plc变频调速系统设计.docx

1、plc变频调速系统设计目录一 概述3编程控制器（PLC）定义3调速传动系统目的3功能设计分析及总体思路3二 设计的内容5三 系统控制方式9四 PID控制13五 上位机监控系统设计.14六 附录15参考资料文献16一 概述编程控制器（PLC）定义可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，是继续计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简朴，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。调速传动系统目的变频调速已被公认为是最理想、最有发展前景的调速方式之一，采用变频器构成变频调

2、速传动系统的主要目的，一是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求；二是为了节约能源、降低生产成本。用户根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。 功能设计分析及体思路随着电力电子技术以及控制技术的发展，交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用；可编程控制器PLC作为替代继电器的新型控制装置，简单可靠，操作方便、通用灵活、体积小、使用寿命长且功能强大、容易使用、可靠性高，常常被用于现场数据采集和设备的控制；组态软件技术作为用户可定制功能的软件开发平台工具，可实现显示电机转速，可实现远程调速控制，在PC机上可开发友好人机界面，通过

3、PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。在此，本次设计就是基于PLC的变频器调速系统。将现在应用最广泛的PLC和变频器综合起来主要功能实现了变压变频调速。电机的正反转，加减速以及快速制动等。因此，该系统必须具备以下三个主体部分：控制运算部分、执行和反馈部分。控制运算主要由PLC和变频器来完成；执行元件为变频器和电机；反馈部分主要为速度反馈。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，再通过PLC控制变频器，再经由变频器来控制电机，随后将电机的转速反馈给PLC，经比较后输出给变频器从而实现无静差调速。具体如下图所示 二 设计的内容1 使用变频器

4、BOP控制面板控制电机开环运行任务： 了解变频调速原理 熟悉变频器的使用 使用BOP面板控制MM420变频器MM420变频器是西门子生产的控制交流异步电机的通用变频器如果所用的变频器是刚刚出厂的变频器，则需对它进行快速调试，设计中所使用的变频器已经完成快速调试。注意：P0010=0 快速调试功能必须关闭才能控制变频器运行三相异步电动机铭牌参数：额定电压380VAC额定电流0.16A额定功率60W额定频率50Hz额定转速1400rpm参数设置为:P0700=1 选择控制命令源为BOP基本操作面板P1000=1 用电位计控制频率升降设置结束后，控制电机起动、停止、正反转、点动注意：将面板后面的频率

5、设定值开关拨至电位计输入，旋转电位计即可调速2 使用PLC模拟量输出模块控制变频器驱动电机开环运行任务： 熟悉模拟量控制模块的使用 掌握PLC编程控制变频器运行的方法模拟量控制模块的使用模拟量输入输出模块EM235输出010V电压信号,将此信号接入变频器，可控制电机运行频率050Hz主程序中断程序3 基于光电编码器反馈的闭环变频调速系统构成闭环系统就要把速度信息反馈给输入。速度的测量可以通过光电编码器和PLC来实现。 速度采集：S7-200具有高速脉冲采集功能，采集频率可以达到30KHz，共有6个高速计数器（HSC0HSC5）工作模式有12种。在固定时间间隔内采集脉冲差值，通过计算既可以获得电

6、动机的当前转速。例如： 设采样周期为100ms 即是每隔100ms采集脉冲一次，光电开关每转发出8个脉冲，那么就可以得到速度为 其中 为采样周期内接受到的脉冲数。转速的单位为。闭环控制就是将速度信号反馈给PLC，再通过与给定量比较，输出给PID控制部分，从而调节速度使其能达到设定要求。三 系统控制方式 启动CPU后对回路表中值的组态：置设定值SPn=过程变量PVn置过程变量前值PVn-1=过程变量当前值PVn置积分项前值MX=输出值M 回路输入变量的转换和标准化由上位机输入设定值：过程变量： 回路输出变量的数据转换 选择回路控制类型 比例、积分回路控制PLC地址分配表输入信号光电编码器冲I0.

7、0起动按钮SB1I0.1停止按钮SB2I0.2输出信号变频器DIN1Q0.0变频器AIN1V0四 PID控制为控制系统稳定可靠的运行，必须使系统闭环运行，PID算法是最基本的闭环控制算法。 在这里主要介绍在S7-200中PID功能如何实现 S7-200中PID功能的核心是PID指令。PID指令需要为其指定一个以V变量存储区地址开始的PID回路表，以及PID回路号。PID回路表提供了设定值和过程变量（反馈值）以及PID参数等数据入口，PID运算的结果也在回路表输出 五 上位机监控系统设计上位机监控系统设计:1进入组态王工程开发环境，建立“变频调速系统”的工程2定义外部设备3定义数据变量4创建工程组态画面，并建立“按钮”、“模拟量输入”、“模拟量输出”、“实时趋势曲线”的动画连接和通讯如图;六 附录变频器内部原理框图 参考资料1.王富良等主编.高性能电工实训台实验指导书（第四版）.江苏大学工业中心，20092.吴中俊，黄永红主编.可编程控制器原理及应用（第2版）.北京：机械工业出版社，20043.马秀坤等编著.S7-200PLC与数字调速系统的原理及应用.北京：国防工业出版社，20094.SIEMENS MICROMASTER 440通用型变频器使用大全