综合实训 郑夏.docx

1、综合实训 郑夏燕山大学课 程 设 计 说 明 书 题目：基于ACS880的交流调速系统调试学院（系）：电气工程学院自动化系年级专业： 11级计控1班 学 号： 110103020033 学生姓名： 郑夏 指导教师： 高娟娟 呼忠权 教师职称： 助教 助教 前言为期四天的PLC综合实训很快就结束了。本着在毕业之前能学到更多知识、很好的将理论与实践相结合的原则，在老师的耐心指导下，我们在此次实训中也都积极上进，勤于下问，学到了很多之前都不曾了解的知识！当自己编写的流水灯、控制电机运动状态、控制工业小车流程等的程序通过调试在硬件设备上实现的时候，真是又激动又开心，能在乐趣中学习真是一件美好的事情。

2、虽然只有仅仅的四天，但是我们的实习内容却是安排得很充实，第一天，在老师的耐心讲解的指导下，我们查线校线，并且采用Visio或者AutoCAD绘制了电气原理图，理解了系统组成及基本工作原理；第二天，我们每组完成了流水灯控制，编写了PLC的梯形图程序以及HMI（触摸屏）程序，模拟其工作过程；第三天，我们完成了该套交流调试系统的基本调试，通过I/O BOX或HMI控制电机的启停、正反转、正向点动、反向点动、升速降速；第四天，我和我的组员先了解了工业现场运输小车的工艺过程，根据其控制要求编写了PLC和HMI程序，模拟运输小车的控制过程。这四天过得很是充实，学习到了很多知识！ 摘要本次课设是通过使用AB

3、B相关的软件及硬件来实现电机的控制、流水灯系统、工业小车工艺过程的模拟。硬件方面主要包括：变频器ACS880、HMI触摸屏CP650、模块CM572-DP、模块PM583、模块DC532、模块AX521等，软件方面主要包括：Panel Builder 600 Studio、PS501、CoDeSys、Visio绘图软件等。 关键字：电机控制、ABB、ACS880、系统模拟目 录第一章 设备组成.6第二章 PLC控制系统硬件电路设计.7 一、硬件介绍.7 二、主电路设计.9 第三章 变频器参数设置10 一、ACS880变频器接线图10 二、ACS880变频器参数设置.11第四章 PLC控制系统软

4、件介绍及设计 13 一、PS501介绍.13 二、软件设计 15第五章 触摸屏人机界面介绍及设计.21 一、Panel Builder 600 Studio介绍21 二、HMI创建工程时的参数设置22 三、具体的页面设置.23第六章 实现电脑、PLC、HMI的联接.24 一 、网线设置24二、 HMI设置25三、 PLC设置25四、 电脑设置25第七章 控制系统的整体实现26一、循环彩灯控制系统的实现.26 二、交流调速系统的基本功能的实现28 三、工业现场运输小车工艺过程的实现.31第八章 调试过程中出现的问题及解决办法.33第九章 心得体会. 33 第一章 设备组成我们组用到的ABB传动实

5、训设备，由ACS 880 ABB变频器、ABB AC500系列PLC、ABB CP650触摸屏、三相交流电机、I/O BOX及ABB低压电器等组成，可完成如下实验：一、ABB 变频器实验及测试：1、 熟悉不同型号的变频器外部硬件电路及关键参数设置，包括制盘、上位机软件；2、 熟悉变频器的两种控制模式（LOC/REM）;3、 I/O BOX对变频器DI/DO,DIO,RO,AI/AO的测试；4、 变频器扩展功能测试，具体参考ABB提供的培训课件。二、ABB PLC实验及测试1、I/O BOX对PLC的DI/DO, AI/AO的测试，包括PLC程序编制、下载及调试，以及通讯参数设置；2、CP 65

6、0与PLC的连接、通讯及调试，包括触摸屏及PLC程序的编程、下载及调试，以及通讯参数设置；3、 AC 500 PLC与ECO PLC之间的通讯及调试。三、触摸屏、PLC与变频器联调：1、 PLC与变频器之间的数据传输与控制，并通过人机界面完整的显示系统信息及状态；2、 PLC与变频器之间的总线通讯，包括Modbus、Profibus、Canopen、Ethercat、Profinet。第二章 PLC控制系统硬件电路设计一、硬件介绍1. 控制电机参数介绍电动机型号：QPL6 100L，额定电压：380YV额定电流：5.31A，额定转矩：14.0Nm额定转速：1430rpm，额定功率：2.2KW频

