[畢業(yè)設(shè)計(jì)精品]PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試

1、西門子plc課程設(shè)計(jì)專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 設(shè)計(jì)題目：plc控制變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試設(shè)計(jì)報(bào)告格式20分設(shè)計(jì)內(nèi)容60分10分10分總計(jì)得分封面3頁(yè)面布局5目錄格式3圖表質(zhì)量4間距、行距、字體6工藝過(guò)程分析8系統(tǒng)控制要求8i/o分配5設(shè)備選型5電氣原理圖系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)10動(dòng)手實(shí)踐能力10總印象評(píng)分10主電路8控制電路8外圍接線圖8 目 錄第一章 緒論.1第二章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容.22.1 設(shè)計(jì)要求.22.2 設(shè)計(jì)任務(wù)和目的.22.3 系統(tǒng)控制求.22.4 控制系統(tǒng)的i/o點(diǎn).3第3章 總體設(shè)計(jì)方案.43.1 選擇機(jī)型.43.2 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu).4 3.2.1 系統(tǒng)主電

2、路圖.4 3.2.2 系統(tǒng)控制電路圖.4 3.2.2 系統(tǒng)外圍接線圖.43.3 設(shè)計(jì)步驟.53.4 系統(tǒng)流程框圖.6第4章 硬件部分設(shè)計(jì).74.1 輸出規(guī)格.74.2 標(biāo)度變換.74.3 變頻器參數(shù)設(shè)置表.7第五章 軟件部分設(shè)計(jì).85.1 程序的主體.8 5.1.1 控制主程序.8 5.1.2 0-20秒上升子程序.。.9 5.1.3 3o-40秒下降子程序.10 5.1.4 60-65秒下降子程序.10第六章 調(diào)試過(guò)程和結(jié)果.126.1 調(diào)試過(guò)程.126.2 調(diào)試結(jié)果.12第7章 心得體會(huì).13第8章 參考文獻(xiàn).14西門子plc課程設(shè)計(jì)：plc控制變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試第一章 緒論可編程控制

3、器（plc）是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。它以微處理器為核心，用編寫的程序進(jìn)行邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等，并通過(guò)數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來(lái)控制機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。如今，plc在我國(guó)各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，掌握plc設(shè)計(jì)和應(yīng)用是從事工業(yè)控制研發(fā)技術(shù)人員必須掌握的一門專業(yè)技術(shù)。任何生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，都包括兩個(gè)基本方面：一個(gè)是滿足生產(chǎn)機(jī)械和工藝的各種控制要求，另一個(gè)是滿足電氣控制系統(tǒng)本身的制造、使用以及維修的需要。因此，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括原理設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。前者決定一臺(tái)設(shè)

4、備使用效能和自動(dòng)化程度，即決定著生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的先進(jìn)性、合理性，而后者決定著電氣控制設(shè)備生產(chǎn)可行性、經(jīng)濟(jì)性、外觀和維修等方面的性能。在現(xiàn)代控制設(shè)備中，機(jī)-電、液-電、氣-電配合得越來(lái)越密切，雖然生產(chǎn)機(jī)械的種類繁多，其電氣控制設(shè)備也各不相同，但電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方法基本相同。在最大限度滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝對(duì)電氣控制系統(tǒng)要求的前提下，力求運(yùn)行安全、可靠，動(dòng)作準(zhǔn)確，結(jié)果簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，電動(dòng)機(jī)及電氣元件選用合理，操作、安裝、調(diào)試和維修方便。要完成好電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，除要求我們掌握必要的電氣設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)外，還要求我們必須經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐，深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，將我們所學(xué)的理論知識(shí)和積累的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用到設(shè)

5、計(jì)中來(lái)。本次課程設(shè)計(jì)正是本著這一目的而著手實(shí)施的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，它是一項(xiàng)初步的模擬工程訓(xùn)練。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我感到更深地了解一般電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法。第二章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容2.1 設(shè)計(jì)要求1.確定控制方案，選擇plc和變頻器。2.畫出電氣控制線路原理圖。3.設(shè)計(jì)程序4.完成plc控制系統(tǒng)梯形圖軟件及其語(yǔ)句表的編制任務(wù)。5.在實(shí)驗(yàn)室條件下，通過(guò)試驗(yàn)調(diào)試初步驗(yàn)證其程序的正確性。2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)和目的1.了解plc控制變頻調(diào)速系統(tǒng)。2.了解s7-200系列cpu加mm440變頻器參數(shù)設(shè)置。3.了解電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則、內(nèi)容與一般步驟。4.掌握plc控制變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試基本過(guò)程

