基于.PLC實現(xiàn)的三相異步電動機(jī)變頻調(diào)速控實驗報告

/基于PLC實現(xiàn)的三相異步電動機(jī)變頻調(diào)速控制實驗報告學(xué)院：電氣與控制工程學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：1001學(xué)號：0906060124姓名：趙東兵一、實驗名稱：基于PLC實現(xiàn)的三相異步電動機(jī)七段變頻調(diào)速控制系統(tǒng)二、實驗?zāi)康模?.通過電動機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)實驗.進(jìn)一步了解可編程控制器在電動機(jī)變頻調(diào)速控制中的應(yīng)用。2.通過系統(tǒng)設(shè)計.進(jìn)一步了解PLC、變頻器及編碼器之間的配合關(guān)系。3.通過實驗線路的設(shè)計.實際操作.使理論與實際相結(jié)合.增加感性認(rèn)識.使書本知識更加鞏固。4.培養(yǎng)動手能力.增強(qiáng)對可編程控制器運(yùn)用的能力。5.培養(yǎng)分析.查找故障的能力。6.增加對可編程控制器外圍電路的認(rèn)識。三、實驗器件：220VPLC實驗臺一套、380V變頻器實驗臺一套、三相電動機(jī)一臺〔Nr=1400r/min.p=2、光電編碼器一個〔864p/r、萬用表一個、導(dǎo)線若干。四、實驗原理：1.實驗原理：通過光電編碼器將電動機(jī)的轉(zhuǎn)速采集出來并送入PLC中.通過實驗程序?qū)⒉杉降男畔⑴cDM3X<加速>/DM4X〔減速區(qū)的設(shè)定值進(jìn)行比較.當(dāng)頻率滿足設(shè)定值時用PLC控制變頻器〔變頻器工作在端子調(diào)速模式下.電動機(jī)停止加速.保持勻速5S.5S后PLC控制變頻器加速端子繼續(xù)加速。從而實現(xiàn)完成七段速逐段加速。以15HZ為基準(zhǔn)加速頻率上限為45Hz〔可以根據(jù)具體情況設(shè)定.并在最高段速保持10s,此后電機(jī)開始減速.當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的頻率時.PLC控制變頻器停止加速.保持勻速5S.5S后PLC控制變頻器減速端子繼續(xù)減速；反轉(zhuǎn)的運(yùn)動過程與正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)過程相似。2.實驗原理圖實驗速度曲線如下圖：五、實驗相關(guān)器件特點(diǎn)：1.歐姆龍CPM2AH：CPM2A在一個小巧的單元內(nèi)綜合有各種性能.包括同步脈沖控制.中斷輸入.脈沖輸出.模擬量設(shè)定.和時鐘功能等。CPM2ACPU單元又是一個獨(dú)立單元.能處理廣泛的機(jī)械控制應(yīng)用.所以它是在設(shè)備內(nèi)用作內(nèi)裝控制單元的理想產(chǎn)品.完整的通信功能保證了與個人計算機(jī)、其它OMRONPC和OMRON可編程終端的通信。這些通信能力使用戶能設(shè)計一個經(jīng)濟(jì)的分布生產(chǎn)系統(tǒng)。CPM2A計有五個高速計數(shù)器輸入。一個響應(yīng)頻率為20kHz/5kHz的高速計數(shù)器輸入.與四個響應(yīng)頻率為2kHz的高速計數(shù)器輸入〔在計數(shù)器方式下。高速計數(shù)器可以用在四種輸入方式中的任一種下；微分相位方式<5kHz>.脈沖+方向輸入方式<20kHz>.增/減脈沖方式<20kHz>.或遞增方式<20kHz>。當(dāng)計數(shù)與一設(shè)置值匹配或下降在一規(guī)定范圍內(nèi)時.能觸發(fā)中斷。中斷輸入〔計數(shù)器方式可用遞增計數(shù)器或遞減計數(shù)器<2kHz>并在計數(shù)與目標(biāo)值匹配時觸發(fā)中斷〔執(zhí)行中斷程序。2.光電編碼器：光電編碼器.是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應(yīng)用最多的傳感器.光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于光電碼盤與電動機(jī)同軸.電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時.光柵盤與電動機(jī)同速旋轉(zhuǎn).經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號.通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當(dāng)前電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外.為判斷旋轉(zhuǎn)方向.碼盤還可提供相位相差90o的兩路脈沖信號。3.變頻器：〔變頻器可以分為四個部分。通用變頻器由主電路和控制回路組成。給異步電動機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分.稱為主電路。主電路包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)〔又稱平波回路、逆變器。=1\*GB2⑴整流器。它的作用是把工頻電源變換成直流電源。