基于USS协议的PLC与变频器的通信设计与研究Word文件下载.docx
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主要内容；
本文综合应用电子学与机械学知识去解决基于可编程控制器的变频调速系统，本次设计选用三相异步交流电机，而PLC和交流电机无论在工业还是生活中都是应用最广，因此本次设计具有相当的实用价值
技术指标：
误差≤±
5%
2、毕业设计（论文）基本要求
要求：
能按时完成毕业设计（论文）各阶段所要求的工作，
论文结构完整、合理，条理清晰，对实验方案的论述正确
3、所需数据资料及参考文献
（1）张万钟主编，周渊深主审〈可编程控制器应用技术〉，化学工业出版社2007
（2）张明金、于静主编，〈电工电子技术〉，北京师范大学出版社2005
（3）常斗南，〈可编程控制器（第2版）〉，北京：
高等教育出版社1994
（4）魏天路、倪依纯主编，〈机电一体化系统设计〉，机械工业出版社2007
4、进度计划
序号
阶段性工作及成果
时间安排
1
2
3
4
5
6
申报毕业设计（论文）课题
开题会，各指导教师下达任务书。
全体指导教师及学生大会：
考试时间调整；
各指导
教师检查工作进展情况。
课题设计、撰写论文、实物制作
上交有关材料给指导老师
答辩会
2013-9
2013-10.2
2013-10-20
2013-9~2013-12
2013-11-26
2013-12-7
第一章绪论...................................................................................................................................1
1.1课题研究的背景................................................................................................................1
1.2课题的来源和意义............................................................................................................2
1.3本文研究内容和所做工作................................................................................................2
第二章PLC简介...........................................................................................................................4
2.1PLC的原理........................................................................................................................4
2.2PLC的特点........................................................................................................................5
2.3PLC的应用领域................................................................................................................6
第三章通用变频器原理...............................................................................................................7
3.1变频器的工作原理...........................................................................................................7
3.1.1变频器的基本结构和原理.....................................................................................7
3.1.2交一直变换电路........................................................................................................8
3.1.3直一交变换电路........................................................................................................9
3.1.4能耗制动电路.......................................................................................................10
3.1.5变频器的控制方式.........................................................................................……11
3.1.6变频器的干扰问题...............................................................................................12
3.2变频器的类别.................................................................................................................13
3.2.1根据变频环节的不同的分类...............................................................................13
3.2.2根据主电路工作方式分类...................................................................................14
3.2.3根据电压的调制方式分类...................................................................................14
3.3变频调速控制系统的优势.............................................................................................14
3.4实现变频调速要解决的问题.........................................................................................16
3.4.1大功率开关器件是实现变频调速的必要条件...................................................17
3.4.2变频变压.........................................................................................................17
3..9变频调速的现实意义................................................................................................19
第四章控制系统的设计.............................................................................................................20
4.1系统的硬件介绍.............................................................................................................21
4.1.2TP270触摸屏..................................................................................................……21
4.1.3变频器.............................................................................................................……21
4.1.4光电编码器...........................................................................................................23
4.2系统的界面设计.............................................................................................................24
4.2.1Protool组态语言...................................................................................................24
4.2.2开机画面设计.......................................................................................................26
4.2.3主画面...................................................................................................................26
4.2.4报警画面...............................................................................................................26
