”三菱電機(jī)自動(dòng)化杯技術(shù)報(bào)告.doc

第四屆“三菱電機(jī)自動(dòng)化杯”技術(shù)報(bào)告（變頻器系統(tǒng)）參賽隊(duì)名稱(chēng)： 金科電氣隊(duì)隊(duì)員姓名：吳曉燕，李霞，單鑫鑫指導(dǎo)老師： 劉旭明，高峰，周洪南京金陵科技學(xué)院2010年8月6日目錄第一部分 緒論11.1 前言11.2 國(guó)內(nèi)外控制技術(shù)的發(fā)展概況分析11.2.1 可編程控制技術(shù)（PLC）11.2.2 變頻調(diào)速技術(shù)21.3 三菱自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀3第二部分 三菱編程軟件介紹42.1 GX Developer編程軟件42.2 GT-Desiginer畫(huà)面設(shè)計(jì)軟件7第三部分 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)103.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖及原理分析103.2 系統(tǒng)的硬件選擇103.2.1 觸摸屏概念及所選GOT1000觸摸屏型號(hào)參數(shù)介紹103.2.2 CC-link模塊113.2.3 可編程控制器（ FX2N PLC）113.2.4 FX-4D/A模塊的基礎(chǔ)及應(yīng)用123.2.5 變頻器（FR-700-740系列）123.2.6 旋轉(zhuǎn)編碼器的基本原理133.3 實(shí)際設(shè)備組成的系統(tǒng)模型圖13第四部分 系統(tǒng)通信設(shè)計(jì)和調(diào)試144.1 計(jì)算機(jī)（PC）與觸摸屏及PLC之間的通信144.1.1 RS232協(xié)議：144.1.2 PC與PLC和觸摸屏之間的連接154.2 觸摸屏與PLC之間的通信154.2.1 CC-link概要154.2.2 PLC與觸摸屏之間的連接194.3 PLC與變頻器之間的通信194.3.1 模擬量應(yīng)用時(shí)的一些基本概念及基本指令194.3.2 D/A轉(zhuǎn)換的原理224.3.3 PLC與變頻器的連接234.4 變頻器控制電機(jī)234.4.1 變頻器主要端子接線與端子接線圖234.4.2 變頻器接線注意事項(xiàng)254.4.3 變頻器與電機(jī)的連接254.5 旋轉(zhuǎn)編碼器與PLC的連接254.5.1 旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速原理254.5.2 旋轉(zhuǎn)編碼器與PLC的接線264.6 接觸器與熱繼電器等設(shè)備之間的連接264.7 系統(tǒng)電氣控制原理圖27第五部分 控制系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行275.1 PLC系統(tǒng)控制流程圖275.2 變頻器主要參數(shù)配置及主要參數(shù)含義285.3 觸摸屏界面圖設(shè)計(jì)295.4 PLC系統(tǒng)編程配置圖315.5 系統(tǒng)調(diào)試分析31第五部分 主要結(jié)論32參考文獻(xiàn)33第一部分 緒論1.1 前言目前，各種自動(dòng)化技術(shù)手段并行發(fā)展、相互融合，為工業(yè)控制提供了多種可行的技術(shù)途徑。作為全球自動(dòng)化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)廠商，三菱電機(jī)以其優(yōu)秀的自動(dòng)化產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)于全球各行業(yè)用戶(hù)。在中國(guó)，三菱電機(jī)是最早進(jìn)入的國(guó)際品牌之一，廣泛應(yīng)用于中國(guó)的各行各業(yè)?？删幊绦蚩刂破骷夹g(shù)、人機(jī)界面技術(shù)以及各種嵌入式控制器系統(tǒng)的快速發(fā)展進(jìn)一步提升了工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展水平。在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的發(fā)展過(guò)程中，變頻器的使用越來(lái)越受人們的關(guān)注。變頻器的使用最主要的一個(gè)特點(diǎn)就是節(jié)能和降低成本，許多傳統(tǒng)的耗能設(shè)備都要進(jìn)行技術(shù)改造。所以變頻調(diào)速技術(shù)的推廣有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)，隨著PLC的不斷發(fā)展，使得工業(yè)自動(dòng)化控制更加的準(zhǔn)確、方便、安全和可靠。如今通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換將PLC的反映速度的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，變化的模擬量與變頻器的模擬電壓輸入端相連從而帶動(dòng)電機(jī)馬達(dá)以一定的曲線速度變化運(yùn)行，并由馬達(dá)連接的編碼器將速度變?yōu)槊}沖信號(hào)反饋到PLC中，然后在HMI上顯示實(shí)際的速度曲線和實(shí)時(shí)速度。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。在實(shí)際工程中，有的企業(yè)已實(shí)現(xiàn)了全車(chē)間或全廠的綜合自動(dòng)化，因此，通信與網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為控制系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分，也是控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和維護(hù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。