=2\*GB2⑵平波回路〔中間直流環(huán)節(jié)。由于逆變器的負(fù)載為異步電動機(jī).屬于感性負(fù)載。無論電動機(jī)處于電動狀態(tài)還是發(fā)電狀態(tài).起始功率因數(shù)總不會等于1。因此.在中間直流環(huán)節(jié)和電動機(jī)之間總會有無功功率的交換.這種無功能量要靠中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件—電容器或電感器來緩沖.所以中間直流環(huán)節(jié)實際上是中間儲能環(huán)節(jié)。=3\*GB2⑶逆變器。與整流器的作用相反.逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率。逆變器的結(jié)構(gòu)形式是利用6個半導(dǎo)體開關(guān)器件組成的三相橋式逆變器電路。通過有規(guī)律的控制逆變器中主開關(guān)的導(dǎo)通和斷開.可以得到任意頻率的三相交流輸出波形。=4\*GB2⑷控制回路?？刂苹芈烦Ｓ蛇\(yùn)算電路.檢測電路.控制信號的輸入、輸出電路.驅(qū)動電路和制動電路等構(gòu)成。其主要任務(wù)是完成對逆變器的開關(guān)控制.對整流器的電壓控制.以及完成各種保護(hù)功能。控制方式有模擬控制或數(shù)字控。六、各器件參數(shù)設(shè)置：1.變頻器參數(shù)設(shè)置：端口設(shè)定值功能端口設(shè)定值功能F2001啟動方式：端子控制F41114〔OP4反轉(zhuǎn)F2021停止方式：端子控制F41211〔OP5增速F2042端子調(diào)速控制F41312〔OP6減速F2062正反轉(zhuǎn)端子脈沖給定方向F4147〔OP7停止F4096〔OP2>運(yùn)行F41013〔OP3正轉(zhuǎn)2.內(nèi)部寄存器參數(shù)設(shè)置：內(nèi)部端口設(shè)定值<十六進(jìn)制>內(nèi)部端口設(shè)定值〔十六進(jìn)制DM300242DM410790DM310336DM410730DM320420DM420650DM330504DM430560DM340588DM440470DM350672DM450370DM360770DM460270DM66421142DM664200～03高速計數(shù)器模式0：微分相位模式<5kHz>1：脈沖＋方向輸入模式<20kHz>2：增/減輸入模式<20kHz>；4：增量模式<20kHz>04～07高速計數(shù)器復(fù)位模式0：Z相和軟件復(fù)位；1：僅軟件復(fù)位08～150：Z相和軟件復(fù)位；1：僅軟件復(fù)位00：不使用任意功能；01：作為高速計數(shù)器使用；02：作為同步脈沖控制使用〔10～500Hz03：作為同步脈沖控制使用〔20～1kHz04：作為同步脈沖控制使用〔300～20kHz3.編碼器接口：顏色接口棕色24V電源"+"藍(lán)色24V電源"-"黑色<A>0.00白色<B>0.01橙色<C>0.024.PLC端口配置：端口功能端口功能003正轉(zhuǎn)1103反轉(zhuǎn)004停止1004加速005反轉(zhuǎn)1005減速006加速1006停止007減速1102正轉(zhuǎn)1101運(yùn)行七、實驗結(jié)論：按照原理圖接好線經(jīng)檢查無誤后.上電下載編好的程序.并在編程模式下.打開PLC的內(nèi)存.在DM數(shù)據(jù)區(qū)從DM30～DM36依次寫入0242、0336、0420、0504、0588、0672、0770七個加速比較的十六進(jìn)制數(shù)據(jù).DM40～DM46依次寫入0780、0730、0650、0560、0470、0370、0270七個減速比較的十六進(jìn)制數(shù)據(jù).并在DM6642數(shù)據(jù)區(qū)寫入0112.設(shè)置高速計數(shù)器工作模式。之后保存并在線傳送到PLC.再將PLC切換到運(yùn)行模式。按下正轉(zhuǎn)按鈕后.變頻器啟動運(yùn)行電動機(jī)正轉(zhuǎn)加速.頻率達(dá)到每一個階梯后延時5秒再加速.在45Hz左右后.開始減速.減速到停止；反轉(zhuǎn)類似于正轉(zhuǎn)。當(dāng)按下停止按鈕后.變頻器停止工作電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。電機(jī)勻速的頻率為：5.42Hz、14.89Hz、25.04Hz、35.26Hz、46.03Hz。比較接近預(yù)期值.符合實驗要求。力控PLC變頻器監(jiān)控平臺I/O設(shè)備組態(tài)〔采用hostlink協(xié)議2、力控數(shù)據(jù)庫組態(tài)器件定義關(guān)聯(lián)點(diǎn)器件定義關(guān)聯(lián)點(diǎn)正傳按鈕20600二段指示20802反轉(zhuǎn)按鈕20601三段指示20802停止按鈕20602四段指示20803加速按鈕20603五段指示20804減速按鈕20604六段指示20805一段指示20800七段指示20306一段指示20801增速指示20603減速指示20005運(yùn)行指示201083、監(jiān)控平臺九、程序流程圖及程序清單１.