基于PLC模糊控制的桥式起重机变频调速系统的研究

摘要

桥式起重机作为物料搬运机械在整个国民经济中有着十分重要的地位，因此提高桥式起重机的运行效率，确保运行的安全可靠性是十分重要的。传统的桥式起重机电控系统采用转子回路串接电阻进行有级调速，致使系统存在可靠性差、操作复杂、故障率高、电能浪费大、效率低等缺点。因此对桥式起重机控制系统进行研究具有现实意义，也是国内外相关行业专家学者的一个研究课题。 随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，交流变频调速技术作为高新技术、节能技术已经广泛应用于各个领域。特别是将变频技术运用到起重机上可以使得起重机的整体特性得到很大的提高，可以解决传统桥式起重机控制系统存在的诸多问题。 本文结合变频调速系统，提出了一种基于PLC的模糊控制策略实现方法。首先对基于PLC模糊控制的变频调速系统进行总体设计，然后重点进行工控机与PLC以及PLC与变频器之间的通信程序设计。接着论述了模糊控制器的原理和结构，并研究和设计了一种电机转速模糊控制器。对基于SIEMENSSIMATIC S2-200 PLC模糊控制策略进行了工程实现研究，并给出了关键部分的程序。 本文所研究的桥式起重机变频调速控制系统，可以实现起重机电机速度的调节，满足节约能源和适应生产的需要。本系统采用PLC模糊控制既保留了PLC的可靠、灵活、适应能力强等特点，又提高了控制系统的智能化程度和系统的静动态特性。仿真结果表明，该系统能对电机转速实现精确控制，实用性强，具有一定的推广价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1起重机的发展状况和研究趋势

1.2传统桥式起重机控制系统的特点及存在的问题

1.3起重机调速技术的发展现状

1.4模糊控制理论概况

1.5本论文的研究意义及主要内容

第2章变频调速控制技术的基本原理

2.1变频调速原理简介

2.2变频器

2.2.1变频器的类型

2.2.2变频器的基本结构

2.2.3变频器的主电路

2.2.4变频器的控制电路

2.3现代变频调速的控制方法

2.4变频调速与传统串电阻调速效果比较

第3章变频调速系统的总体设计

3.1桥式起重机系统简介

3.2系统总体方案设计

3.3系统部件的选择

3.4系统的通信程序设计

3.4.1 PLC与上位机之间的通信

3.4.2 PLC与变频器的通信

第4章系统模糊控制器的设计

4.1模糊控制理论

4.1.1模糊控制的基本思想

4.1.2模糊控制特点

4.2模糊控制系统的组成

4.3模糊控制器的组成

4.4电机转速模糊控制器的设计

4.4.1确定模糊控制器的输入变量和输出变量

4.4.2输入、输出变量的论域及参数的确定

4.4.3建立模糊控制规则

4.4.4确定解模糊策略

第5章模糊控制变频调速系统的实现及仿真

5.1 PLC概述

5.1.1 PLC的起源和定义

5.1.2 PLC的发展

5.2 PLC的基本结构和工作原理

5.2.1 PLC的基本结构

5.2.2 PLC的工作原理

5.3 PLC控制系统的整体设计

5.4模糊控制的PLC实现

5.4.1输入量模糊化的研究

5.4.2模糊控制表查询程序的设计

5.5模糊控制变频调速系统的仿真

总结与展望

全文总结

研究展望

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文