基于PLC通信方式的开环调速设计报告.docx

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基于PLC通信方式的开环调速设计报告

电子工程学院课外学分设计报告

题目：

基于PLC通信方式的变频开环调速

姓名：

刘钢学号：

18

专业：

自动化实验室：

电子信息实验楼401

班级：

A1131

设计时间：

2014年3月1日——2014年6月1日

评定成绩：

审阅教师：

石俊

1.专业综合设计任务…………………………………………1

2.基本原理与论证……………………………………………1

3.硬软件设计…………………………………………………4

4.实现与测试…………………………………………………6

5.分析与总结…………………………………………………12

1.专业综合设计任务

利用S7-200PLC通过USS通信协议来控制西门子MM420变频器以实现一下控制：

1）打开启动开关I0.0，变频器开始运行。

2）打开加速开关I0.5，变频器加速运行。

3）打开减速开关I0.6，变频器减速运行。

4）打开返转开关I0.4，变频器返转运行。

5）打开停止开关I0.1，变频器停止运行。

6）打开急停开关I0.2，变频器紧急停止。

7）打开全速开关I0.7，变频器全速运行。

8）打开归零开关I1.0，变频器频率归零

2.基本原理与论证

（1）变频器原理

利用基本操作员面板进行调试。

利用可选件基本操作员面板，可以改变MM420的缺省设置以满足特定的应用对象的需要。

利用BOP，可以访问第一级、第二级和第三级参数设置值。

BOP具有以下功能：

根据需要显示速度、频率、电动机方向和电流等等。

1.改变方向改变电动机转动的方向。

用一个负号（-）或一个闪

烁的小数点指示反向旋转。

2.启动变频器本按钮可以启动变频器。

缺省状态下该按钮被禁

止。

如果要使能该按钮，请将P0700设置为1。

3.停止变频器本按钮按照P1121设置的时间（斜坡下降时间）

停止变频器。

4.电动机点动当变频器没有输出时，本按钮可以按照预置的点

动频率启动和运行电动机。

释放该按钮时变频器

停止。

5.访问参数按下本按钮，允许用户按照选定的用户访问级

别访问参数。

6.减少数值按下本按钮可减少显示值。

如果要通过BOP改变

频率设置值，请设置P1000=1。

7.增加数值按下本按钮可增加显示值。

如果要通过BOP改变

频率设置值，请设置P1000=1。

8.功能本按钮可用于查看附加信息

使用“BOP”/“AOP”改变参数和设置值

以下内容将介绍如何改变参数P1082,按照同样的步骤可以利用“BOP”设置任意参

数。

步骤显示结果

1按下

访问参数

2按下

直到显示P0010

3按下

访问P0010的数值级

4按下

设置P0010=1

5按下

存储并退出数值级

6按下

直到显示P1082

7按下

访问P1082的数值级

8按下

选择需要的最大频率

9按下

存储并退出数值级

10按下

返回P0010

11按下

访问P0010的数值级

12按下

数值返回到P0010=0

13按下

存储并退出数值级

14按下

返回到r0000

15按下

退出参数设置

LCD将交替显示实际频率和需要的频率设置值

此时已经存储了所需的最大频率。

按下“RUN”按钮启动变频器，它将按斜坡曲线上升到参数P1082中设置的频率。

如果要停止变频器，按下“STOP”按钮。

（2）PLC控制

根据控制要求，本方案需要9个输入点，1个通信端口，PLC的端口分配及功能表如下所示：

输入设备

输入继电器

输入设备

输入继电器

代号

功能

代号

功能

SB1

启动按钮

I0.0

SB6

加速按钮

I0.5

SB2

停止按钮

I0.1

SB7

减速按钮

I0.6

SB3

快速停止按钮

I0.2

SB8

全速开关

I0.7

SB4

故障清除

I0.3

SB9

归零开关

I1.0

SB5

运转方向控制

I0.4

输出继电器

通信端口

Q2.1

运行指示

Q2.3

变频器禁止位状态

PORT0

Q2.2

正反指示

Q2.4

变频器故障位指示

Q2.0

USS初始化指示

3.硬软件设计

1）电路图

PLC系统接线原理图如下：

2）梯形图

3）变频器参数设置

变频器通电，设置数据，先按“P”,再按“△”，找到P0010再按“P”，此时会显一数字。

用“△”和“▽”将此数字改为要求的数字，其它类同。

需改动的数据依次为：

恢复出厂设置：

P0010=30P0970=1断电。

参数设置：

P0003=3P0010=1P0304=230VP0305=1.3AP0307=180WP0310=50HZP0311=1395P0010=0P0700=5P1000=5P2009=0P2010=6P2011=程序中的站点（18）P0971=1

