综合实训 郑夏.docx
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综合实训郑夏
燕山大学
课程设计说明书
题目：
基于ACS880的交流调速系统调试
学院（系）：
电气工程学院自动化系
年级专业：
11级计控1班
学号：
110103020033
学生姓名：
郑夏
指导教师：
高娟娟呼忠权
教师职称：
助教助教
前言
为期四天的PLC综合实训很快就结束了。
本着在毕业之前能学到更多知识、很好的将理论与实践相结合的原则，在老师的耐心指导下，我们在此次实训中也都积极上进，勤于下问，学到了很多之前都不曾了解的知识！
当自己编写的流水灯、控制电机运动状态、控制工业小车流程等的程序通过调试在硬件设备上实现的时候，真是又激动又开心，能在乐趣中学习真是一件美好的事情。
虽然只有仅仅的四天，但是我们的实习内容却是安排得很充实，第一天，在老师的耐心讲解的指导下，我们查线校线，并且采用Visio或者AutoCAD绘制了电气原理图，理解了系统组成及基本工作原理；第二天，我们每组完成了流水灯控制，编写了PLC的梯形图程序以及HMI（触摸屏）程序，模拟其工作过程；第三天，我们完成了该套交流调试系统的基本调试，通过I/OBOX或HMI控制电机的启停、正反转、正向点动、反向点动、升速降速；第四天，我和我的组员先了解了工业现场运输小车的工艺过程，根据其控制要求编写了PLC和HMI程序，模拟运输小车的控制过程。
这四天过得很是充实，学习到了很多知识！
摘要
本次课设是通过使用ABB相关的软件及硬件来实现电机的控制、流水灯系统、工业小车工艺过程的模拟。
硬件方面主要包括：
变频器ACS880、HMI触摸屏CP650、模块CM572-DP、模块PM583、模块DC532、模块AX521等，软件方面主要包括：
PanelBuilder600Studio、PS501、CoDeSys、Visio绘图软件等。
关键字：
电机控制、ABB、ACS880、系统模拟
目录
第一章设备组成……………………………………………..6
第二章PLC控制系统硬件电路设计……………………….7
一、硬件介绍………………………………………..…..7
二、主电路设计………………………………………….9
第三章变频器参数设置……………………………………10
一、ACS880变频器接线图………………………………10
二、ACS880变频器参数设置…………………………….11
第四章PLC控制系统软件介绍及设计……………………13
一、PS501介绍………………………………………….13
二、软件设计……………………………………………15
第五章触摸屏人机界面介绍及设计………………………...21
一、PanelBuilder600Studio介绍…………………………21
二、HMI创建工程时的参数设置…………………………22
三、具体的页面设置…………………………………….23
第六章实现电脑、PLC、HMI的联接…………………….24
一、网线设置…………………………………………24
二、HMI设置…………………………………………25
三、PLC设置…………………………………………25
四、电脑设置…………………………………………25
第七章控制系统的整体实现…………………………………26
一、循环彩灯控制系统的实现……………………………..26
二、交流调速系统的基本功能的实现………………………28
三、工业现场运输小车工艺过程的实现……………………..31
第八章调试过程中出现的问题及解决办法…………………..33
第九章心得体会………………………………………………..33
第一章设备组成
我们组用到的ABB传动实训设备，由ACS880ABB变频器、ABBAC500系列PLC、ABBCP650触摸屏、三相交流电机、I/OBOX及ABB低压电器等组成，可完成如下实验：
一、ABB变频器实验及测试：
1、熟悉不同型号的变频器外部硬件电路及关键参数设置，包括制盘、上位机软件；
2、熟悉变频器的两种控制模式（LOC/REM）;
3、I/OBOX对变频器DI/DO,DIO,RO,AI/AO的测试；
4、变频器扩展功能测试，具体参考ABB提供的培训课件。
二、ABBPLC实验及测试
1、I/OBOX对PLC的DI/DO,AI/AO的测试，包括PLC程序编制、下载及调试，以及通讯参数设置；
2、CP650与PLC的连接、通讯及调试，包括触摸屏及PLC程序的编程、下载及调试，以及通讯参数设置；
3、AC500PLC与ECOPLC之间的通讯及调试。
三、触摸屏、PLC与变频器联调：
1、PLC与变频器之间的数据传输与控制，并通过人机界面完整的显示系统信息及状态；
