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