6、及方法。 2.3 系統(tǒng)控制要求1.變頻調(diào)速器受010v輸入電壓控制；0v輸出頻率為0hz，對(duì)應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為0 r/min；5v輸出頻率為50hz，對(duì)應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為1500 r/min；10v輸出頻率為100hz，對(duì)應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為3000 r/min；輸入電壓與輸出頻率按線性關(guān)系變化。 2.要求輸出轉(zhuǎn)速按函數(shù)變化，請(qǐng)編寫梯形圖控制程序，并完成調(diào)試。圖2.3 轉(zhuǎn)速與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系3.改變輸出轉(zhuǎn)速時(shí)間的變化函數(shù)，重復(fù)上述過(guò)程. 2.4 控制系統(tǒng)的i/0點(diǎn)圖2.4 控制系統(tǒng)i/0分配圖第三章 總體設(shè)計(jì)方案本次設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)，選用plc和變頻器的組合可完成數(shù)字量的輸入，實(shí)現(xiàn)模擬量和數(shù)字量的輸出控制

7、?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)頻率的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的控制，使得速度變化更加平滑和實(shí)現(xiàn)精確調(diào)速。3.1 選擇機(jī)型本次設(shè)計(jì)采用西門子s7-200系列plc進(jìn)行控制，從以上分析可以知道，該系統(tǒng)只需開關(guān)量輸入點(diǎn)2個(gè)，模擬量輸出點(diǎn)1個(gè)。參照西門子s7-200產(chǎn)品目錄及市場(chǎng)實(shí)際價(jià)格，選用主機(jī)為cpu224xp(2個(gè)模擬量輸入，1個(gè)模擬量輸出)，本系統(tǒng)變頻器采用西門子mm440通用變頻器。3.2 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)由plc和變頻器組成的控制系統(tǒng)，開關(guān)量輸入端由兩輸入，開始與停止按鈕；plc輸出端是從010v的模擬量作為變頻器的輸入。實(shí)現(xiàn)如下控制：0v輸出頻率為0hz，對(duì)應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為0r/min; 5v輸出頻率為50hz，對(duì)應(yīng)同步

8、轉(zhuǎn)速為1500r/min; 7.5v輸出頻率為75hz,對(duì)應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為2250r/min;10v輸出頻率為100hz，對(duì)應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為3000r/min。3.2.1 系統(tǒng)主電路圖圖3.3.1 系統(tǒng)主電路圖3.2.2 系統(tǒng)控制電路圖圖3.3.2 系統(tǒng)控制電路圖3.2.3 系統(tǒng)外圍接線圖圖3.2.3 外圍接線圖3.3 設(shè)計(jì)步驟(1) 使用plc的兩個(gè)輸入點(diǎn)i0.0和i0.1分別作為系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止信號(hào)的輸入點(diǎn)；(2) 使用plc的一個(gè)模擬量輸出點(diǎn)aqwo作為使電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)的輸出信號(hào)，接到mm440變頻器的ain1+，ain1-端子上；(3) 調(diào)節(jié)變頻器使其輸出頻率受模擬量輸入電壓控制；(4) 然后編

9、制輸出按時(shí)間函數(shù)循環(huán)的梯形圖程序；(5) 最后調(diào)試并運(yùn)行。3.4 系統(tǒng)流程框圖圖4.5 系統(tǒng)流程框圖第四章 硬件部分設(shè)計(jì)4.1 輸出規(guī)格圖4.1 輸出規(guī)格圖如果設(shè)置值超過(guò)下面提供的規(guī)定，將發(fā)生輸出設(shè)置錯(cuò)誤，并將輸出有輸出保持功能規(guī)定的輸出量。根據(jù)設(shè)計(jì)要求選取輸出范圍:010 v.4.2 標(biāo)度變換輸出范圍:010v所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為:0000032000標(biāo)度變換公式：v=aiwo/32004.3 變頻器參數(shù)設(shè)置表 圖4.3 變頻器參數(shù)設(shè)置圖第五章 軟件部分設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)是根據(jù)系統(tǒng)給定的時(shí)間函數(shù)運(yùn)行的，所以軟件的設(shè)計(jì)主要是以時(shí)間原則來(lái)設(shè)計(jì)。5.1 程序的主體（1） 控制主程序（2） 0-20秒

