拖动控制系统大实验报告课件.docx
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拖动控制系统大实验报告课件
山东轻工业学院实验预习报告
课程名称拖动控制系统大实验指导教师马凤英实验日期
院（系）专业班级实验地点
学生姓名学号同组人
实验项目名称项目一变频器认识实验
一、变频调速技术目前广泛应用的意义。
二、简述变频器基本工作原理，变频器V/F控制、矢量控制以及直接转矩控制（DTC）方式的原理和特点。
三、西门子SIEMENSMM440变频器的使用方法，
1、学习基本操作面板（BOP）的使用：
设置参数（电机参数、V/F工作方式、指令）、改变频运行、状态监控（V、A、M、f、n等）以及故障处理的基本操作步骤。
参考MM440操作手册P19.20.39.46.47.48.51—58.91。
（打印）。
2、学习端子（数字）输入控制操作。
主要参考书
1、陈伯时编著.电力拖动自动控制系统.机械工业出版社.
2、满永奎编著.通用变频器及其应用.机械工业出版社.
3、孟晓芳编著.西门子系列变频器及其工程应用.机械出版社
4、SIEMENS.MM440变频器使用手册SIEMENS.2003
5、黄俊.电力电子技术.机械工业出版社.
山东轻工业学院实验报告成绩
课程名称指导教师马凤英实验日期
院（系）专业班级实验地点
学生姓名学号同组人
实验项目名称项目二西门子MM440变频器控制电机调速主要内容、基本要求：
西门子MM440变频器具有调节范围宽，精度高，可靠性好，效率高，操作方便和便于与其他设备接口和通信等优点。
随着技术的发展和价格的降低，变频器在工业控制中的应用越来越广泛。
本题目主要涉及变频器驱动电机，使用USS通信协议，用户程序可以通过子程序调用的方式实现S7-200PLC和西门子MM440变频器之间的通信。
一、主要仪器设备
1、三相交流电动机（参数指标）
2、变频器（厂家型号）
3、S7-200PLC
二、基本控制要求：
1、实现变频器MM440直接驱动电机（熟练掌握对MM440参数的设定方法）
2、在上步的基础上，研究一下如何利用S7-200PLC通过485总线控制电机实现平滑调速
3、利用组态软件对其进行组态
三、大实验的提交材料：
主要参考资料：
1、廖常初.PLC原理及应用（第三版）.机械工业出版社.2004.5.
2、满永奎编著.通用变频器及其应用.机械工业出版社.
3、孟晓芳编著.西门子系列变频器及其工程应用.机械出版社
4、SIEMENS.MM440变频器使用手册SIEMENS.2003
5、郑新志.PLC实验指导书.自动化教研室.2007.
山东轻工业学院实验预习报告
课程名称指导教师马凤英实验日期
院（系）专业班级实验地点
学生姓名学号同组人
实验项目名称项目三三层电梯控制系统的模拟
PLC以其高可靠性和技术先进，在电梯控制中得到广泛的应用，从而使电梯由传统的继电器控制方式发展为计算机控制的一个重要方向，成为当前电梯的控制和技术改造的热点。
本题目将利用S7-200PLC对电梯进行控制。
一、通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。
二、电梯的动作过程及其控制要求。
1、电梯由安装在各楼层厅门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵，其操纵内容为电梯运行方向。
电梯轿厢内设有楼层内选按钮S1～S3，用以选择需停靠的楼层。
L1为一层指示、L2为二层指示、L3为三层指示，SQ1～SQ3为到位行程开关。
电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。
例如，电梯停在一层，在三层轿厢外呼叫时，必须按三层上升呼叫按钮，电梯才响应呼叫（从一层运行到三层），按三层下降呼叫按钮无效；反之，若电梯停在三层，在一层轿厢外呼叫时，必须按一层下降呼叫按钮，电梯才响应呼叫，按三层上升呼叫按钮无效。
2、利用数码管将到达楼层显示出来。
3、要考虑实际运行时的飞车现象，并提出修改意见。
三、过程分析。
四、电梯控制系统的模拟实验面板图
下图框中的SQ1、SQ2、SQ3分别接主机的输入点I0.2、I0.1、I0.0；层呼叫按钮SB1、SB2、SB3分别接主机的输入点I0.5、I0.4、I0.3；层指示灯L1、L2、L3分别接主机的输出点Q0.2、Q.1、Q0.0；DOWN、UP分别接主机的输出点Q0.4、Q0.3；呼叫指示灯A1、A2、A3分别接主机的输出点Q0.7、Q0.6、Q0.5。
主要参考书
1、廖常初.PLC原理及应用（第三版）.机械工业出版社.2004.5.
2、满永奎编著.通用变频器及其应用.机械工业出版社.
3、孟晓芳编著.西门子系列变频器及其工程应用.机械出版社
4、SIEMENS.MM440变频器使用手册SIEMENS.2003
5、郑新志.PLC实验指导书.自动化教研室.2007.
山东轻工业学院实验预习报告
课程名称拖动控制系统大实验指导教师马凤英实验日期
院（系）专业班级实验地点
学生姓名学号同组人
实验项目名称项目四热电偶的测量
在工业控制中，有些输入量是模拟量，一些执行机构要求PLC输出模拟量信号，而PLC的CPU只能处理数字量。
模拟量首先被传感器和变送器转换为标准的电流和电压信号，4~20mA,0~10V,PLC用A/D转换器将它们转换成数字量。
炉温用热电偶
一、了解S7-200PLC对模拟量的处理，知道模拟量输入模块，输出模块。
如何将模拟量的输入模块的输出值转化为实际的物理量
二、了解EM235热电偶的性能及编程手册（可在网上搜索）
三、考虑可否用数码管经热电偶的度数显示出来
四、可用组态软件制作成可视化的
主要参考书
1、陈伯时编著.电力拖动自动控制系统.机械工业出版社.
