變頻試驗臺直線運動機構(gòu)及基于S7-200速度示教系統(tǒng)控制軟件與上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計開題報告.doc

變頻試驗臺直線運動結(jié)構(gòu)設(shè)計及基于S7-200速度示教系統(tǒng)控制軟件與上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計開題報告一、綜述近年來,隨著電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展,交流傳動與控制技術(shù)成為目前發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一,電氣傳動技術(shù)面臨著一場歷史革命,即交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計算機數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢。電機交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和起制動性能,高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果,廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。深入了解交流傳動與控制技術(shù)的走向,具有十分積極的意義.在我國，變頻器的發(fā)展隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展,直流拖動的薄弱環(huán)節(jié)逐步顯露出來。由于換向器的存在,直流電機的維護(hù)量加大,單機容量、最高轉(zhuǎn)速以及使用環(huán)境都受到限制。人們開始轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護(hù)方便、價格低廉的異步電動機。但異步電動機的調(diào)速性能難以滿足生產(chǎn)的需要。于是,從20世紀(jì)30年代開始,人們致力于交流調(diào)速技術(shù)的研究,然而進(jìn)展緩慢。在相當(dāng)長的時期內(nèi),直流調(diào)速一直以其優(yōu)異的性能統(tǒng)治著電氣傳動領(lǐng)域。20世紀(jì)60年代以后,特別是70年代以來,電力電子技術(shù)、控制技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,使得交流調(diào)速性能可以與直流調(diào)速相媲美。目前,交流調(diào)速已進(jìn)入逐步代替直流調(diào)速的時代。在我國變頻器主要用于交流電動機異步電機或同步電機。轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié),是公認(rèn)的交流電動機最理想、最有前途的調(diào)速方案,除了具有卓越的調(diào)速性能之外,變頻器還有顯著的節(jié)能作用,是企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想調(diào)速裝置。自上世紀(jì)80年代被引進(jìn)中國以來,變頻器作為節(jié)能應(yīng)用與速度工藝控制中越來越重要的自動化設(shè)備,得到了快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。目前,中國的設(shè)備控制水平與發(fā)達(dá)國家相比還比較低,制造工藝和效率都不高,因此提高設(shè)備控制水平至關(guān)重要。由于變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍廣、調(diào)速精度高、動態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點,在許多需要精確速度控制的應(yīng)用中,變頻器正在發(fā)揮著提升工藝質(zhì)量和生產(chǎn)效率的顯著作用。變頻調(diào)速這一技術(shù)正越來越廣泛的深入到行業(yè)中。它的節(jié)能、省力、易于構(gòu)成自控系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)也是改造挖潛、增加效益的一條有效途徑。尤其是在高能耗、低產(chǎn)出的設(shè)備較多的企業(yè),采用變頻調(diào)速裝置將使企業(yè)獲得巨大的經(jīng)濟(jì)利益,同時這也是國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要。變頻器在控制上具體有以下優(yōu)點：（一）控制電機的啟動電流，（二）降低電力線路電壓波動，（三）啟動時需要的功率更低，（四）可控的加速功能，（五）可調(diào)的運行速度，（六）可調(diào)的轉(zhuǎn)矩極限，（七）受控的停止方式，（八）節(jié)能，（九）可逆運行控制，（十）減少機械傳動部件?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC）是以微處理器為核心，綜合計算機技術(shù)、自動化技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動控制裝置。經(jīng)過30多年的發(fā)展，目前，可編程序控制器已成為工業(yè)自動化領(lǐng)域中最重要、應(yīng)用最多的控制裝置，居工業(yè)生產(chǎn)自動化三大支柱(可編程序控制器、機器人、計算機輔助設(shè)計與制造)的首位。變頻器和PLC在系統(tǒng)中的應(yīng)用其廣泛的深度和廣度成為衡量一個國家工業(yè)自動化程度高低的標(biāo)志。在該系統(tǒng)中，系統(tǒng)的成功開發(fā)對提高工作效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、減輕工程技術(shù)人員的工作強度都具有很大的意義，并且該系統(tǒng)在控制現(xiàn)場方面，尤其在PLC控制現(xiàn)場方面，具有卓越的控制功能和良好的性能價格比。二、研究內(nèi)容1、進(jìn)行試驗臺直線運動的總體研究，并進(jìn)行整體運動方式設(shè)計；2、設(shè)計試驗臺電氣傳動系統(tǒng)，進(jìn)行關(guān)鍵部件的設(shè)計計算；3、設(shè)計試驗臺傳動部分結(jié)構(gòu)，進(jìn)行關(guān)鍵部件的設(shè)計計算；4、速度示教系統(tǒng)控制軟件與上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計；5、完成中英文摘要，開題報告、調(diào)研報告以及設(shè)計說明書。三、實現(xiàn)方法及預(yù)期目標(biāo)1.實施方案本課題為設(shè)計變頻試驗臺直線運動結(jié)構(gòu)及基于S7-200速度示教系統(tǒng)控制軟件與上位監(jiān)控系統(tǒng)。1,第一步，先了解LS的GI5系列變頻器的基本操作，和利用變頻器的變頻來控制電機的起停，加減速等控制。2，第二步將解決，利用外部電源，通過設(shè)計變頻器參數(shù)，使變頻器根據(jù)外部電壓的改變，進(jìn)而對電機進(jìn)行調(diào)壓控制。目前問題在與變頻器的參數(shù)對與電壓的設(shè)定，還未完全搞清楚。3，第三步將解決，利用S7-200PLC與工作臺連接。通過PLC實現(xiàn)模擬電壓控制，進(jìn)而控制電機的運轉(zhuǎn)。4，通過串口和變頻器相連，直接實現(xiàn)電腦控制電機的運轉(zhuǎn)。其中重點在于搞清出串口與變頻器的通話協(xié)議，用何種語言格式實現(xiàn)連接。2.方案設(shè)計硬件方面：我們所使用的設(shè)備有E-VIEW一臺，LS變頻器一臺。計算機一臺，S7-200一套，以及變頻實驗臺一套四、對進(jìn)度的具體安排第一周布置任務(wù),查找資料；第二周調(diào)研、查找資料。設(shè)計出機械結(jié)構(gòu)的大致尺寸，準(zhǔn)備寫開題報告；第三周調(diào)研、查找資料,。集體討論總體方案。修改方案。翻譯資料準(zhǔn)備寫開題報告；第四周翻譯資料,寫開題報告，討論方案。開題第五周畫出設(shè)計圖，設(shè)計計算。第六周設(shè)計計算；機械設(shè)計。第七周機械設(shè)計畫機械圖。第八周機械設(shè)計畫機械圖。第九周設(shè)計電路原理圖。第十周程序設(shè)計。第十一周程序設(shè)計。第十二周程序設(shè)計。第十三周程序設(shè)計與調(diào)試。第十四周程序設(shè)計與調(diào)試。第十五周程序設(shè)計與調(diào)試。第十六周檢查、修改。編寫、交說明書，準(zhǔn)備答辯。第十七周答辯。五