1.2 國(guó)內(nèi)外控制技術(shù)的發(fā)展概況分析1.2.1 可編程控制技術(shù)（PLC） PLC的產(chǎn)生源于汽車(chē)制造業(yè).可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）簡(jiǎn)稱(chēng)為PLC，是20世紀(jì)60年代末逐步發(fā)展起來(lái)的一種以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。近幾年來(lái)，PLC技術(shù)在各種工業(yè)過(guò)程控制、生產(chǎn)自動(dòng)線控制及各類(lèi)機(jī)電一體化設(shè)備控制中得到了極為廣泛的應(yīng)用，成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的一項(xiàng)十分重要的應(yīng)用技術(shù)。由于PLC的結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、編程簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)顯著優(yōu)點(diǎn)，因此其一經(jīng)誕生，立即受到美國(guó)國(guó)內(nèi)及世界上個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的高度關(guān)注。PLC廠家眾多，其技術(shù)特點(diǎn)各不相同。美國(guó)PLC生產(chǎn)廠家超過(guò)100家，產(chǎn)品約200種。其中A一B公司為代表，其PLc一5系列只使用梯形圖，而不采用語(yǔ)句表。歐洲PLC技術(shù)，是在與美國(guó)PLC技術(shù)相互隔離的情況下，獨(dú)自研究開(kāi)發(fā)而成，因此，歐洲的產(chǎn)品和美國(guó)的產(chǎn)品存在著明顯的差異。其中德國(guó)西門(mén)子公司的s5系列PLc，此用結(jié)構(gòu)化編程的方法，盡管也設(shè)有梯形圖、邏輯圖等多種編程語(yǔ)言，但對(duì)于稍微復(fù)雜一點(diǎn)的問(wèn)題，就必須采用語(yǔ)句表，通過(guò)STEPS語(yǔ)言，調(diào)用各種功能模塊。日本的PLC技術(shù)是從美國(guó)引進(jìn)的，因此日本的PLC相對(duì)于美國(guó)產(chǎn)品，存在6承”的痕跡，但日本將自己的PLC主推產(chǎn)品定位在小型機(jī)上。在小型川c方面，日本在對(duì)美國(guó)的PLC技術(shù)繼承的同時(shí)，更多的是發(fā)展，且青出于藍(lán)而勝于藍(lán)日本的微型、小型PLC產(chǎn)品相當(dāng)有特色，其采用梯形圖、語(yǔ)句表并重的編程手段，lrlJ且配置了包括功能指令在內(nèi)的功能很強(qiáng)的指令系統(tǒng)。相比之下，美國(guó)、歐洲的小烈PLC產(chǎn)品指令系統(tǒng)太弱?？偟恼f(shuō)來(lái)，目前世界上百家的PLC制造廠中，仍然是美、日、德、三國(guó)占有舉足輕重的地位。它們的系列產(chǎn)品有其技術(shù)廣度和深度，因此控制著全世界一半以土的PLC市場(chǎng)。1.2.2 變頻調(diào)速技術(shù)變頻調(diào)速裝置發(fā)展迅速，特點(diǎn)是通用化、系列化和規(guī)模化生產(chǎn)。目前所有變頻器幾乎都采用二極管整流自關(guān)斷器件 (GTRIGBT)逆變的交一直一交電壓型PWM變頻控制方式，輸出正弦波電流。最新產(chǎn)品全部采用微機(jī)全數(shù)字化控制。在大功率交一交(循環(huán)變流器)變頻調(diào)速技術(shù)方面，法國(guó)阿爾斯通己能提供單機(jī)容量達(dá)3萬(wàn)kw的電氣傳動(dòng)設(shè)備用于船舶推進(jìn)系統(tǒng)。在大功率無(wú)換向器電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)方面，意大利ABB公司提供了單機(jī)容量為6萬(wàn)kw的設(shè)備用于抽水蓄能電站。其控制系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化，用于電力機(jī)車(chē)、風(fēng)機(jī)、水泵傳動(dòng) 。國(guó)內(nèi)變頻調(diào)速技術(shù)從總體上看較國(guó)際先進(jìn)水平差距10一巧年。在大功率交一交、無(wú)換向器電機(jī)等大容量變頻技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)只有少數(shù)科研單位有能力制造，但在數(shù)字化及系統(tǒng)可靠性與國(guó)外還有相當(dāng)差距。而這方面產(chǎn)品在諸如抽水蓄能電站機(jī)組起動(dòng)及運(yùn)行、大容量風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和軋機(jī)傳動(dòng)、礦井卷?yè)P(yáng)方面有很大需求。在中小功率變頻技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)幾乎所有的產(chǎn)品都是普通的V/F控制，僅有少量的樣機(jī)采用矢量控制，品種與質(zhì)量還不能滿足市場(chǎng)需要，每年有大量的進(jìn)口。1.3 三菱自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀目前，各種自動(dòng)化技術(shù)手段并行發(fā)展、相互融合，為工業(yè)控制提供了多種可行的技術(shù)途徑?？删幊绦蚩刂破骷夹g(shù)、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)技術(shù)、分布式控制系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、人機(jī)界面技術(shù)以及各種嵌入式控制器系統(tǒng)的快速發(fā)展進(jìn)一步提升了工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展水平。