PLC课程设计样本.docx

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PLC课程设计样本

学生实习报告

实习专业班级：

测控技术与仪器081

学生姓名：

宋亮

实习性质：

生产实习

实习单位：

校内PLC实习基地

实习起讫日期：

2月27日~3月9号

指导老师：

刘军

自动控制系统与PLC综合实习

一、实习目：

1、掌握可编程序控制器操作办法。

2、熟悉基本指令与应用指令以及实习设备（PLC、变频器）用法。

3、理解继电器工作基本原理。

4、掌握变频器重要参数设立。

5、掌握PLC和变频器之间通信技术。

6、掌握WinCC组态软件使用。

二、实习任务：

1．将变频器和PLC通过导线进行连接。

通过变频器控制面板进行参数设立。

依照I/O定义，编写PLC程序，实现通过操作面板控制交流异步电动机，停止，正反转切换，并监视电动机故障和运营状态。

2．做WinCC画面，将WinCC和PLC相连，实当前WinCC上对变频器监控。

除了控制电动机起动，停止，正反转切换，监视电动机故障和运营状态外，还要在WinCC画面上进行频率给定以及对实际频率监视。

三实习办法：

1、通信方式有两种：

（1）通过MPI通信实现。

（2）通过Profibus-DP实现。

2、控制方式有两种：

1）本地操作面板控制。

2）远程WinCC画面监控。

四、变频器和PLC工作原理

（一）变频器构造与原理

西门子6SE70系列变频器，SIMOVERTMasterDrives,其外观如图1所示。

图1SIMOVERT变频器

SIMOVERT变频器属于交-直-交电压型变频器，如图2所示。

整流器某些采用二极管不可控整流装置，中间直流环节采用大电容滤波，逆变器采用全控型电力电子器件IGBT构成PWM逆变器。

输出电压波形是与正弦波等效一系列等幅不等宽矩形脉冲，逆变器输出供应三相交流异步电动机定子供电，流过电动机电流近似为正弦波。

变频器控制方式可采用恒压频比控制方式，也可采用矢量控制方式，详细控制方式由参数P100进行设立。

图2变频器内部构造简图、输出电压、电流波形

其中X101上端子1为变频器24V电源，2为变频器地。

3，4，5，6端子为数字量输入/输出端子，7，8，9为数字量输入端子。

X102上15和16为模仿量输入1，17和18模仿量输入2。

19和20为模仿量输出1，21和22为模仿量输出2。

PMU为变频器操作面板。

X300相应USS串口。

23，24，25，26，27，28相应脉冲编码器端子。

（二）PLC设备及编程软件STEP7

S7-300系列PLC工作原理

S7-300是一种通用型PLC，其具备模块化、无电扇构造、易于实现分布式配备以及易于掌握等特点，这使得它能适应自动化工程中各种应用场合，执行各种控制任务，因而其在实践中成为一种既经济又可靠控制装置。