流程圖梯形圖程序ＰＬＣ變頻器調(diào)速程序清單LDP_OnＰＬＣ變頻器調(diào)速程序清單OUT200.00LD200.00ANDNOTTIM000TIM000#1LDTIM000PRV<62>00DM0LDNOTTIM000DIFU<13>200.01LD200.01OUT252.00LD200.10OR203.07OR200.08ANDNOT200.03ANDNOT203.00OUT203.07LD200.00OUTTR0AND203.07CMP<20>DM30DM0LDTR0LDP_LTORP_EQANDLDOUT201.00LD201.00OR203.00ANDNOT200.03ANDNOT203.01OUT203.00LD203.00OR204.05OUT208.00LD203.01OR204.04OUT208.01LD203.02OR204.03OUT208.02LD203.03OR204.02OUT208.03LD203.04OR204.01OUT208.04LD203.05OR204.00OUT208.05LD200.00OUTTR0AND203.00CMP<20>DM31DM0LDTR0LDP_LTORP_EQANDLDOUT201.01LD201.01OR203.01ANDNOT200.03ANDNOT203.02OUT203.01LD200.00OUTTR0AND203.01CMP<20>DM32DM0LDTR0LDP_LTORP_EQANDLDOUT201.02LD201.02OR203.02ANDNOT200.03ANDNOT203.03OUT203.02LD200.00OUTTR0AND203.02CMP<20>DM33DM0LDTR0LDP_LTORP_EQANDLDOUT201.03LD201.03OR203.03ANDNOT200.03ANDNOT203.04OUT203.03LD200.00OUTTR0AND203.03CMP<20>DM34DM0LDTR0LDP_LTORP_EQANDLDOUT201.04LD201.04OR203.04ANDNOT200.03ANDNOT203.05OUT203.04LD200.00OUTTR0AND203.04CMP<20>DM35DM0LDTR0LDP_LTORP_EQANDLDOUT201.05LD201.05OR203.05ANDNOT200.03ANDNOT203.06OUT203.05LD200.00OUTTR0AND203.05CMP<20>DM36DM0LDTR0LDP_LTORP_EQANDLDOUT201.06LD201.06OR203.06ANDNOTTIM004ANDNOT200.03OUT203.06LD203.06TIM004#100LD201.00OR201.01OR201.02OR201.03OR201.04OR201.05OR201.10ANDNOTTIM001OUT201.10LD0.03OR206.00OUT200.10LD200.10OR201.08OR200.08ANDNOT200.03OUT201.08LD201.08OUT11.01LD0.07OR206.02OUT200.03LD200.03OUT10.06LD200.10OR200.04ANDNOT200.03ANDNOT200.09OUT200.04LD200.04OUT11.02LD200.04OR200.09ANDNOT200.05ANDNOT203.06ANDNOT210.00OUT10.04OUT206.03LD201.10OR201.12OR200.05ANDNOTTIM001OUT200.05LD200.05TIM001#50LDTIM004OR210.00ANDNOT200.03OUT210.00LDTIM004OR210.01ANDNOT204.00ANDNOT200.03OUT210.01LD210.00OUTTR0AND210.01CMP<20>DM40DM0LDTR0LDP_GTORP_EQANDLDOUT202.00LDTR0ANDP_LTOUT205.00LD202.00OR204.00ANDNOT200.03ANDNOT204.01OUT204.00LD210.00OUTTR0AND204.00CMP<20>DM41DM0LDTR0LDP_GTORP_EQANDLDOUT202.01LDTR0ANDP_LTOUT205.01LD202.01OR204.01ANDNOT200.03ANDNOT204.02OUT204.01LD210.00OUTTR0AND204.01CMP<20>DM42DM0LDTR0LDP_GTORP_EQANDLDOUT202.02LDTR0ANDP_LTOUT205.02LD202.02OR204.02ANDNOT200.03ANDNOT204.03OUT204.02LD210.00OUTTR0AND204.02CMP<20>DM43DM0LDTR0LDP_GTORP_EQANDLDOUT202.03LDTR0ANDP_LTOUT205.03LD202.03OR204.03ANDNOT200.03ANDNOT204.04OUT204.03LD210.00OUTTR0AND204.03CMP<20>DM44DM0LDTR0LDP_GTORP_EQANDLDOUT202.04LDTR0ANDP_LTOUT205.04LD202.04OR204.04ANDNOT200.03ANDNOT204.05OUT204.04LD210.00OUTTR0AND204.04CMP<20>DM45DM0LDTR0LDP_GTORP_EQANDLDOUT202.05LDTR0ANDP_LTOUT