基于和利时PLC的交流电机变频调速实验系统设计与实现.pdf

P L C 与D C S PL C a n d DCS 自动化技术与应用 2 0 1 5年第 3 4 卷第 1 1 期 基于和利时 P L C的交流电机变频调速实验系统 设计与实现 周 震 四川师范大学工学院 ， 四川 成都 6 1 0 1 0 1 摘 要 本文提出了一种采用和利时 L M3 1 0 8 K对实验室环境下的小功率交流电动机进行变频调速的实验系统。本实验系统在 自 制和利时 PL C实验台的基础上 ， 以 LM3 1 0 8 K作为主控单元 ， 结合 NVF 2通用变频器、可调载实验电机装置、转速表 HB 9 6 6 ， 实现了基于 R S 4 8 5 通信的P L C闭环变频调速实验方案。 关键词 L M3 1 0 8 K； NVF 2通用变频器 ； 可调载实验电机 ； 闭环变频调速 中图分类号 TM9 2 1 ． 5 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 3 7 2 4 1 2 0 1 5 1 卜0 0 7 1 ～ 0 4 De s i g n a n d Ac c omp l i s h me n t o f Va r i a b l e F r e q u en c y Sp e e d Con t r ol Ex p e r i me n t Sy s t e m f o r AC Mo t o r s Ba s e d o n Ho l l y Sy s PL C ZHoU Zh e n C o l l e g e o f E n g i n e e r i n g ， S i c h u a n No r ma l U n i v e r s i t y , C h e n g d u 6 1 0 1 0 1 C h i n a Ab s t r a c t I n t h i s a r t i c l e ，a v a r i a b l e fre q u e n c y s p e e d c o n t r o l e x p e r i me n t s y s t e m u s i n g LM 3 1 0 8 K f o r l o w p o we r AC mo t o r s i n l a b i s p r o v i d e d． Th i s e x pe r i me n t s y s t e m b a s e d o n D1 Y Ho l l y S y s P LC e x p e r i me n t p l a t f o r m， u s i n g L M 3 1 0 8 K a s c o r e c o n t r o l u n i t wi t h g e n e r a l f r e q u e n c y c o n v e r t e r NVF2 ，l o a d v a r i a b l e e x p e r i me n t mo t o r d e v i c e ， t a c h o me t e r HB9 6 6 ，a c c o mp l i s h e s a R S 4 8 5 c o mmu n i c a t i o n - b a s e d c l o s e d l o o p v a r i a b l e fre q u e n c y s p e e d c o n t r o l e x p e r i me n t p r o j e c t for P L C． Ke y wo r ds LM3 1 0 8 K；g e n e r a l f r e q ue n c y c o n v e r t e r NVF2 ；l o a d - -v a r i a b l e e x p e r i me n t mo t o r ；c l o s e d - - l o o p v a r i a b l e fre q u e n c y s p e e d c o n t r o 1 1 引言 在交流电动机的调速控制系统中 ， 普遍采用通用型 三相变频器单机或与 P L C联机实现无级平滑调速 [ 1 - 3 1 0 通用型三相变频器单机控制一台交流电动机 ， 能够独立 实现转速调节的开环控制和闭环控制 PI D调节控制 。 对于通用型三相变频器 ， 操作人员可以通过在本机 自带 操作面板进行运行控制参数和命令的设置 ， 在操作面板 上观测交流电机运行的相关参数。同时变频器也可以通 过 RS 4 8 5串行通信 口与其它上位机设备进行控制参数和 收稿 日期 2 0 1 5 - 0 7 - 2 2 命令和数据的设置交互工作 ， 通过转速变送器将转速信 息实时反馈给上位机设备 ， 以便上位机根据控制算法实 时控制交流电动机的转速大小。在本实验系统中 ， 采用 和利时 L M3 1 0 8 K C PU模块控制通用变频器实现电机转 速闭环反馈控制。 2实验系统硬件组成 本实验系统的组成思路是 采用 L M3 1 0 8 KC PU模 块 ， 该模块通过 AI 通道接收转速表 HB 9 6 6以电压量形 式反馈的交流电机的实时转速 ， 由PLC实现 P I 控制算 自 动 化 技 术 与 应 用 2 0 1 5 年 第3 4 卷 第l 1 期 P L C 与D C S PL C an d DCS 商务 ， 2 0 0 9 1 1 8 7 - 8 9 ． 