2、满永奎编著.通用变频器及其应用.机械工业出版社.
3、孟晓芳编著.西门子系列变频器及其工程应用.机械出版社
4、SIEMENS.MM440变频器使用手册SIEMENS.2003
5、黄俊.电力电子技术.机械工业出版社.
山东轻工业学院实验预习报告
课程名称指导教师马凤英实验日期
院（系）专业班级实验地点
学生姓名学号同组人
实验项目名称项目五液体混合装置控制的模拟
在工业生活和日常生活中，液体的混合在所难免，使用PLC控制液体混合，简单方便、易于控制。
PLC系统具有良好的可靠性和抗干扰能力，不仅大大降低了系统的故障率，提高了生产效率，而且方便系统的升级改进。
一、熟练使用置位和复位等各条基本指令，通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试。
二、控制要求
由实验面板图可知：
本装置为两种液体混合装置，SL1、SL2、SL3为液面传感器，液体A、B阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3控制，M为搅匀电机，控制要求如下：
初始状态:
装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液阀门打开20秒将容器放空后关闭。
启动操作:
按下启动按钮SB1，装置就开始按下列约定的规律操作：
液体A阀门打开，液体A流入容器。
当液面到达SL2时，SL2接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。
液面到达SL1时，关闭液体B阀门，搅匀电机开始搅匀。
搅匀电机工作6秒后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。
当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再过2秒后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。
停止操作:
按下停止按钮SB2后，在当前的混合液操作处理完毕后，才停止操作（停在初始状态上）。
三、液体混合装置控制的模拟实验面板图：
上图下框中的V1、V2、V3、M分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3；起、停按钮SB1、SB2分别接主机的输入点I0.0、I0.1；液面传感器SL1、SL2、SL3分别接主机的输入点I0.2、I0.3、I0.4。
上框中，液面传感器用钮子开关来模拟，启动、停止用动合按钮来实现，液体A阀门、液体B阀门、混合液阀门的打开与关闭以及搅匀电机的运行与停转用发光二极管的点亮与熄灭来模拟。
四、程序设计及工作过程分析
四、主要参考书
1、陈伯时编著.电力拖动自动控制系统.机械工业出版社.
2、满永奎编著.通用变频器及其应用.机械工业出版社.
3、孟晓芳编著.西门子系列变频器及其工程应用.机械出版社
4、SIEMENS.MM440变频器使用手册SIEMENS.2003
5、黄俊.电力电子技术.机械工业出版社.
山东轻工业学院实验预习报告
课程名称拖动控制系统大实验指导教师马凤英实验日期
院（系）专业班级实验地点
学生姓名学号同组人
实验项目名称项目六利用MATLAB仿真水温加热控制系统一﹑设计任务与要求
1.基本要求
1L水由1kW的电路加热，要求水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度变化时实现自动调整，以保持在设定的温度。
2.主要性能指标
（1）.温度设定范围：
10℃~100℃，最小分辨率为1℃。
（2）.控制精度：
温度控制的稳态误差<0.2℃.
（3）.能够实时显示当前水温
（4）.具有通信能力，可通过RS-232串口输出当前温度值至上位机。
3.PID控制
设计PID控制算法，对给定值与被控参数的偏差进行PID运算，输出控制量来控制加热回路。
PID控制算法设计，其控制规律表达式为：
由上式可得PID控制器的传递函数为：
对应的数字PID控制算法：
①．位置型PID控制算法：
②．增量型PID控制算法
二、流程图
三、可以做出实物，也可以利用MATLAB的simulink进行仿真。
主要参考书
1、陈伯时编著.电力拖动自动控制系统.机械工业出版社.
2、刘金琨著.先进PID控制及其MATLAB仿真.
3、孟晓芳编著.西门子系列变频器及其工程应用.机械出版社
4、SIEMENS.MM440变频器使用手册SIEMENS.2003
5、黄俊.电力电子技术.机械工业出版社.
山东轻工业学院实验预习报告
课程名称拖动控制系统大实验指导教师马凤英实验日期
院（系）专业班级实验地点
学生姓名学号同组人
实验项目名称项目七基于DSP的多伺服电机同步驱动系统设计
本项目是一套用于工业现场的基于DSP的多伺服电机同步驱动系统。
首先熟悉实验室的变频器、伺服电机、编码器、旋转变压器设备；研究以DSP为控制、运算核心的控制电路，并设计外围电路，完成控制系统的硬件设计；设计并实现多伺服电机同步控制算法；通过系统软硬件调试，实现一块DSP对多台伺服电机的同步控制；为了满足复杂工业现场抗干扰的要求，研究并设计抗干扰电路，实现系统的高电磁兼容性。
一、了解伺服电机系统：
变频器、伺服电机、编码器、旋转变压器等设备。
二、尝试以DSP为控制、运算核心的控制电路，设计出外围电路，若用DSP较难实现，可以尝试使用单片机作控制元件。
三、通过查阅资料了解多伺服电机同步控制算法；通过系统软硬件调试，实现多台伺服电机的同步控制。
也可以
主要参考书
1、陈伯时编著.电力拖动自动控制系统.机械工业出版社.
2、满永奎编著.通用变频器及其应用.机械工业出版社.
3、孟晓芳编著.西门子系列变频器及其工程应用.机械出版社
4、SIEMENS.MM440变频器使用手册SIEMENS.2003
5、黄俊.电力电子技术.机械工业出版社.
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