本科毕业设计开题报告

开题报告撰写要求

1．开题是本科毕业设计最重要环节之一，学生要高度重视开题报告的撰写工作。

2．开题报告一式一份，由学生妥善保管，最后连同毕业设计任务书、说明书等相关资料一起装入学生本科毕业设计资料袋中存档。

3．开题报告应在指导教师指导下，由学生完成。

4．开题工作应在教学进程表中，本科毕业设计（论文）第二周周末前完成。

5．学生查阅的参考文献（含指导教师推荐的参考文献），设计类题目一般不少于10篇，论文类一般不少于12篇。

一、本课题的目的及意义，研究现状分析

随着变频调速技术的应用日益广泛，应用水平的不断提高，对变频调速控制系统的精度要求也越来越高。目前，许多变频调速装置属于开环控制方式，不能满足较高精度的要求。为提高调速系统的精度，一般都需要进行闭环控制。PLC控制的交流变频调速系统应用于室内供暖、提升泵、控制电机、输水系统、火力发电厂、恒压供水等。 

基于PLC控制系统优点

1.实时性

（1）由于控制器产品设计和开发是基于控制为前提，信号处理时间短，速度快。

（2）基于信号处理和程序运行的速度，PLC经常用于处理工业控制装置的安全联锁保护。

（3）更能满足各个领域大、中、小型工业控制项目。

2.高可靠性

 （1）所有的I/O输入输出信号均采用光电隔离，使工业现场的外电路与控制器内部电路之间电气上隔离。

（2）各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms。

（3）各模块均采用屏蔽措施，以防止噪声干扰。

（4）采用性能优良的开关电源。

（5）对采用的元器件进行严格的筛选。

（6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU立即采取有效措施，以防止故障扩大。

（7）大型控制器还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,以及实现电源模块冗余、IO模块冗余，使可靠性更进一步提高。

3.系统配置简单灵活

（1）控制器 产品种类繁多，规模可分大、中、小等。

（2）I/O卡件种类丰富，可根据自控工程实现功能要求不同，而进行不同的配置。

（3）满足控制工程需要前提下，I/O卡件可灵活组合。

4.丰富的I/O卡件

控制器针对不同的工业自控工程的现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位； 强电或弱电等,有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备，如：按钮、行程开关、接近开关、传感器及变送器、电磁线圈、控制阀等直接连接。 

5.控制系统采用模块化结构

为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型控制器以外，绝大多数控制器均采用模块化结构。控制器的各个部件，包括CPU，电源，I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。

6.安装简单，维修方便

可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。

PLC的主要应用场合

用于开关量控制;用于模拟量控制 ;用于数字量控制;用于数据采集;用于进行监控;用于联网、通讯PLC已广泛应用于工业生产的各个领域。

从行业看，冶金、机械、化工、轻工、食品、建材等等，几乎没有不用到它的。不仅工业生产用它，一些非工业过程，如楼宇自动化、电梯控制也用到它。

二、本课题的基本任务、拟解决的主要问题，及其实现途径、方法和手段

本课题是基于电力传动实验室建设项目所进行的，利用工业全数字交流调速系统实验台，进行项目的开发、研究和实践，为培养工程技术应用型人才打下坚实的基础。主要完成以下任务：

1、通过查阅文献资料，了解全数字交流调速在工业现场的实际应用情况，PLC在工业交流变频调速系统中的应用现状，各种PLC的优缺点。掌握由PLC控制的变频调速系统的组成。 

2、掌握变频调速的基本理论、矢量控制理论、SVPWM控制技术，结合设计熟悉6SE7016变频器的原理及应用，完成6SE7016变频器的参数设置和连线。

3、经过对实验设备的调试，在消化、吸收的基础上，进行项目的开发和研究，完成对应项目设计。

4、上位机、PLC、变频器、负载通过总线、工业以太网组成全数字交流调速系统，完成系统的PLC控制程序设计，完成通讯适配器的初始化、控制命令字的组合、代码转换及变频器应答信息的处理等工作，实现对电机的正、反转控制，分析电机起动及调速过程，达到工业要求。

实现途径：

1、变频调速总体方案设计

2、变频器的选择和运用

3、PLC的选择和运用

4、上位机软件设计

5、电气控制电路的设计

三、完成本课题所需工作条件（如工具书、计算机、实验、调研等），可能遇到的问题以及解决的方法和措施

所需工作条件

上位机  PLC为可编程控制器S7—200  6SE7016变频器 Profibus  电动机

可能遇到的问题

1. PLC程序设计的调试和控制功能的实现

2．PLC与其它器件通讯不顺利

3．参数设置不正确，导致变频器不能正常运转。

3.3解决的方法和措施

1．认真学习PLC相关资料，学会程序设计技巧

2. 认真学习PROFIBUS总线的知识，弄懂PLC的通讯知识

3. 学会变频器的使用方法，学会参数设置

4．读懂参考资料的指导内容,熟悉设计的系统，对整个系统有很好的了解

5. 另外，多参考其它类型的设计方案

四、已查阅参考文献目录

[1] 胡学林,可编程控制器教程(提高篇)[M].北京:电子工业出版社,2005.8

[2] 胡学林,可编程控制器教程(实训篇)[M].北京:电子工业出版社,2004.7

[3] 柴瑞娟、陈海霞,西门子PLC编程技术及工程应用[M].北京:机械工业出版社，2006.8

[4] 陈伯时.电力拖动自动控制系统[M]，第3版.北京:机械工业出版社，2003

[5] 王树.变频调速系统设计与应用[M].北京：机械工业出版社，2005

[6] 胡崇岳.现代交流调速技术[M].北京:机械工业出版社，2001 

[7] 西门子电气传动有限公司.SIMATICS7-300 模块数据手册[Z] ，2005.9

[8] 西门子. step7_V5.2使用入门(中文) [Z] ，2005.9

[9] 西门子电气传动有限公司.SIMOVERT MASTERDRIVES矢量控制书本型变频器（AC-AC）[Z]，2007.10

[10] 西门子电气传动有限公司.SIMOVERT MASTERDRIVES矢量控制三相交流传动系统电压源型变频调速[Z]，2000.10

[11]王也仿:可编程控制器应用技术.北京:机械工业出版社，2001

[12]刘竟成:交流调速系统.上海:上海交大出版社，1998

五、进程安排

指导教师（签字）:    年   月   日

教研室审查意见：

专业教研室主任（签字）:    年   月   日下载本文