10、上升子程序（3） 30-40秒下降子程序（4） 60-65秒下降子程序5.1.1 控制主程序ld i0.0an i0.1o m0.0= m0.0network 2 ld m0.0an t37ton t37, 650network 3 ld m0.0aw= t37, 200aw= t37, 300aw= t37, 400aw= t37, 600aw= t37, 650call sbr_2:sbr25.1.2 0-20秒上升子程序ld sm0.0an t96ton t32, 5r c3, 1network 2 ld t32= m0.1ton t96, 5network 3 ld m0.1ld c1

11、ctu c1, 2000network 4 ld sm0.0movd 12, vd70dtr vd70, vd70network 5 ld sm0.0itd c1, vd60dtr vd60, vd60movr vd60, vd80*r vd70, vd80round vd80, vd80network 6 ld sm0.0dti vd80, vw90movw vw90, aqw05.1.3 30-40秒子下降程序ld sm0.0an t96ton t32, 5r c1, 1network 2 ld t32= m0.2ton t96, 5network 3 ld m0.2ld c2ctu c2

12、, 1000network 4 ld sm0.0movd 16, vd20dtr vd20, vd20network 5 ld sm0.0itd c2, vd10dtr vd10, vd10movr vd10, vd30*r vd20, vd30network 6 ld sm0.0movd 24000, vd50dtr vd50, vd50*r -1.0, vd30+r vd50, vd30round vd30, vd30network 7 ld sm0.0dti vd30, vw40movw vw40, aqw05.1.4 60-65秒下降子程序ld sm0.0an t96ton t32,

13、5r c2, 1network 2 ld t32= m0.3ton t96, 5network 3 ld m0.3ld c3ctu c3, 500network 4 ld sm0.0movd 16, vd120dtr vd120, vd120network 5 ld sm0.0itd c3, vd110dtr vd110, vd110movr vd110, vd130*r vd120, vd130network 6 ld sm0.0movd 8000, vd150dtr vd150, vd150*r -1.0, vd130+r vd150, vd130round vd130, vd130net

14、work 7 ld sm0.0dti vd130, vw140movw vw140, aqw0第六章 調(diào)試過(guò)程及結(jié)果6.1 調(diào)試過(guò)程1.先將plc程序傳入s7-200plc中，只連接啟動(dòng)與停止開關(guān)，先不與變頻器相連接，以免輸出電壓不正確導(dǎo)致變頻器出錯(cuò)。2.按下啟動(dòng)按鈕，然后用萬(wàn)用表測(cè)模擬量i/0模塊的兩點(diǎn)間的電壓，看是否按照規(guī)定曲線運(yùn)行，如果運(yùn)行正確則證明plc部分調(diào)試成功。3.連接plc的輸出點(diǎn)與變頻器的輸入點(diǎn)，并且調(diào)試好變頻器的參數(shù)設(shè)置。4.最后打開啟動(dòng)按鈕，電機(jī)正常運(yùn)行，并且按照給定的時(shí)間函數(shù)循環(huán)運(yùn)行。顯示的最大頻率是75hz。6.2 調(diào)試結(jié)果系統(tǒng)按照給定的時(shí)間函數(shù)連續(xù)循環(huán)運(yùn)行，如圖所示

15、，由此說(shuō)明系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理可靠，此設(shè)計(jì)完全符合設(shè)計(jì)要求。第七章 心得體會(huì)通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，對(duì)s7-200系列plc的特點(diǎn)有了更深的理解。利用了s7-200系列plc的特點(diǎn)，對(duì)按鈕、開關(guān)等輸入/輸出，模擬量輸入/輸出進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了變頻器在控制作用下的變頻調(diào)速。在本次課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)中，我更深刻地理解和掌握了電器控制及可編程控制器(plc)的理論知識(shí)和動(dòng)手技能。參閱了大量的電器控制及可編程控制器(plc)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的書籍資料，查詢了大量的圖表、程序和數(shù)據(jù)，使得課程設(shè)計(jì)的方案和數(shù)據(jù)更為翔實(shí)和準(zhǔn)確，力求科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，使本次以變頻器為主題的課程設(shè)計(jì)精益求精。經(jīng)歷第一周的查閱資料，讓我了解了更多關(guān)于西門子s7-200和變頻器方面的資料，讓我了解了大概的選型和注意事項(xiàng)，第二周開始自己動(dòng)手做，參照一些編程試著去編一個(gè)程序，資料上查到的是歐姆龍或者是三菱的編程語(yǔ)句，但是通過(guò)他們的編程思路，我們可以借鑒到自己的s7-200程序中，編程序的過(guò)程中遇到了很多問(wèn)題，通過(guò)不斷的問(wèn)同學(xué)，反復(fù)的思考，調(diào)試，終于編出了