7、率：5-100HZ，cos=0.79，极数：42. 变频器ACS355介绍ACS355是一种用来控制异步交流感应电机和永磁同步电机的变频器，它可以安装到墙上或者柜体中。本课设中，启动使用DI1,2模式，调速使用DI3,4,5模式，其中DI1口对应接线为公头的DW.W19_DI1，母头与其相对应的为P2D.W19 DC523.C16，剩下的DI2至DI5依次类推，分别对应公头的DW.W20_DI2至DW.W23_DI5和母头的P2D.W20 DC532.C17 DC532.C17至P2D.W23 DC532.C20。3. PLC模块DC532介绍模块DC532为数字输入输出模块，含有30个输入口

8、，15个输出口，其中输入口在ABB模拟软件中对应的地址为%IX0.0.0至%IX0.3.7，输出口对应的地址为%QX0.0.0至%QX0.1.7。4. HMI触摸屏CP650介绍HMI触摸为人机交互界面，通过软件Panel Builder 600 Studio实现对该界面的编辑，使得该界面上的插件与PLC里的程序形成映射关系，从而达到通过HMI触摸屏控制PLC程序运行的目的。二、主电路电路设计第三章 变频器参数设置一、ACS880变频器接线图 二、ACS880变频器参数设置Three targetsThe control of the Start-up and Stop 启停的控制Which

9、signal is the control of the Start-up and Stop.Overriding, DI etc ?The choice of the Reference source 给定源的选择.Which signal is the control of the Speed.Overriding, AI etc ?The others e.g. ACC/DEC time, Enable signal, Faultsignal, PI parameter etc. 其他信号的设置99.01 LANGUAGE English99.02 APPLICATION MARO 五个

10、预设宏和两个用户宏99.05 MOTOR NOM VOLTAGE 电机的而定电压范围: (1/2 2)xUN99.06 MOTOR NOM CURRENT 控制模式是DTC时，允许的范围是(1/6 2)xI2hd (重载电流) 控制模式是Scalar时，允许的范围是(0 2)xI2hd (重载电流) 如果多个电机连接到一个逆变器上，电流应为各电机总和 电机的励磁电流不超过90%的逆变器额定电流99.07 MOTOR NOM FREQ 8300Hz 额定频率(50Hz􁡌60Hz)99.08 MOTOR NOM SPEED 118000rpm 电机额定速度 如果改变该参数，速度限

11、幅参数也会自动改变99.09 MOTOR NOM POWER 09000KW 电机额定功率 如果变频器上连接了几个电机，那么将电机总功率输入该参数99.04 MOTOR CTRL MODE (DTC, Scalar) 如果选择了Scalar, 不用做电机辨识了 建议在第一次ID Run之前，在Scalar模式下低速运行电机以确定电机的方向 和安装DTC适合大多数的应用 以下情况建议SCALAR控制。 - 一个变频器带多个电机 - 当电机额定电流小于模式额定电流的1/6 - 无电机测试 - 应用升压变压器带中压电机 99.10 MOTOR ID RUN MODE (ID MAGN, Standa

12、rd, Reduce) ID MAGN: 不执行IDrun，在零速时给电机建立2060秒的磁场来估算电机模型，这适用于大多数应用 Standard ID Run: 这能提供最精确的控制，ID Run大约1分钟注意: 电机脱开负载 Reduced ID Run: 简化的ID辨识。以下情况选择 - 机械损耗于20%(例如电机不能脱开负载) - 电机运行时不允许减少磁通（例如在电机端集成制动设备）99.03 APPLIC RESTORE 恢复参数到所选应用宏的初始值 如果选择标准应用宏，参数值将被恢复到所选应用宏的初始值，但是99组 参数和电机模型不会改变 如果选择用户宏，参数将被恢复到最近一次的保

