的交流電源顯得尤為重要而得到迅猛的發展。
變頻器主要是用於需要電動機調速的地方，因此也被稱為變頻調速器，其輸出不但改變電壓而且同時改變頻率。
變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。變頻器的出現將裝置的可調速執行變成可能。變頻器也可實現裝置啟動過程中的保護作用。
由於變頻器的可調節電源頻率功能，所以變頻器還能起到節能作用。它主要由兩部分電路構成，一是主電路（整流模組、電解電容和逆變模組），二是控制電路（開關電源板、控制電路板）。變頻器的特點如下：
(1)啟動轉矩大，功率因數高。因為電動機的功率因數與工作頻率有關，在電動機低速執行時工頻電源下的功率因數遠低於低頻電源下的功率因數。變頻器可以控制電動機從低頻起步．且在整個啟動過程中在接近額定電流的條件下始終保持比較高的功率因數和接近額定轉矩的輸出轉矩。
(2)輕載或空載條件下，或啟動期間採取減載解除安裝等措施時，變頻器容量可以比電動機容量小。當然，啟動完成後變頻器需要退出執行。
(3)啟動電流小。變頻器電動機拖動系統允許的啟動時間可以很長。因為在這期間，電動機電流可以不超過電動機額定電流，因此，不論是變頻器、電動機還是其他元器件均沒有超常地發熱。
由於啟動電流小，因此需要的配電容量也是所有啟動方式中最小的。
(4)採用變頻器控制的電動機具有良好的動態、靜態效能。由於變頻器本身就是用於電動機調速的裝置，因此，控制電動機的轉速是其基本功能，啟動過程可以實現任意控制，理論上可以人為隨意設定任何啟動速度曲線。這是其他方式所不具備的優勢。
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目錄1 電氣控制系統設計的內容和方法 3 1.1 電氣控制系統設計的基本原則 3 1.2 電氣控制系統設計的基本任務 內容 3 1.2.1 原理設計內容 3 1.2.2 工藝設計內容 3 1.3 電氣控制系統設計的一般步驟 4 1.3.1 擬訂設計任務書 4 1.3.2 確定電力拖動方案 4 1.3...
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