2、PLC与变频器之间的总线通讯，包括Modbus、Profibus、Canopen、Ethercat、Profinet。
第二章PLC控制系统硬件电路设计
一、硬件介绍
1.控制电机参数介绍
电动机型号：
QPL6100L，额定电压：
380YV
额定电流：
5.31A，额定转矩：
14.0N·m
额定转速：
1430rpm，额定功率：
2.2KW
频率：
5-100HZ，cosφ=0.79，极数：
4
2.变频器ACS355介绍
ACS355是一种用来控制异步交流感应电机和永磁同步电机的变频器，它可以安装到墙上或者柜体中。
本课设中，启动使用DI1,2模式，调速使用DI3,4,5模式，其中DI1口对应接线为公头的DW.W19_DI1，母头与其相对应的为P2D.W19DC523.C16，剩下的DI2至DI5依次类推，分别对应公头的DW.W20_DI2至DW.W23_DI5和母头的P2D.W20DC532.C17DC532.C17至P2D.W23DC532.C20。
3.PLC模块DC532介绍
模块DC532为数字输入输出模块，含有30个输入口，15个输出口，其中输入口在ABB模拟软件中对应的地址为%IX0.0.0至%IX0.3.7，输出口对应的地址为%QX0.0.0至%QX0.1.7。
4.HMI触摸屏CP650介绍
HMI触摸为人机交互界面，通过软件PanelBuilder600Studio实现对该界面的编辑，使得该界面上的插件与PLC里的程序形成映射关系，从而达到通过HMI触摸屏控制PLC程序运行的目的。
二、主电路电路设计
第三章变频器参数设置
一、ACS880变频器接线图
二、ACS880变频器参数设置
Threetargets
ThecontroloftheStart-upandStop
启停的控制
WhichsignalisthecontroloftheStart-upandStop.
Overriding,DIetc?
ThechoiceoftheReferencesource
给定源的选择.
WhichsignalisthecontroloftheSpeed.
Overriding,AIetc?
Theotherse.g.ACC/DECtime,Enablesignal,Fault
signal,PIparameteretc.
其他信号的设置
99.01LANGUAGEEnglish
99.02APPLICATIONMARO
五个预设宏和两个用户宏
99.05MOTORNOMVOLTAGE
电机的而定电压范围:
（1/2~2）xUN
99.06MOTORNOMCURRENT
控制模式是DTC时，允许的范围是（1/6~2）xI2hd（重载电流）
控制模式是Scalar时，允许的范围是（0~2）xI2hd（重载电流）
如果多个电机连接到一个逆变器上，电流应为各电机总和
电机的励磁电流不超过90%的逆变器额定电流
99.07MOTORNOMFREQ8~300Hz
额定频率（50Hz60Hz）
99.08MOTORNOMSPEED1~18000rpm
电机额定速度
如果改变该参数，速度限幅参数也会自动改变
99.09MOTORNOMPOWER0~9000KW
电机额定功率
如果变频器上连接了几个电机，那么将电机总功率输入该参数
99.04MOTORCTRLMODE（DTC,Scalar）
如果选择了Scalar,不用做电机辨识了
建议在第一次IDRun之前，在Scalar模式下低速运行电机以确定电机的方向
和安装
DTC适合大多数的应用
以下情况建议SCALAR控制。
-一个变频器带多个电机
-当电机额定电流小于模式额定电流的1/6
-无电机测试
-应用升压变压器带中压电机
99.10MOTORIDRUNMODE（IDMAGN,Standard,Reduce）
IDMAGN:
不执行IDrun，在零速时给电机建立20~60秒的磁场来估算电机模型，这适用于大多数应用
StandardIDRun:
这能提供最精确的控制，IDRun大约1分钟
注意:
电机脱开负载
ReducedIDRun:
简化的ID辨识。
以下情况选择
-机械损耗于20%（例如电机不能脱开负载）
-电机运行时不允许减少磁通（例如在电机端集成制动设备）
99.03APPLICRESTORE
恢复参数到所选应用宏的初始值
如果选择标准应用宏，参数值将被恢复到所选应用宏的初始值，但是99组
参数和电机模型不会改变
如果选择用户宏，参数将被恢复到最近一次的保存值，最近一次保存的电机模型被恢复，但99组和1605参数不会改变
当应用宏改变时，参数和电机模型的改变也是同样的原则
99.11DEVICENAME