13、存值，最近一次保存的电机 模型被恢复，但99组和1605参数不会改变 当应用宏改变时，参数和电机模型的改变也是同样的原则99.11 DEVICE NAME 设置传动或应用工段的名称 只能用DriveWindow设置该参数第四章 PLC控制系统软件介绍及设计一、 PS501介绍PS501 是用于对 AC500 全系列 PLC 产品进行配置和编程的标准软件。PS501 V2.2.0 由 Control Builder Plus V2.2.0（简称 CBP）和 CoDeSys V2.3.9（简称 CoDeSys）组成。通过 CBP 完成工程和设备的管理，为 AC500 全系列产品提供以下配置方案：C

14、PU 配置；I/O 模块配置；所有接口和现场总线配置。通过 CoDeSys 完成程序的编写、下载和调试等功能，并为编程者提供如下便利：标准化编程（符合 IEC 61131-3 标准）-五种编程语言（结构化文本（ST）、功能块图表（FBD）、指令列表（IL）、梯形图（LD)、顺序功能图（SFC），连续功能图（CFC）；全面的功能块库并支持用户自定义库；离线仿真功能-不需要连接 PLC 硬件；用于程序测试的调试查错功能；具有可视化界面；采样跟踪-过程变量的时序图；配方管理和监视列表。1. CoDeSys介绍CoDeSys 是 AC500 PLC 基于 Windows 平台的编程工具，具有以下主要功

15、能及特点：符合 IEC61131-3 标准，采用积木式结构单元 POU 进行编程；支持 LD、IL、ST、FBD、SFC、CFC 等六种编程语言；指令丰富，支持多种数据类型；支持用户自定义库；具有软件仿真、断点调试及程序检查等功能；具有可视化界面、变量跟踪功能，从而可以实现控制过程的可视化。二、 软件设计1、Control Builder Plus中的操作新建工程project1，选择AC500并添加如下图所示的设备：确定后弹出如下框图，点开PLC，选择AC500 PM583-ETH,添加设备列表如下：右击TA524_Slot（Dummy module）选择更新设备，出现下面框图，选择拔设备在

16、现场总线的Profibus类别下添加CM572_DP。如下图所示：同样的方法，右击IO_BUS添加设备，中添加DC532，AX521，如下图所示：Communication Modules中，在Onboard_Ethernet类别下添加Modbus_on_TCP_IP,如下图所示：然后双击添加上的Modbus_on_TCP_IP(Modbus on TCP/IP),出现如下框图，将服务器连接改为12。 双击DC532可出现下面框图，可以将输入输出通道重命名，即I/O映射，方便之后的编程就可直接使用名字，不需要写地址。第五章 触摸屏人机界面介绍及设计一、Panel Builder 600 Stu

17、dio介绍通过该软件可以实现对HMI人机交互界面的编辑，使PLC控制起来更加直观效率。在编程时，由HMI控制的变量应存放在地址%MX0.X.X中，并映射到相应的插件上，由此才能实现PLC与触摸屏的联动。二、HMI创建工程时的参数设置用Panel Builder 600 Studio软件新建工程后，双击Protocols出现下面框图，点击PLC选择ABB Modbus TCP, 单击“工程”，然后选择“导出”，将程序输出到文件夹内。打开Panel Builder 600 Studio，在Protocols中添加一个ABB ModBus TCP, 然后出现下面的子框图，并将IP地址设置为PLC的I

18、P地址即192.168.0.10，在PLC Models下选择ABB PM59x, PM58x, PM573Ethernet。如下图所示：然后在Tags中选择Import Tags将文件夹里的程序（.csv）导入到Tags中并选择需要映射的变量添加到Tags中，添加完后如下图所示：三、具体页面设计1、具体插件的设计在Pages栏添加两个页面：page1，page2，完成后如下图所示：通过图片插件，文字插件，按钮插件，灯插件对两个页面进行编辑2、 映射在按钮和灯的插件上单击左键，右侧弹出菜单选择“attach to”选项，将相应的插件与相应的变量关联，如下图：3、 上传HMI单击上传按钮，弹出上

19、传界面，将界面下端的IP地址改为HMI的地址即192.168.0.12。第六章 实现电脑、PLC、HMI的联接一 、网线设置在PLC、电脑、HMI的网线接口上分别接一根网线并通过TP-LINK路由器将其联接在一起由此使PLC、电脑、HMI实现彼此间的通讯。二、 HMI触摸屏设置长按开机键直至触摸屏上显示出菜单，将HMI的IP设定为192.168.0.12。三、 PLC设置将PLC重置，其默认IP地址为192.168.0.10。四、电脑设置打开网上邻居，在本地连接上单机右键选属性选中Internet 协议（TCP/IP），然后点击属性，选中“使用下面的IP地址”，并将下面的IP地址设置为192.