4.2.5I/O点画面.............................................................................................................26
第五章系统通信设计和调试.....................................................................................................29
5.1通信方式的选择.............................................................................................................29
5.2PLC之间的通讯.............................................................................................................31
5.2.1NETR（网络读）和NETW（网络写）指令.....................................................31
5.2.2通信程序的设计...................................................................................................32
5.3PLC与变频器的通讯.....................................................................................................35
5.3.1USS协议.........................................................................................................……35
5.3.2USS通信数据格式和编程要求.....................................................................……37
5.3.357-200的接收和发送指令（XTM/RCV）.........................................................39
5.3.4设计通信程序.................................................................................................……39
5.4通信参数设置...........................................................................................................……47
5.4.1PP工和MPI协议....................................................................................................47
5.4.2通信参数设置.................................................................................................……48
5.5系统通信..........................................................................................................................50
5.5.1PLC之间的通信调试...........................................................................................50
5.5.2触摸屏与PLC的通信调试..................................................................................50
5.5.3PLC和变频器的通信...........................................................................................51
5.5.4变频器、编码器和电动机的通信测试...............................................................52
5.5.5调试分析.........................................................................................................……52
第六章结论.............................................................................................................................5
参考文献.......................................................................................................................................54
致谢...........................................................................................................................................56
基于PLC与与变频器的通讯调速系统
杜洪恩
【摘要】目前，各种自动化技术手段并行发展、相互融合，为工业控制提供了多种可行的技术途径。
可编程序控制器技术、工业控制计算机技术、分布式控制系统、数控系统、人机界面技术以及各种嵌入式控制器系统的快速发展进一步提升了工业自动化技术的发展水平。
在工业自动化控制领域的发展过程中，变频器的使用越来越受人们的关注。
但是变频
调速具有一定的技术难度，人们需要一个慢慢了解和熟悉的过程。
变频器的使用最主要的
一个特点就是节能和降低成本，许多传统的耗能设备都要进行技术改造。
所以变频调速技
术的推广有着十分重要的现实意义。
同时，随着PLC的不断发展，使得工业自动化控制更
加的准确、方便、安全和可靠。
把PLC和变频器结合起来一起对电机传动进行控制，实现
远程监视网络控制系统。
在实际工程中，有的企业己实现了全车间或全厂的综合自动化，即将不同厂家生产的
可编程设备连接在单层或多层网络上，相互之间进行数据通信，实现分散控制和集中管理。
因此，通信与网络己经成为控制系统不可缺少的重要组成部分，也是控制系统的设计和维
护的重点和难点之一。
在小型自动化控制系统中，USS协议通信是一种很成功的解决方案，能显示出具有硬
件逻辑简单、抗干扰能力强的特点，可以实现车间级的现场总线网络控制。
本文介绍了自
动化控制技术的综合应用，将各种通用的自动化技术与实践优化结合，将SIEMENS公司
的57-200PLC和变频器应用于铜大拉机的自动控制中，通过基于USS协议的RS485总线
进行组网，进行PLC和变频器对电机的控制，其中PLC和变频器之间的通信设计最为关
键。
并且将其作了标准化的设计，可以应用于多个自动化控制系统中，大大节约了项目的
开发时间和成本，在实际应用中取得了良好的效果。
关键词:
自动化控制，USS协议，变频器，PLC，通信
第一章绪论
1.1课题研究的背景
在工业自动化控制领域的发展过程中，控制系统的发展经历了模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统（DCS:
DistributionControlSystem）、现场总线控制系统（FCS:
Field-busControlSystem）}1]fz]f3]。
现场总线具有开放性、分散化和低成本的三大特征。
它的出现使传统的自动控制系统产生了划时代的变革，网络化的操作系统开始流行，并发挥了巨大的作用。
计算机及通信技术己经成为工业环境中大部分解决方案的核心部分，其在控制系统中的比重正在迅速增加。
目前，在工业企业自动化技术应用中，自动化控制系统广义上按功能可分为三个层次，见图1.1，分别是基础自动化、过程自动化和管理自动化，核心是基础自动化和过程自动化。
其中，基础自动化部分涵盖了常规意义上的自动控制系统的内容，过程自动化部分是基于信息化技术的自动化，管理自动化则是最上层的融合了控制技术、管理技术的综合自动化技术[4]
图1.1:
白动化应用系统功能结构图
本文要阐述的是电线、电缆用铜线的拉拔设备的自动化控制系统的设计。
目前电线电缆专用设备中仅有很少部分是自动化的，在设备部件中，也似乎只有放线和收线装置，可使电缆的收线、放线以及调换线盘实现自动化。
生产过程自动化的一种可能是将两道工序合并在一条生产线上。
较高一级的自动化是自动化物流处理系统以及生产过程和生产线的控制系统。
物流处理系统通过自动线盘搬运和信息加工使两道或两道以上的生产工序的生产过程协调一致，从而得到均衡的物料流动和机器的高利用率。
该系统包括1w-4个线盘搬运机器人，这些机器人在生产线（机群）、立体仓库和控制装置之间来回搬运线盘。
过程控制系统由可编程序控制器和工业计算机组成，通过可编程序控制器对生产线的运行进行控制;
通过工业计算机跟踪生产的现实情况，对生产和产品质量进行管理;
该系统还可通过屏幕实现人机对话。
采用过程控制系统可使生产线的效率和产品质量达到最佳化，而不受操作者的技术水平和能力的影响。
生产线能储存大量的工艺文件，以便迅速调换产品，并能持续监察和记录产品质量，对产品进行全面的描述。
1.2课题的来源和意义
大拉机是铜加工生产中的咽喉设备。
十几年来国产拉丝机水平有了稳步的提高，并己系列化除拉线速度尚有一定差距外，连续退火、快速换模、双盘收线、拉丝鼓轮等离子喷涂等先进技术己得到应用。
近几年来，国外拉丝机虽然没有突破性的进展，最高拉线速度也己稳定，但在结构上也有一些值得借鉴的改进。
例如一些大拉机采用浸没式乳浊液润滑系统，提高铜线的表面质量，延长鼓轮和模具的寿命;
改进大拉连续退火装置中导轮和退火轮的布置，简化导线路径，降低操作高度，便于穿线和维护保养;
主齿轮箱采用标准化的模块结构，可以根据用户订货要求组合成不同拉制道数的拉丝机。
在拉丝机系列中，巨拉机和微细线拉丝机由于需求量小，发展缓慢，差距较大[}s}。
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