P1121=10设置完成，关电源一次！

4.实现与测试

1.检查实训设备中的器材及调试程序。

2.按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实训模块之间的接线，认真检查，确保正确无误。

3.打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直至无误，用PC/PPI通讯编程电缆连接计算机串口与PLC通讯口，打开PLC主机电源开关，下载程序至PLC中，下载完毕后将通讯编程电缆从PLC通信口上取下，再将USS通信电缆连接变频器通信口与PLC通讯口。

最后将PLC的“RUN/STOP”开关拨至“RUN”状态。

4.设置变频器参数。

5.打开启动开关I0.0，变频器启动，开始运行，指示灯Q2.0、Q2.1、Q2.2点亮。

6.变频器在运行时，按动加速开关I0.5，变频器提高运行频率，指示灯Q2.0、Q2.1、Q2.2点亮。

7.变频器在运行时，按动减速开关I0.6，变频器降低运行频率指示灯Q2.0、Q2.1、Q2.2点亮。

8.变频器在运行时，按动反转开关I0.4，变频器先停止运行，再反方向运行。

当反转开关I0.4断开时，变频器快速回到原速原方向运行。

首先指示灯Q2.0、Q2.1、Q2.2点亮，当方向反向时Q2.2灭，当方向回正时Q2.2再次点亮。

9.变频器在运行时，按全速开关I0.7，变频器快速加速到最高频率点运行，指示灯Q2.0、Q2.1、Q2.2点亮。

10.变频器在运行时，按归零开关I1.0，变频器频率快速归零，指示灯Q2.0、Q2.1、Q2.2点亮。

11.变频器在运行时，按急停开关I0.2，变频器紧急停止，指示灯Q2.0、Q2.1、Q2.2点亮。

12.变频器在运行时，按停止开关I0.1，变频器惯性停止，指示灯Q2.0、Q2.1、Q2.2点亮。

13.变频器在出现错误时，按复位开关I0.3，清除错误信号，变频器重新运行。

但在此测试过程中并未出现错误，故复位开关I0.3接通时无明显现象。

14.测试结束，接通停止开关I0.1，使变频器停止工作，再断开启动开关I0.0，指示灯Q2.0、Q2.1、Q2.2熄灭，再切断电源、拆线。

5.分析与总结

1）PLC外部接线

由于本课题的控制要求及目的十分明确，故在PLC的外部接线方面基本没有什么困难，进行的较顺利。

2）变频器使用

在变频器的使用方面的主要问题是参数设置，其他问题都还好。

首先我们是通过查资料和请教老师，但始终存在一些疑问；通过和老师交流最终认为通信参数设置有问题，最后通过向厂家了解解决了这些问题并掌握了参数设置方法。

3）程序设计

在程序设计这块存在的问题不大，主要是要注意一些基本模块的使用规则，尤其是通信模块要特别注意Speed~的赋值要为精度型实数。

总体来说通过查资料和老师的精心指导这次课外学分设计还是顺利的完成了。

通过这次的课外学分设计，我对变频器的一些基本使用方法有了一些基本的了解，对PLC也有了进一步的了解。

同时还从中感受到了查阅资料和自学的重要性，为自己以后的学习有一定的启发和帮助。

参考文献：

[1]李长军、刘福祥.西门子S7-200PLC应用北京：

电子工业出版社，2011.1

[2]廖常初.S7-200PLC编程及应用北京：

机械工业出版社，2007.8

[3]陈洁.PLC控制技术快速入门北京：

中国电力出版社，2013

[4]庞科旺,刘维亭.PLC变频器与电气控制北京：

中国电力出版社，2012

[5]蔡杏山.PLC、变频器入门知识与实践课堂北京：

电子工业出版社，2011