20、168.0.30，子网掩码设定为255.255.255.0。第七章 控制系统的整体实现一、循环彩灯控制系统的实现1、在CoDeSys工具上的程序编写2、在Panel Builder 600 Studio上实现的HMI界面控制二、交流调速系统的基本功能的实现1、在CoDeSys工具上的程序编写除了第四章常规的参数设置之外，控制电机还需要设置其它两个参数，即输出通道的Output16和Output17分别重命名Y0和Y1，Y0的得电/失电控制电机的启/停，Y1的得电/失电控制电机的正向、反向，然后还需将Output 0，channel configuration 的值改为-10V+10V,如下图：

21、2、在Panel Builder 600 Studio上实现的HMI界面控制三、工业现场运输小车工艺过程的实现1、在CoDeSys工具上的程序编写2、在Panel Builder 600 Studio上实现的HMI界面控制第八章 调试过程中出现的问题及解决办法 调试过程中出现了很多问题，例如通讯错误，或者现象不太对，我们组通过自己探索，请教老师和同学，都找到了解决的办法，有时是没有把HMI的IP地址改为192.168.0.12，或者有时因为粗心界面控制按钮和灯的映射没有设置对，或者是其他的一些参数设置的有问题，当然也有程序的编写问题，我们通过一步步修改和设置，最终都达到了所要求的模拟现象，完成

22、了任务。第九章 心得体会和学别的学科一样，在学完 PLC 理论课程后我们做了该门课程的课程设计，此次设计以每人一组的方式进行，每组有两到三个题目。我做的是HMI彩灯循环控制、电机控制、工业小车工艺流程系统。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。但通过各方面的查资料并学习。我基本学会了 PLC编程与设计的步聚和基本方法。在一个实验室里工作给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。通过这次设计实训，我学会了 PLC 的基本编程方法，对 PLC 的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在我们运用理论来做设计时，通过处理不断遇到的问题，讨论解决的办法，每一

23、份经历都提高了我们的工程素质，在没有进行实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序烧到PLC 中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。 通过解决一个个在调试中出现的问题，我们不仅对 PLC 的理解得到加强，更看到了实践与理论的差距。 通过合作，我的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，我与很多同学都没有过深入的交流，而在这次设计的过程中，大家总是能遇到相同的问题，通过一起的探讨和了解，以解决个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言并提出意见，不仅加深了彼此的交流，还是得问题解决起来得心应手。在这个过程中，每个

24、人都提出自己的建设性观点，积极向同学说明自己的想法，不断地交流心得，最终完成出一套属于自己的方案。在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，而老师给出的意见往往一针见血，直接让你意识到自己的错误，节省了很多不必要浪费的时间，也让我懂得做事要学思结合。PLC 控制是当今自动化控制的主流，目前自动化机台控制大多采用 PLC 控制，只要是从事自动化的人员， 就 必须要会使用 PLC，否则入不了自动化控制的门，被自动化行业淘汰。因此我们一定要熟练掌握PLC控制。而PLC的课程设计让我明白PLC技术是一门实践性非常强的

25、技术，如果你想学好，那么你就必须去实践它。学习 PLC 也是同样的道理，光看书是没有用的，一本 PLC 书就是看了十遍以后还是不会用。 除此之外在学习 PLC 书本知识的过程中，肯定会对许多指令不是很了解，如果没有一一解决的话，那么这将是学习 PLC 的最大障碍。因此进行实际应用，逐一攻破，这样，PLC 知识不但会学得牢固，而且在学习的过程中还掌握了实际使用。 总之，不断学习的同时，一定要多看多用，否则再多的知识到了实践上也发挥不出作用，这是我这次课设最大的体会。燕山大学课程设计评审意见表指导教师评语：成绩： 指导教师： 年 月 日答辩小组评语：成绩： 评阅人： 年 月 日课程设计总成绩：答辩小组成员签字：年 月 日