PLC实训报告变频器组态王.docx
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PLC实训报告变频器组态王
天津天狮学院
可编程逻辑控制器
应用技术课程设计报告
题目:
基于PLC及组态监控的
变频器调速系统的设计
专业:
自动化
班级:
姓名:
指导教师:
天津天狮学院信息与自动化学院
2015年3月
一、课程设计题目
基于PLC及组态监控的变频器调速系统的设计
二、课程设计目的
熟悉西门子S7-200硬件结构及其实验装置的结构;
熟悉应用上位机实验程序设计及调试过程;
熟悉组态王软件的使用;
熟悉变频器的原理及使用;
编写PLC程序,控制变频器输出信号,使得电动机按照给定曲线频率转动。
三、所用仪器和设备
⏹三相异步电动机1台
⏹变频器控制实验箱1台
⏹西门子S7-200PLC(CPU226)1台
⏹模拟量模块EM2351块
⏹计算机1台
⏹连接导线若干
四、所需设备及软件介绍
1、西门子S7-200PLC简介
SIMATICS7-200系列PLC适用于各行各业,各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
因此S7-200系列具有极高的性价比。
S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。
使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。
应用领域极为广泛,覆盖所有与自动检测,自动化控制有关的工业及民用领域,包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。
如:
冲压机床,磨床,印刷机械,橡胶化工机械。
S7-200系列出色表现在以下几个方面:
极高的可靠性、极丰富的指令集、易于掌握、便捷的操作、丰富的内置集成功能、实时特性、强劲的通讯能力、丰富的扩展模块。
S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供您使用。
我们使用的是CPU226。
--集成的24V负载电源:
可直接连接到传感器和变送器(执行器),CPU226输出400mA。
可用作负载电源。
--CPU226具有24个输入点和16个输出点。
--允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。
--CPU224/226具有6个高速计数器(30KHz)
--CPU222/224/226可方便地用数字量和模拟量扩展模块进行扩展。
可使用仿真器(选件)对本机输入信号进行仿真,用于调试用户程序。
--CPU226还具有脉冲输出2路高频率脉冲输出(最大20KHz),用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。
--实时时钟,为信息加注时间标记,记录机器运行时间或对过程进行时间控制。
EEPROM存储器模块(选件)。
--电池模块用于长时间数据后备。
用户数据(如标志位状态,数据块,定时器,计数器)可通过内部的超级电容存贮大约5天。
选用电池模块能延长存贮时间到200。
电池模块插在存储器模块的卡槽中。
2、松下VF0型变频器简介
松下VF0型变频器具有小巧、操作简单,可由PLC直接调节频率的小型产品。
1>、小巧:
为了满足各类机器小型化的需要,我们实现了同类产品中最小型化;体积仅是我公司过去产品的40%~56%;
2>、操作简单:
采用了新设计的调频电位器,使调频操作简单轻松;而且用操作盘就可容易地操作正转/反转;
3>、可由PLC直接调节频率:
可直接接收PLC的PWM信号并可控制电动机频率;同时可与我公司PLC(FP0等)配套使用,无需模拟I/O单元;
4>、功能齐全的小型产品:
8段速控制制动功能;再试功能;根据外部SW调整频率增减和记忆功能;再生制动功能的充实;400V系列型:
内置制动电路;200V系列型:
内置0.4-1.5kW电阻;0.2kW电路没有制动电阻;0.4kW是外部设置的同包装电阻;
3、组态王6.5软件简介