设置传动或应用工段的名称
只能用DriveWindow设置该参数
第四章PLC控制系统软件介绍及设计
一、PS501介绍
PS501是用于对AC500全系列PLC产品进行配置和编程的标准软件。
PS501V2.2.0由ControlBuilderPlusV2.2.0（简称CBP）和CoDeSysV2.3.9（简称CoDeSys）组成。
通过CBP完成工程和设备的管理，为AC500全系列产品提供以下配置方案：
CPU配置；
I/O模块配置；
所有接口和现场总线配置。
通过CoDeSys完成程序的编写、下载和调试等功能，并为编程者提供如下便利：
标准化编程（符合IEC61131-3标准）-五种编程语言（结构化文本（ST）、功能块图表（FBD）、指令列表（IL）、梯形图（LD）、顺序功能图（SFC）），连续功能图（CFC）；
全面的功能块库并支持用户自定义库；
离线仿真功能-不需要连接PLC硬件；
用于程序测试的调试查错功能；
具有可视化界面；
采样跟踪-过程变量的时序图；
配方管理和监视列表。
1.CoDeSys介绍
CoDeSys是AC500PLC基于Windows平台的编程工具，具有以下主要功能及特点：
符合IEC61131-3标准，采用积木式结构单元POU进行编程；
支持LD、IL、ST、FBD、SFC、CFC等六种编程语言；
指令丰富，支持多种数据类型；
支持用户自定义库；
具有软件仿真、断点调试及程序检查等功能；
具有可视化界面、变量跟踪功能，从而可以实现控制过程的可视化。
二、软件设计
1、ControlBuilderPlus中的操作
新建工程project1，选择AC500并添加如下图所示的设备：
确定后弹出如下框图，点开PLC，选择AC500PM583-ETH,添加设备列表如下：
右击TA524_Slot（Dummymodule）选择更新设备，出现下面框图，选择拔设备在现场总线的Profibus类别下添加CM572_DP。
如下图所示：
同样的方法，右击IO_BUS添加设备，中添加DC532，AX521，如下图所示：
CommunicationModules中，在Onboard_Ethernet类别下添加Modbus_on_TCP_IP,如下图所示：
然后双击添加上的Modbus_on_TCP_IP（ModbusonTCP/IP）,出现如下框图，将服务器连接改为12。
双击DC532可出现下面框图，可以将输入输出通道重命名，即I/O映射，方便之后的编程就可直接使用名字，不需要写地址。
第五章触摸屏人机界面介绍及设计
一、PanelBuilder600Studio介绍
通过该软件可以实现对HMI人机交互界面的编辑，使PLC控制起来更加直观效率。
在编程时，由HMI控制的变量应存放在地址%MX0.X.X中，并映射到相应的插件上，由此才能实现PLC与触摸屏的联动。
二、HMI创建工程时的参数设置
用PanelBuilder600Studio软件新建工程后，双击Protocols出现下面框图，点击PLC选择ABBModbusTCP,单击“工程”，然后选择“导出”，将程序输出到文件夹内。
打开PanelBuilder600Studio，在Protocols中添加一个ABBModBusTCP,然后出现下面的子框图，并将IP地址设置为PLC的IP地址即192.168.0.10，在PLCModels下选择ABBPM59x,PM58x,PM573Ethernet。
如下图所示：
然后在Tags中选择ImportTags将文件夹里的程序（.csv）导入到Tags中并选择需要映射的变量添加到Tags中，添加完后如下图所示：
三、具体页面设计
1、具体插件的设计
在Pages栏添加两个页面：
page1，page2，完成后如下图所示：
通过图片插件，文字插件，按钮插件，灯插件对两个页面进行编辑
2、映射
在按钮和灯的插件上单击左键，右侧弹出菜单选择“attachto”选项，将相应的插件与相应的变量关联，如下图：
3、上传HMI
单击上传按钮，弹出上传界面，将界面下端的IP地址改为HMI的地址即192.168.0.12。
第六章实现电脑、PLC、HMI的联接
一、网线设置
在PLC、电脑、HMI的网线接口上分别接一根网线并通过TP-LINK路由器将其联接在一起由此使PLC、电脑、HMI实现彼此间的通讯。
二、HMI触摸屏设置
长按开机键直至触摸屏上显示出菜单，
将HMI的IP设定为192.168.0.12。
三、PLC设置
将PLC重置，其默认IP地址为192.168.0.10。
四、电脑设置
打开网上邻居，在本地连接上单机右键选属性选中Internet协议（TCP/IP），然后点击属性，选中“使用下面的IP地址”，并将下面的IP地址设置为192.168.0.30，子网掩码设定为255.255.255.0。