【 7 】 陈群 ， 陈伟卓 ． 基于 P L C和触摸屏的变频调速实验 装置的研制 [ J 】 ． 机械工程师 ， 2 0 1 4 4 1 3 4 -1 3 5 ． [ 8 】李洋 ， 蔡润溟 ， 刘荣会 ． 基于 PLC结合变频器调速 控制的探讨 [ J 】 ． 电子技术与软件工程 ， 2 0 1 5 2 1 8 6 ． [ 9 】9 北京和利时集团 ． L M3 1 0 8 K使用说明书【 Z 】 ， 2 0 1 2 ． [ 1 O 】浙江正泰电器股份有限公司 ． N V F 2 系列变频器使用 说明书 [ Z 】 ， 2 0 1 1 ． [ 1 1 】北京和利时集团 ． L M小型可编程控制器指令手册 [ Z 】 ， 2 0 1 2 ． [ 1 2 】 吕广明 ， 张庆 ． 塔式起重机 P I D变频调速实验研究 [ J 】 ． 建筑机械化 ， 2 0 1 1 8 3 3 - 3 4 ， 4 0 ． 作者简介 周震 1 9 7 6 - ，男， 讲师 ， 研究方向 P L C 应用技术。 上接第 4 l页 【 4 】YI DUAN， XI AO P I NG C HE N， Z HE NG WANG． F a u l t Mo n i t o r i n g S ys t e m De s i g n f o r Hi g h -Vo l t a g e Li ne s B a s e d O n Z igB e e a n d G P R S T e c h n o l o g y [ J 】 ． Ha n s J o u rna l o f Wi r e l e s s C o mmu n i c a t i o n s ． 2 0 1 3 ， 3 6 1 6 4 -1 6 9 ． 【 5 】ARI C T， A L RUNB AS AK Y． Ad a p t i v e s e n s ing f o r e n v i r o n me n t mo nit o r i n g u s i n g wi r e l e s sn s o r n e t wo r k s [ J 】 I E E E WC NC， 2 0 0 4 ， 5 1 2 3 5 0 - 2 3 5 5 ． [ 6 】王楠 ， 律方成 ， 王英等．基于高精度 DFT的介损数 字测量方法 [ J 】 ． 高 电压技术 ， 2 0 0 3 ， 4 3 -5 ． [ 7 】李长会 ． GP S芯片开发及授时性能分析 【 J 】 ． 北京测 绘 ， 2 0 1 2 ， 4 2 3 - 2 5 ． [ 8 】邢建春 ， 方虎生 ， 王平等 ． 基于 GS M 通信技术的无 线测控系统设计 【 J 】 ． 计算机测量与控制 ， 2 0 0 4 ， 4 ； 3 4 5 - 3 4 8 ． 【 1 9 】刘西秀 ， 张民 。 刘勇 ． GS M 技术在远程监测系统中 的应用 【 J 】 ． 仪表技术与传感器 ， 2 0 1 2 ， 1 0 7 9 -8 1 ． [ 1 0 】王建阁 ， 李娟 ， 丁波等 ．基于 J N5 1 3 9无线温湿度监 控系统 [ J 】 ． 计算机测量与控制 ， 2 0 1 3 ， 4 9 0 4 - 9 0 6 ． [ 1 1 】宋国辰 ， 王舂杰 ． 基于 Z i g B e e J N5 l 3 9模块无线抄 表系统的节点设计 [ J 】 ． 天津理工大学学报 ， 2 0 1 2 ， 8 4 7 4 7 7 ． [ 1 2 】李学文 ， 孙可平 ． 利用 TC 3 5 i 与 PC机实现短消息 收发 【 J ] ． 现在电子技术 ， 2 0 0 7 ， 1 5 1 8 8 -1 9 0 ． 【 1 3 】王慧娟 ． 无线传感器网络应用与变电站的可行性研 究 [ J 】 ． 技术研发 ， 2 0 1 0 ， 1 8 8 2 - 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8 9 ． [ 5 】张崇巍 ， 张兴 ．PwM 整流器及其控制 [ M】 ． 北京 机械工业出版社 ， 2 0 0 3 ， 1 0 ． [ 6 】 E． ON N e t z ．Gr i d c o d e f 0 r h i g h a n d e x t r a hig h v o l t a g e [ S ] ． B a y r e u t h， G e r ma n y E ． O N Ne t z Gwb h， 2 0 0 6 ． [ 7 】P e t e r s s o n A．An a l y s i s ， mo d e l i n g a n d c o n t r o l o f do ubl y-f e d i nduc t i o n g e ne r a t or s f or wi nd t u r b i n e s [ D】 ． G o t e b o r g， S we d e n C h a l me r s Un i v e r s i t y o f Te c h no l o g y， 2 0 0 5． 作者简介 赵宇 1 9 8 5 - ， 男 ， 工程师 ， 研究方向 大功率变流 器技术 。