其重要模块为电源和CPU，咱们本次实习所用PLC为CPU314C-2DP，其中集成了数字量输入/输出和模仿量输入/输出。

CPU功能是：

执行顾客程序；为S7-300背板总线提供5V电源；在MPI网络中，通过MPI与其她MPI网络节点进行通信。

数字量输入模块用于连接外部机械触点和电子数字式传感器。

数字量输入模块将从现场传来外部数字信号电平转换为PLC内部信号电平。

输入电路中普通设有RC滤波电路，以防止由于输入触点抖动或外部干扰脉冲引起错误输入信号，输入电流普通为数毫安。

数字量输出模块用于驱动电磁阀、接触器、小功率电动机、灯和电动机起动器等负载。

数字量输出模块将S7-300内部信号电平转化为控制过程所需外部信号电平，同步有隔离和功率放大作用。

本实习中所使用输入输出模块有两个。

五、实习内容：

（一）硬件接线：

1、控制电机启停，正转，反转。

将PLC输出相应继电器常开触电和变频器数字量输入端子相连接。

此处选取PLC输出为Q124.0，Q124.1，Q124.2，变频器此处选取为7,8,9三个数字量输出端。

继电器常开触点另一端接24V-，与变频器电源端子1相连，已构成回路。

2、运营和故障状态检测

端子3为0时表达故障，端子4为1时表达运营。

1相应变频器24V电源，2为变频器地。

变频器数字量输出此处选取3和4。

3、变频器频率给定

将PLC输出模仿量和变频器输入模仿量端子相连接，进行频率给定。

PLC模仿量输出端此处选取AOV1和COM，变频器模仿量输入端此处选取15和16。

4、频率反馈给PLC

将变频器输出模仿量和PLC输入模仿量端子相连，检测电动机实际频率。

变频器模仿量输出端此处选取19和20，PLC模仿量输入端选取AI1V和AI1C，

5、变频器及电动机某些接线

电网来三相交流电，一方面通过断路器，然后连接变频器输入端，变频器输出连接交流电动机定子，给交流电动机供电。

变频器插槽上有CUVC电子板以及CBP2通信板。

其中变频器输入输出端子，引到接线柜第一排黄色端子上。

6、PC机和PLC之间接线

PC机和PLC之间通过MPI电缆连接。

一端插在台式机CP5611卡上，另一端插在PLCMPI口上。

（二）变频器参数设立

变频器参数设立涉及如下4个方面：

参数恢复到工厂设立

工厂设立是装置所有参数被定义初始状态，装置在这个设立下进行供货。

简朴应用参数设立环节

简朴应用参数设立惯用于已精确理解了装置应用条件且无需测试以及需要有关扩展参数进行补充状况。

专家应用参数设立

专家应用参数设立经惯用于事先不能确切理解装置使用条件且详细参数调节必要在本机上完毕状况。

变频器和PLC之间连接参数设立。

1、工厂复位

P053=6运营参数存取。

6表达容许通过PMU和串行接口SCom1变更参数。

P060=2选取固定设立菜单

P366=0所但愿工厂设立选取。

0表达具备PMU原则设立，通过电动电位计MOP设计。

P970=0启动参数复位

参数设立完毕后，先按变频器操作面板上绿色启动键，在暗红色停止键，使其回到初始菜单。

恢复到正常状态为009（开机准备）。

然后再按绿色启动键，再按向上绿头设立频率50Hz。

电动机以频率50Hz进行旋转。

2、迅速参数化

（1）菜单选取

P60=3菜单选取“简朴应用参数设立”

（2）选取变频器进线电压

P71=365输入装置（变频器）进线电压，单位V

（3）设立电动机参数

P95=10输入电机类型，为异步/同步IEC（国际原则）

P100=3输入开闭环控制类型（由于编码器测量不准，因此选取无编码器矢量控制方式）

P101=380输入电机额定电压

P102=4.0输入电机额定电流

P107=50输入电机额定频率

P108=940输入点击额定转速rpm

P114=0控制系统工艺边界条件

P382=0拟定电机冷却方式为自冷。

（4）选定设定值和命令源

P368=0选取设定值和命令源为PMU控制版面进行操作。

（5）启动简朴应用参数设立。

P370=1依照选定参数模块组合变化参数。

按P366进行自动工厂设立。

随后自动化进行参数设立（P115=1）。

（6）结束简朴应用参数设立。

（7）用变频器面板控制电动机旋转。

3、专家应用参数设立

P060=5选取“系统设立”菜单

P068=0输出滤波器（无滤波器）

P071=365装置输入电压V

P095=10输入电机型式为异步/同步IEC（国际原则）

P100=3输入开/闭环控制类型为不带编码器矢量控制。

P101=380输入电机额定电压

P102=4.0输入电机额定电流

P103=0电机额定励磁电流。

此参数在P115=2/3/4时拟定为66.1（%）

P107=50电机额定频率

P108=940输入电机额定转速rpm

P113=15.3电机额定转矩（额定功率/额定转速）

P114=0控制系统工艺边界条件

P115=1计算电机模型“自动参数设立”

P130=10表达无编码器

P383=0电机热时间常数

P384.2=0电机过载停机门槛值

P350=4.0电流参照量

P351=380电压参照量

P352=50频率参照量

P353=1000转速参照量

P354=15.3转矩参照量

P060=1回到参数菜单

P115=2计算机模型“静止状态电机辨识”