第七章控制系统的整体实现
一、循环彩灯控制系统的实现
1、在CoDeSys工具上的程序编写
2、在PanelBuilder600Studio上实现的HMI界面控制
二、交流调速系统的基本功能的实现
1、在CoDeSys工具上的程序编写
除了第四章常规的参数设置之外，控制电机还需要设置其它两个参数，即输出通道的Output16和Output17分别重命名Y0和Y1，Y0的得电/失电控制电机的启/停，Y1的得电/失电控制电机的正向、反向，然后还需将Output0，channelconfiguration的值改为-10V…+10V,如下图：
2、在PanelBuilder600Studio上实现的HMI界面控制
三、工业现场运输小车工艺过程的实现
1、在CoDeSys工具上的程序编写
2、在PanelBuilder600Studio上实现的HMI界面控制
第八章调试过程中出现的问题及解决办法
调试过程中出现了很多问题，例如通讯错误，或者现象不太对，我们组通过自己探索，请教老师和同学，都找到了解决的办法，有时是没有把HMI的IP地址改为192.168.0.12，或者有时因为粗心界面控制按钮和灯的映射没有设置对，或者是其他的一些参数设置的有问题，当然也有程序的编写问题，我们通过一步步修改和设置，最终都达到了所要求的模拟现象，完成了任务。
第九章心得体会
和学别的学科一样，在学完PLC理论课程后我们做了该门课程的课程设计，此次设计以每人一组的方式进行，每组有两到三个题目。
我做的是HMI彩灯循环控制、电机控制、工业小车工艺流程系统。
由于平时大家都是学理论，没有过实际开发计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。
但通过各方面的查资料并学习。
我基本学会了PLC编程与设计的步聚和基本方法。
在一个实验室里工作给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。
通过这次设计实训，我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。
在我们运用理论来做设计时，通过处理不断遇到的问题，讨论解决的办法，每一份经历都提高了我们的工程素质，在没有进行实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序烧到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。
通过解决一个个在调试中出现的问题，我们不仅对PLC的理解得到加强，更看到了实践与理论的差距。
通过合作，我的合作意识得到加强。
合作能力得到提高。
上大学后，我与很多同学都没有过深入的交流，而在这次设计的过程中，大家总是能遇到相同的问题，通过一起的探讨和了解，以解决个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言并提出意见，不仅加深了彼此的交流，还是得问题解决起来得心应手。
在这个过程中，每个人都提出自己的建设性观点，积极向同学说明自己的想法，不断地交流心得，最终完成出一套属于自己的方案。
在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。
在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，而老师给出的意见往往一针见血，直接让你意识到自己的错误，节省了很多不必要浪费的时间，也让我懂得做事要学思结合。
PLC控制是当今自动化控制的主流，目前自动化机台控制大多采用PLC控制，只要是从事自动化的人员，就必须要会使用PLC，否则入不了自动化控制的门，被自动化行业淘汰。
因此我们一定要熟练掌握PLC控制。
而PLC的课程设计让我明白PLC技术是一门实践性非常强的技术，如果你想学好，那么你就必须去实践它。
学习PLC也是同样的道理，光看书是没有用的，一本PLC书就是看了十遍以后还是不会用。
除此之外在学习PLC书本知识的过程中，肯定会对许多指令不是很了解，如果没有一一解决的话，那么这将是学习PLC的最大障碍。
因此进行实际应用，逐一攻破，这样，PLC知识不但会学得牢固，而且在学习的过程中还掌握了实际使用。
总之，不断学习的同时，一定要多看多用，否则再多的知识到了实践上也发挥不出作用，这是我这次课设最大的体会。
燕山大学课程设计评审意见表
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