基于PLC的电机调速控制综合系统广州大学Word文件下载.docx
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5、设置电机正常转速范围(上、下限),当电机转速超出正常范围时,停机并报警,并可复位报警信号。
6、软硬件选型说明表以下:
序号
名称
数量
备注
1
西门子PLC编程软件STEP7
软件
2
MCGS组态软件
3
PLC
1台
S7-200PLC
4
变频器
欧姆龙变频器3G3JV
5
电机
鼠笼式电动机
6
下载电缆
1根
7
通信电缆
PC/PPI+
二、I/O点和输入输出设备对应关系表
PLC和变频器对应接线表
PLC端口
变频器端口
Q0.0
S1
控制电机正转
Q0.1
S2
控制电机反转
1L
SC
提供频率指令电源
V
FR
V为PLC模拟电压输出端,FR为变频器模拟电压接收端(0--10V)
M
FC
公共端互连
组态软件和PLC通信关系表
组态参数
PLC各寄存器
正转按钮
写M0.0
反转按钮
写M0.1
电机转速输入
写VD0
同时输入修改电机转速
电机频率
读VD2
实时显示电机频率
电机转速
读VD4
实时显示电机目前转速
另外,变频器U、V、W端口分别接电机A、B、C三相,图:
三、系统原理图,包含主电路和控制电路。
西门子S7-200PLC
欧姆龙变频器3G3JV
鼠笼式异步电动机
带有电压模拟输出测速表
四、软硬件相关设置说明
1、软件相关设置:
MCGS组态软件和西门子s7-200PLC连接相关设置以下:
2、欧姆龙变频器参数设置:
n01=08;
n02=01;
n03=02;
n32=0.4
五、程序功效具体说明
1、MCGS组态设计,设计界面和功效以下:
(1)电机运转前必需先输入转速(比如800r/min)然后点击正转或反转按钮,为了安全,在电机转向切换时,先按停止,待电机停下再进行转向变换。
(2)该组态设置了电机转速报警,大于上限值(比如|1200|r/min)时停机报警。
(3)该组态可正确转换编码器转速对应频率。
(4)PID控制参数于PLC程序中编好,采取效果最好一组。
(5)各参数设置详见上文第四硬件设置部分。
2、西门子s7-200PLC原程序具体说明以下:
(见下页)
(1)主程序详解:
//调用子程序SBR_0,初始化PID模块
//控制电机正转
//控制电机反转
(2)子程序SBR_2详解
//将输入转速转化为0—1大小,并保留至AC1
(3)子程序SBR_0详解(PID模块初始化):
//过程变量值PVn=0.75
//百分比项增益Kc=50.0
//采样周期Ts=0.1s
//积分时间常数
T1=10.0min
//微分时间常数
Td=0.0
//将SMB35定时器
设置为100ms
//使能、调用中止程序
(4)中止程序INIT_0详解:
//将模拟量输入值AIW0
转换为双整数
//将AC0双整数转换为
实数
//AC0/285.0=实际频率
保留至VD2
//AC0/10.81=实际转速
保留至VD4
//AC0/3=“-1--1”
//判定AC0<0
若小于,则乘以
-1,变正数
//将AC0值传送到VD100
过程变量值PVn处
//调用子程序SBR_2
//将AC1值传送到VD104
给定值SPn处
六、调试过程:
调试阶段问题分析,处理方法,测试统计和结果分析。
1、使用变频器直接控制转速,测得一组试验数据以下表:
转速V(r/min)
模拟电压输入U(v)
VIW0(AD转换值)
VIW0/V(倍数)
306
3300
10.78
602
6500
10.79
893
9650
10.80
1190
12860
10.81
1483
16090
10.84
1728
5.83
18730
分析数据可得:
(1)AD转换值和实际转速倍数大约在10.81;
(2)1728r/min为最大转速,对应VIW0为18730;
(3)输入转速V/最大转速Vmax←->
“0-1”;
(4)“0-18730”*1.7084←->
“0-3”。
2、由数据分析换算关系,可用于程序编写设计使用,使调速、速度监控愈加正确。
七、小组组员收获体会、系统存在问题和深入改善意见
1、小组组员分工:
(1)卢泽涛关键负责PLC程序设计编写;
(2)吴钟森关键负责MCGS组态界面设计;
(3)夏杰东关键负责硬件接线,变频器参数设置;
(4)三人合作一起完成调试阶段,数据统计,问题分析,处理方法,改善
提议,汇报撰写等。
2、系统存在问题及深入改善:
现在电机转速波动较大,在±
50r/min左右。
改善意见:
能够在采样时进行滤波,即提升中止采样速度,每10才采样值相加,再去平均值,可很好抑制波动。
3、组员收获体会:
(1)卢泽涛:
此次课程设计我关键负责PLC程序编写,设计系统整体原理思绪,撰写汇报等。
以后次控制系统课程设计中,我对西门子s7-200编程指令,功效模块(PID指令),系统原理设计等愈加熟悉了,对变频器基础参数设定、对MCGS组态界面设计,搭建和PLC通信也有了一定了解。
基础掌握了使用组态—PLC—变频器闭环PID系统控制。
总来说,此次课程设计编程技术,参数设定,通信技术和汇报撰写我有学习到东西,收获颇丰!
(2)吴钟森:
伴随老师验收结束,课程设计也告一段落。
在课程设计过程中,我体会颇多、收获颇多。
这次控制系统课程设计内容是用西门子PLC做一个闭环调速电机控制系统,并使用组态软件实时操控电机。
在确定课题后,当日晚上就翻查变频器说明书和PLC书本,自学PLC模拟量使用和组态软件使用,确定大致进度表,因为我认为对待设计项目,必需树立一个严谨态度,认真对待。
次日优异行了变频器测试,直接用变频器控制鼠笼式电机,用旋钮调速。
测试完就和组员讨论具体接线,我们之所以先确定接线,是为了方便同时进行组态软件通信设置,这点细节也就成为了我们组进度较快决定性原因。
在完成基础编程任务后,我就关键负责组态搭建任务了。
在自学组态过程中,我碰到了很多困难,通信失败,实时数据库了解有误。
于是我请教老师,在老师讲解下逐步探索到要领,最终担起演示控制系统任务。
此次课设不仅巩固了了PLC知识,还学习了组态使用,掌握了欧姆龙变频器远程操作原理,提升了本身学习能力,和组员共同处理问题过程也感受到了喜悦。
以后也将以严谨态度对待多种挑战。
(3)夏杰东:
在这次课程设计中,我关键负责是部分辅助性工作,在贡献方面来说没有其它两位组员大,可是学到东西一样很多,以前面试时候提起PLC,专业人员全部会说到触摸板,我当初连触摸板是什么概念全部不太清楚。
经过这次课程设计,让我学会了组态使用,也了解触摸板对PLC控制和使用,相信对我以后和工作和学习有很大帮助。