注意：

设立完P115=2后，按下P键后，浮现警告信号“A087”，变频器必要在20秒内启动，即在20秒内按下绿色启动键。

在停车电机辨识期间，逆变器脉冲释放，转子进行对中。

P115=4计算机模型“空载测量”

注意：

逆变器释放，电机流过电流，且转子旋转。

再按下“P”键后，浮现警告信号“A080”.变频器必要在20秒内启动。

P536=50输入转速控制回路动态性能

P115=5计算机模型“调节器优化”

注意：

逆变器释放，电机流过电流，且转子旋转。

在按下“P”键后，浮现警告信号“A080”。

变频器必要在20秒内启动。

4、变频器和PLC之间连接有关参数设立

（1）P60=7读取/随意存取。

（2）P368=1选取设定值和命令源为端子排上模仿量/数字量输入。

（3）选取详细设定值、命令源

P554.1=18为ON/OFF1控制，选取数字量输入5（相应变频器X101端子7）

P443=11为速度给定，选取模仿量输入5（相应变频器X102端子15、16）

P571.1=20为正转使能控制，选取数字量输入6（相应X101端子8）

P572.1=22为反转使能控制，选取数字量输入6（相应X101端子9）

P640.1=148为模仿量输出，设立为n/f（act）【频率反馈】

P651=107为数字量输出1（相应X101端子3），设立为无端障。

P652=104为数字量输出2（相应X101端子4），设立为运营。

（4）P60=6写入（转入“Doenload”状态）。

然后显示'021。

（5）P60=1返回到参数菜单。

（三）通过本地操作面板实现监控

编写SETP7程序，使用本地操作面板对电动机进行监控。

L1~L8相应PLCQ124.0~Q124.7，通过8个隔离继电器进行隔离，用它们常开触点开关进行控制。

SB1~SB8相应PLCI126.0~I126.78个输入，这8个输入没有通过继电器隔离。

SEP7程序重要设计环节：

（1）新建项目。

新建文献，取一种名称lichengfei，选取途径C盘。

（2）硬件组态。

插入S7-300站点，然后进入硬件组态窗口，组态机架、电源和CPU等等。

（3）设立MPI连接。

设立CPU连接属性为MPI连接，进行连接测试。

（4）地址设立。

组态后默认数字量输入/输出起始地址为124，可以将其修改为0，以便和实际地址相相应。

（5）下载与调试

将S7-300站下载到PLC中。

在硬件组态DI24/DO16中，将Q124.0（起动）和Q124.1（正转）右侧ModifyValue修变化量值按钮，使其强制修变化量值生效。

使变频器启动。

右击硬件组态中AI5/AO2，选取Monitor/Modify，点击Monitor监视复选框，将PQW752值修改为最大值27648相应50Hz。

修变化量，设立其频率给定为50Hz。

（6）程序设计

由于做WinCC画面控制时将程序中某些值修改，但是只要把相应地址变量名进行修改就可以进行本地操作面板对电动机控制。

详细程序参见WinCC背面有关程序。

（7）将程序进行下载监控，实际对操作面板进行操作，控制电动机起动，停止，正反转切换和频率给定等。

检测电动机运营、故障以及其实际频率值等。

注意：

在用SETP7程序进行本地操作面板对电动机进行控制时，其实遇到了诸多问题，刚开始是接线有问题在教师检查协助下，终于好使了，咱们调试程序，试了好多遍，刚开始没有设立反转到正转功能，日后重设计，终于实现了电机启停，正反转转换功能。

