1. 研究目的与意义
随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速发展，交流变频调速技术的发展也十分迅速。电动机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境，推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速性能和起制动平稳性能、高性能、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。
S7-200PLC的变频调速系统远程监控的设计以西门子PLC S7-200为核心控制电机，可由组态王软件实时远程监控。利用变频器和PLC实现了对电机的各种控制，通过合理的设备选型、参数设置和软件设计，提高了电机运行的可靠性，并节约了电能。使工程师、操作人员可以在中央控制室的工控机上方便的浏览现场的工业流程、观察到变频器的输出频率和电机的启动和停止的控制；同时可以在现场进行电机的启动、停止及增减速等的操作。
2. 课题关键问题和重难点
本课题以s7-200、西门子变频器以及组态王作为研究对象，通过step 7编程软件编写变频调速的程序，之后确定变频器的型号，设定变频器的功能参数并设计出变频器调速控制系统的的硬件接线图，分析它们之间的通讯机理，设定相关设备的通讯地址使设备之间进行有效的通讯和监控。
难点：
1、合理的设备选型、参数设置和软件下载、熟悉，硬件设计和对变频器和plc的选型和参数设定及采用什么控制方式是该设计的关键点也是难点之一。
3. 国内外研究现状（文献综述）
随着科学技术的发展，对于改变社会的生产面貌，推动人类文明向前发展，具有极其重要的意义。自动化技术是多种学科的交叉综合，特别在电力电子、微电子及计算机技术迅速发展的今天，自动化技术日新月异。随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速发展，交流变频调速技术的发展也十分迅速。电动机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境，推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速性能和起制动平稳性能、高性能、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。当然，也随着现代化工厂的自动化程度不断提高，不仅要求控制系统的各个部件具有强大的通讯功能，实现同类控制器间的数据交换，还要和目前应用广泛的plc、工控机、变频器等按一定的通讯协议进行数据交换。plc技术，通讯技术，变频器技术的飞跃发展，为我们实现现代化传动控制系统，达到对控制系统在不同情况下的不同要求，提供了良好的技术基础和理论基础。本次设计是针对以前的电气控制一些缺点，采用现在流行的plc控制技术、变频调速技术、现场总线技术来实现电机的各种控制。在本课题的系统中，需要对电机进行转速调节，考虑到电机的启动、运行、调速和制动的特性，采用高功能性控制的通用变频器，此变频器的s型加减速功能和转矩提升功能，能很好的解决转速之间的切换和启动问题。系统中由plc完成数据的采集和对变频器、电机等设备的控制任务。基于s7-200 plc的编程软件采用模块化的程序设计方法，大量采用功能模块重用，减少软件的开发和维护。利用组态软件良好的人机界面和通信能力及profibus总线技术，使工程师、操作人员可以在中央控制室的工控机上方便的浏览现场的工业流程、实现变频器的参数设置、故障诊断和电机的启动和停止的控制；同时可以在现场进行电机的启动、停止及增减速等的操作。
在本设计中，为了实现能源的充分利用和生产的需要，需要对电机进行转速调节，考虑到电机的启动、运行、调速和制动的特性，采用通用变频器西门子micro master 420,采用外控模拟量输入方式控制变频器的启动、调速。系统中由plc完成数据的采集和对变频器、电机等设备的控制任务。基于s7-200 plc的编程软件step 7-micro/win设计程序。利用组态软件组态王良好的人机界面和通信能力，使工程师、操作人员可以在中央控制室的工控机上方便的浏览现场的工业流程、观察到变频器的输出频率和电机的启动和停止的控制；同时可以在现场进行电机的启动、停止及增减速等的操作。
重要的是变频器用于电机的调速控制，可以大大提高电机的控制水平，使电机达到了较为理想的控制效果。此外，变频调速可以大大地节约能源。因此变频调速在电机的控制系统中有着极为广阔的发展前景。实践结果证明, plc 变频调速电机控制系统是一种切实可行、运行可靠的控制系统，减少维修费用和电机的耗电量。利用现场总线方式进行微机监控是一种比较先进的方式，也是今后发展的趋势之一，具有广阔的应用前景。这次设计的变频调速电机控制系统只控制一台电机，还可以当profibus-dp网络上有多台电机时，经过工业以太网与上位机相连，由上位机控制多部电机。即电机网络控制和智能群控系统，以其控制的先进性、快速性、准确性和可靠性亦是电机的发展潮流。
4. 研究方案
随着现代化工厂的自动化程度不断提高，不仅要求控制系统的各个部件具有强大的通讯功能，实现同类控制器间的数据交换，还要和目前应用广泛的plc、工控机、变频器等按一定的通讯协议进行数据交换。plc技术，通讯技术，变频器技术的飞跃发展，为我们实现现代化传动控制系统，达到对控制系统在不同情况下的不同要求，提供了良好的技术基础和理论基础。
本课题设计的变频调速系统单元，采用交流变频调速，通过控制变频器来实现三相异步电动机的开闭环、正反转和快慢速的转换。其具体工作过程如下：从电网上接入380v交流三相电源，首先通过一个空气开关作为漏电保护，然后接入三个熔断器作为过流保护。电动机三相u、v、w接在变频器的输出端口，输入端口l1、l2、l3通过了a级滤波器连接在交流接触器km1上，变频电机的风机则通过热继电器fr1连接在交流接触器km2上，再连接到交流接触器km1的电网上。接下来是变频电机简单的起、停、开闭环、变频调速电器控制线路。其控制线路说明如下：qf1为空气断路器，当空气开关闭合，没有按下启动按钮sb1时，交流接触器km1处于断开状态；当按下起动按钮sb1时，接通交流接触器km1，km1继电器通电，交流接触器km1保持通电状态，可编程序控制器运行，输出端给变频器一个启动信号，电源指示灯hr4亮。在运行中按下按钮sb2，则km1继电器断电，交流接触器km1断开。同时我们还用了热继电器fr1，用于过载保护。在加速和减速过程以外，电机一直是稳速运行。变频电机的加速、减速、慢速和稳速运行全部都由变频器控制。加速和减速过程时间的长短，以及稳速值的大小由人为在变频器中根据需要设定。
s7-200plc的变频调速系统远程监控的设计以西门子plc s7-200变频器为核心控制电机，可由组态王软件实时远程监控plc电机运行状态，该控制系统是一种切实可行、运行可靠的控制系统，减少维修费用和电机的耗电量。设计大致思路分为四部分，见下图。
5. 工作计划
第1周：调研和基本资料查阅、相关资料阅读学习，下载相应的软件和软件视频并熟悉和运用，尽量掌握运用的技能，为灵活应用毕业设计作出铺垫。
第2周：确定课题，查阅相应的资料，消化课题以及完成该设计的可能性，完成开题报告。
第3周：初步确定总体的设计方案，写出相应的设计流程图，画出相应的图表。