组态王6.5是运行于MicrosoftWindows98/2000/XP,中文平台的中文界面的人机界面软件,采用了多线程、COM+组件等新技术,实现了实时多任务,软件运行稳定可靠。
组态王6.5软件由工程浏览器、工程管理器和画面运行系统三部分组成。
在工程浏览器中,您可以查看工程的各个组成部分,也可以完成数据库的构造、定义外部设备等工作;工程管理器内嵌画面管理系统用于新工程的创建和已有工程的管理。
画面的开发和运行由工程浏览器调用画面制作系统TOUCHMAK和工程运行系统TOUCHVEW来完成的。
五、课程设计内容
1、控制要求
⏹用PLC进行程序设计,并使用EM235模拟块输出模拟信号;
⏹采用模拟量输入方式控制变频器,从而实现变频调速的目标;
⏹要求变频器的输出频率按照课程设计的要求曲线变化(每组一图);
⏹变频器的工作方式需手动设置(参数),其工作过程由PLC进行控制;
⏹需用组态王监控变频器的工作过程。
2、变频器输出曲线的要求
图1变频器输出曲线
3、总体设计思路
系统主要由三个部分构成,即可编程逻辑控制器件PLC、变频器和电机。
首先,通过设置给定输入给PLC,即通过PPI将梯形图程序从电脑上下载到PLC中,再通过PLC的模拟量输出口控制变频器,(如下图中的M0、V0输入到变频器的2、3),PLC的输出端Q0.0连接到变频器的5,控制电机的运行和停止,再经由变频器来控制电机,从而实现调速。
图2整体外部接线电路图
4、组态王设置步骤
(1)进入组态王界面。
图3进入组态王新建工程
(2)组态王界面设定完毕。
图4新建完成,设置新建工程为主工程
(3)双击进入工程
图5双击进入主工程
(4)选择西门子品牌,S7-200系列的PPI接口
图6设置配置向导,生产厂家、设备名称、通讯方式
(5)
进行设备配置
图7进行设置配置
(6)设置新的设备COM3
图8设置COM3
(7)对新的设备COM3进行配置
图9设置COM3的详细参数
(8)设置完成
图10设置完成
(9)进入监控系统
图11进入监控系统
5、梯形图程序及注释
图7PLC程序图
6、变频器参数设置
选择运行指令P08
设定数据2
外控共用端子
操作面板有复位功能
频率设定信号P09
设定数据4
外控0~10V电压信号
端子NO2、3
7、成果展示
(1)实际接线图
图8PLC外部接线图
图9变频器接线图
图10电机接线图
(2)设计结果与要求曲线对比图
图11变频器输出要求曲线
图12实际曲线
六、组内分工
谷世达、严松煜:
设计梯形程序图。
贺一伦、俎磊:
编写实训报告,梯形图绘画。
7、总结体会
通过这次课程设计,让我们受益匪浅。
在课程设计期间通过与同学们之间的交流和老师的指导,使我们学到了不少知识。
除了学会了西门子S7-200的基本知识,并掌握了S7-200的工作原理和一些指令的功能以外,还掌握了变频器的使用方法,并且深化了对PLC的理解。
在这次课程设计中,最重要的就是要有自学能力,因为这次实训中部分知识是我们之前没有接触过的,所以必须学会查找相关的资料。
另外就是遇到实际问题的时候,要认真思考,运用所学的知识一步一步的解决遇到的问题。
比如说,刚开始编写程序的时候,没有上升的这个过程,而是直接从0到了最后设定的值,后来经过组里的讨论,在添加的上升沿后就解决了这个问题。
下降的时候也是同样的问题,在加了下降沿后问题也就迎刃而解了。
还有就是在运用组态王调试的时候,曲线总是和要求曲线不符,最后发现时组态王这个软件的原因,当连续进行两次的时候,出来的图像就比较相近。
虽然我们做的东西不太难,但是在设计的过程中学到了我们书本上没有的知识。
只有理论,没有结合实际是很难做出东西的。
所以学好专业的基础下,很好的与实际结合起来才是真正的成功。
八、参考文献
[1]王毓银.数字电路逻辑设计(第2版)[M].北京:
高等教育出版社.2006年1月.
[2]翟亚东.变频器监控技术分析[J].湖南农机出版社.2008年9月.
[3]吴如权.一种低成本的变频器网络化通信方案设计[J].制造业自动化.2008.30(6).
[4]李世伟、郑萍.基于PLC的现代大综合实验系统的设计与实现.[J]中国现代教育装备.2007(11):
75-77.
[5]常斗男.可编程序控制器.[M].北京:
机械工业出版社.1998.[4]
九、教师评语