（四）通过WinCC画面实现监控

1）编写远程WinCC控制SETP7程序

要实现用WinCC进行监控，可以通过中间变量M，也可以用DB块来实现，咱们实习中用是通过中间变量实现。

在编写程序前一方面要建立中间变量符号表。

2）新建WinCC项目

（1）添加驱动程序和建立MPI连接

添加SIMATICS7ProtocolSuit驱动程序，在MPI下建立新驱动程序连接。

设立连接属性，将插槽号设立为2。

（2）在MPI下建立变量

在WinCC中建立变量地址要和STEP7中变量地址相似，才干进行连接，依照咱们组设计方案。

在画面中重要使用按钮、圆、I/O域、静态文本。

依照设计方案，咱们设计WinCC画面如下图1所示。

1．按钮用于起动、停止、正反转切换。

在按钮事件下：

按左键处选取直接连接对话框，在其中源中点击常数，输入1，目的中选取起动变量srart。

类似地在释放左键处选取源中为常数0，目的中同样选取起动变量srart。

同样建立停止、正转和反转按钮。

2．圆表达故障和运营批示灯。

在圆背景颜色处，选取动态对话框，选取布尔型，在表达式/公式处选取故障状态变量fault_state。

在是/真处选取背景颜色红色。

同样，制作运营状态批示灯，选取绿色背景色。

3．I/O域用于频率给定。

建立浮点数IEEE754内部变量与频率给定输入/输出域有关联。

在输入/输出域键盘释放处建立C动作。

将输入0-50Hz范畴内频率给定值在（浮点数），相应内部变量，转化到0-27648（无符号16位数）范畴数，通过模仿量输出端子输出。

（d）I/O域用于频率反馈。

在用于频率反馈I/O域输出值动态处建立C动作，将接受到有符号16位数（最大值27648），转化成实际频率值。

详细C动作程序如下图2所示。

（e）静态文本用于表达故障、运营、频率给定和频率反馈。

（3）设立窗口属性

重要设立启动画面，将WinCC组态软件打开后，点击其左侧浏览窗口中计算机，用鼠标右击右侧浮现计算机名称，选取属性，浮现窗口属性设立对话框。

在窗口属性对话框中，在图形运营系统选项卡下，选取启动画面和设立窗口属性，在窗口属性中设立窗口属性，可设立为标题、最大化和最小化。

（4）运营

运营WinCC程序，浮现如上图所示设计WinCC画面，点击起动，频率上显示0.000。

在频率给定处输入频率值，电动机以该频率运营，在频率反馈处显示电动机实际频率。

在运营过程中点击咱们所设计按钮，电动机就以与其相应方式进行运转或停止。

正常运营时运营批示灯显示红色，当电动机故障时，故障批示灯显示红色。

六、实习注意事项

1、电动机很危险，注旨在电动机运营期间要远离电动机。

2、在断电状况下接线。

在变频器断电后也不能及时接线，要等3分钟后再接线，由于变频器中间直流环节有大电容放电。

3、PLC通过弱电控制强电，要注意区别弱电和强电。

接线时不要将导线接在220V或380V强电上。

1）实习感受

通过本次为期两周PLC综合实习，使我进一步理解了PLC和变频器有关知识，对于SETP7软件和WinCC软件环境及用法有了初步理解和掌握。

在对理论运用中，提高了咱们工程素质，在没有做实践设计此前，咱们对懂得撑握都是思想上，对某些细节不加注重，当咱们把自己想出来程序与到PLC中时候，问题浮现了，不是不能运营，就是运营成果和规定成果不相符合。

能过解决一种个在调试中浮现问题，咱们对PLC理解得到加强，看到了实践与理论差距。

将理论与实践结合起来，通过软硬件兼用，进行了对电动机本地操作面板控制和远程WinCC控制。

整个过程中，我明白了PLC、变频器、电动机之间相应关系。

SETP7软件和WinCC软件功能很强大，相信在后来工作中也会经惯用到。

在设计过程中咱们还得到了教师协助与意见。

在学习过程中，不是每一种问题都能自己解决，向教师请教或向同窗讨论是一种较好办法。

通过本次实习，一定限度上也提高了自己动手能力和分析解决问题能力。

总之，本次实习使我受益匪浅，这将会对我后来工作等方面起到很大协助作用。

对实习教学意见和建议

增长某些接线实习，这样能更好让咱们能更好理解plc

考勤记录

迟到天

旷课天

实到天

成

绩

考

核

实习态度

实习纪律

业务能力与水平

实习日记

和报告撰写规范

总成绩

五级分制

考试（口、笔试）

报告

内涵

作业、思考题

指引教师：

年月日