第一章绪论
随着改革的不断深入，社会主义市场经济的不断繁荣和发展，大中小城市都在进行亮化项目。企业为展现自己的形象和产品，一般都会采用通过霓虹灯广告屏来这种广告手法，所以当我们夜晚走在大街上，马路两旁各各样的霓虹灯广告随处可见，一种是采用霓虹灯管做成的各种形状和多种彩的灯管，另一种为日光等管或白炽灯管作为光源，另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果，大部分是采用霓虹灯。这就涉及到如何去控制霓虹灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等诸多
控制问题，如何去快捷、可靠、简单的去控制，成为人们考虑的重点，在这我
认为PLC最适合去解决这些问题，因为PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。并且PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的方面具有比较突出的优势，在现实中人们也是多通过PLC
去控制霓虹灯的。
选择这个题目作为毕业设计，既能通过这次设计复习学过的PLC知识，而且还能提高自己的设计水平，并且在一定程度上提高自己以后在工作的成功率。
所以我选择了这个题目。
第一节变频器的现状及其发展
随着国民经济的迅速发展，国内对变频器产品的需求越来越大，同时，变频器因为其节能环保的特性，受到国家政策的大力支持。
变频器是一种高技术含量、高附加值、高回报的高科技产品。变频器最初 的使用并不是为了节能，而是交流传动代替直流传动，并满足过程化控制的要求。随着自动化、电力电子等技术的发展，变频器作为电机调速节能关键设备，改变了普通电动机只能以定速方式运行的陈旧模式，使得电动机及其拖动负载 在无需任何改动的情况下即可以按照生产工艺要求调整转速输出，从而降低电
机功耗，达到系统高效运行的目的。变频器是利用电力半导体器件的通断作用
将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。随着现代电力电子技术和微电子
技术的迅猛发展，高压大功率变频调速装置不断地成熟起来，原来一直难于解决的高压问题，近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。
国外各大品牌的变频器生产商，均形成了系列化的产品，其控制系统也已实现全数字化。几乎所有的产品均具有矢量控制功能，完善的工艺水平也是国外品牌的一大特点。目前，在发达国家，只要有电机的场合，就会同时有变频器的存在。其现阶段发展情况主要表现如下：
①技术开发起步早，并具有相当大的产业化规模。
②能够提供特大功率的变频器，目前已超过10000KW。
③变频调速产品的技术标准比较完备。
④与变频器相关的配套产业及行业初具规模。
⑤能够生产变频器中的功率器件，如IGBT、IGCT、SGCT等。
⑥高压变频器在各个行业中被广泛应用，并取得了显著的经济效益。
⑦产品国际化，当地化加剧。
⑧新技术，新工艺层出不穷，并被大量的、快速的应用于产品中。
目前，在国内有不低于200家的低压变频器厂商，其大部分为AC380V的低压产品，而在高压大功率变频器方面，在30家左右。因为罗宾康没有在中国申请专利保护，因此绝大多数厂家都采用美国罗宾康的技术即单元串联多重化结构。随着技术研究的进一步深入，在理论上和功能上国产高压变频器已经可以与进口变频器相比肩，但是受工艺技术的限制，与进口产品的差距还是比较明显。这些状况主要表现在如下几个方面：
①国外各大品牌的产品正加紧占领国内市场，并加快了本地化的步伐。
②具有研发能力和产业化规模的逐年增加。
③国产高压变频器的功率也越做越大，目前国内最大的应用做到了20000KW。
④国内高压变频器的技术标准还有待规范。
⑤与高压变频器相配套的产业很不发达。
⑥生产工艺一般，可以满足变频器产品的技术要求，价格相对低廉。
⑦变频器中使用的功率半导体关键器件完全依赖进口，而且相当长时间内还会依赖进口。
⑧与发达国家的技术差距在缩小，具有自主知识产权的产品正应用在国民经济中。
⑨已经研制出具有瞬时掉电再恢复、故障再恢复等功能的变频器。
⑩部分厂家已经开发出四象限运行的高压变频器
一般变频器的节电率在20%-30%左右，最高甚至可超过50%，变频器的节能效果与应用环境的工况参数十分相关。电动机运行工况的参数设置是否合理、所带负载的变化特性，以及设备最初的调节、调速方式均可以直接影响变频器的节电效果。随着变频技术的高速发展与产品功能的拓展，变频器在水泥、电梯、印刷、电力等现代化产业以及医学、通讯、交通、运输、电力、电子、环保等领域得到空前的发展和应用，几乎国民经济各行各业都与变频器密不可分。按照720元/KW价格估计，即使在不考虑新增电动机的情况下，我国变频器市场规模已达到731亿元，发展空间十分广阔。交流变频调速技术是强弱电混合，机电一体的综合技术，既要处理巨大电能的转换<；整流、逆变），又要处理信息的收集、变换和传输，因此它必定会分成功率和控制两大部分。前者要解决与高压大电流有关的技术问题，后者要解决的软硬件控制问题。因此，未来高压变频调速技术也将在这两方面得到发展，其主要表现为：
①高压变频器将朝着大功率，小型化，轻型化的方向发展。
②高压变频器将向着直接器件高压和多重叠加<；器件串联和单元串联）两个方向发展。
③更高电压、更大电流的新型电力半导体器件将应用在高压变频器中。
④现阶段，IGBT、IGCT、SGCT仍将扮演着主要的角，SCR、GTO将会退出变频器市场。
⑤无速度传感器的矢量控制、磁通控制和直接转矩控制等技术的应用将趋于成熟。
⑥全面实现数字化和自动化：参数自设定技术；过程自优化技术；故障自诊断技术。
⑦应用32位MCU、DSP及ASIC等器件，实现变频器的高精度，多功能。
⑧相关配套行业正朝着专业化，规模化发展，社会分工将更加明显。
第二节变频器的结构及其内容
变频器实际上就是一个逆变器.它首先是将交流电变为直流电.然后用电子元件对直流电进行开关.变为交流电.一般功率较大的变频器用可控硅.并设一个可调频率的装置.使频率在一定范围内可调.用来控制电机的转数.使转数在一定的范围内可调.变频器广泛用于交流电机的调速中.变频调速技术是现代电力传动技术重要发展的方向，随着电力电子技术的发展，交流变频技术从理论到实际逐渐走向成熟。变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，而且节能效果明显。因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于冶金、纺织、印染
、烟机生产线及楼宇、供水等领域。一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路等几大部分。 1. 整流电路
整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。整流电路一般都是单独的一块整流模块
.2. 平波电路
平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动，为了抑制电压波动采用电感和电容吸收脉动电压(电流>，一般通用变频器电源的直流部分对主电路而言有余量，故省去电感而采用简单电容滤波平波电路。
3. 控制电路
现在变频调速器基本系用16位、32位单片机或DSP为控制核心，从而实现全数字化控制。变频器是输出电压和频率可调的调速装置。提供控制信号的回路称为主控制电路，控制电路由以下电路构成：频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”。运算电路的控制信号送至“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路
变频器采取的控制方式，即速度控制、转拒控制、PID或其它方式
4 逆变电路
逆变电路同整流电路相反，逆变电路是将直流电压变换为所要频率的交流电压，以所确定的时间使上桥、下桥的功率开关器件导通和关断。从而可以在输出端U、V、W三相上得到相位互差120°电角度的三相交流电压。
第三章可编程控制器的简况
第一节可编控制器的产生与应用
可编程控制器<PLC）是集计算机技术、自动控制技术、和通信技术为一体放入新型自动控制技术。其性能优越，已被广泛的应用于各个领域，并已成为工业自动化的三大支柱<PLC、工业机器人、CAD/CAM）之一。PLC的应用已成为一个世界潮流，在不久的将来PLC技术在我国将得到更全面的发展。
一、可编程控制器的产生及发展
可编程控制器的产生可追溯到20世纪60年代末，在可编程控制器出现以前，继电器控制在工业控制领域占主导地位，由此构成的控制系统都是按预先设定好的时间或条件顺序地工作，若要改变控制的顺序就必须改变控制系统地硬件连线，这样就使其应用在很多方面受到限制，其通用性和灵活性都比较差。
20世纪60年代末，计算机技术开始应用于工业领域，因为价格高、输入输出电路不匹配、编程难度大以及难于适应恶劣工业环境等原因，未能在工业控制领域获得推广。
1968年，美国最大的汽车制造商——通用汽车公司<GM）为了适应生产工艺不断更新的需要，要求寻一种比继电器更可靠、功能更齐全、响应速度更快的新型控制器，并从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件，立即引起了开发热潮。其主要内容是：
1> 编程简单，可在现场修改程序；
2> 维护方便，最好是插件式；
3> 可靠性高于继电器控制柜；
4> 体积小于继电器控制柜；
5> 可将数据直接送入管理计算机；
6> 在成本上可与继电器控制柜竞争；
7> 输入可以是交流115V；
8> 输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀等；
9> 在扩展时，原系统只需很小变更；
10>用户程序存贮器容量至少能扩展到4K。
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