隨著PLC的不斷發(fā)展，使得工業(yè)自動(dòng)化控制更加的準(zhǔn)確、方便、安全和可靠。把PLC和變頻器結(jié)合起來(lái)一起對(duì)電機(jī)傳動(dòng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。在實(shí)際工程中，有的企業(yè)已實(shí)現(xiàn)了全車(chē)間或全廠的綜合自動(dòng)化，即將不同廠家生產(chǎn)的可編程設(shè)備連接在單層或多層網(wǎng)絡(luò)上，相互之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)分散控制和集中管理。因此，通信與網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為控制系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分，也是控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和維護(hù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。 作為全球自動(dòng)化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)廠商，三菱電機(jī)以其優(yōu)秀的自動(dòng)化產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)于全球各行業(yè)用戶(hù)。在中國(guó)，三菱電機(jī)是最早進(jìn)入的國(guó)際品牌之一，三菱電機(jī)的自動(dòng)化產(chǎn)品正廣泛應(yīng)用于中國(guó)的各行各業(yè)。如今，成千上萬(wàn)的三菱PLC、變頻器、伺服、CNC、網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)、低壓電器等產(chǎn)品在中國(guó)工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域運(yùn)行良好，為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。截止目前，三菱電機(jī)先后已經(jīng)投入四千多萬(wàn)元與中國(guó)高校合作，為中國(guó)高校自動(dòng)化和相關(guān)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)發(fā)揮了重要的促進(jìn)作用。第二部分 三菱編程軟件介紹2.1 GX Developer編程軟件GX Developer是三菱公司設(shè)計(jì)的在Windows環(huán)境下使用的PLC編程軟件，支持當(dāng)前所有三菱系列的PLC進(jìn)行編程軟件。該軟件簡(jiǎn)單易學(xué)，具有豐富的工具箱和直觀形象的視窗界面。編程時(shí)，既可用鍵盤(pán)操作，也可用鼠標(biāo)操作。操作時(shí)可聯(lián)機(jī)編程，也可脫機(jī)離線編程。該軟件可進(jìn)行梯形圖編程、指令表編程和SFC編程。此外，該軟件還可對(duì)以太網(wǎng)、CC-link等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，并具有完善的診斷功能，能方便地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，程序上傳、下載。該軟件的部分功能及使用方法：1）新建一個(gè)工程，點(diǎn)擊“工程”中“創(chuàng)建新工程”，在彈出的對(duì)話框中選擇你所使用的PLC類(lèi)型，即可創(chuàng)建一個(gè)新工程，如圖2-1所示：圖2-1 新建工程界面 2）點(diǎn)擊如圖2-2所示的功能指令即可編寫(xiě)梯形圖：圖2-2 功能指令菜單3）當(dāng)進(jìn)行通信時(shí)需將波特率設(shè)置成相同才可進(jìn)行通信。PLC參數(shù)修改如圖2-3所示：圖2-3 PLC通信參數(shù)修改界面4）在參數(shù)設(shè)定之后，要完成通信，還需設(shè)定計(jì)算機(jī)與編程軟件的端口相同，點(diǎn)擊“在線”下“傳輸設(shè)置”，設(shè)置端口，如圖2-4所示：編程軟件的端口設(shè)置：圖2-4 傳輸設(shè)置界面雙擊端口設(shè)置，如圖2-5所示：圖2-5 端口設(shè)置界面 5）完成上述步驟后，點(diǎn)擊圖標(biāo)“”將梯形圖轉(zhuǎn)換，然后按圖2-6所示將PLC寫(xiě)入。圖2-6 PLC寫(xiě)入 6）在彈出的對(duì)話框中選取所需寫(xiě)入的程序和參數(shù)，如圖2-7所示，執(zhí)行完成，即實(shí)現(xiàn)了將程序下載到PLC中。圖2-7 PLC寫(xiě)入界面PLC寫(xiě)入步范圍選擇，如圖2-8所示：圖2-8 PLC寫(xiě)入步范圍設(shè)置界面7）在程序下載至PLC中之后可以對(duì)所寫(xiě)程序進(jìn)行監(jiān)控，來(lái)查看計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，定時(shí)器定時(shí)是否正確。按下shift+f3，在彈出的對(duì)話框中將地二個(gè)勾去掉。這樣就可監(jiān)控到PLC中各元件的狀態(tài)或數(shù)值。如圖2-9所示：圖2-9 監(jiān)控模式選擇界面2.2 GT-Desiginer畫(huà)面設(shè)計(jì)軟件GT-Desiginer是三菱公司所開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，用于圖形終端顯示屏幕制作的Windows系統(tǒng)平臺(tái)軟件，支持所有的三菱圖形終端。該軟件功能完善，圖形、對(duì)象工具豐富，窗口界面直觀形象，操作簡(jiǎn)單易用，可以方便地改變所接PLC的類(lèi)型，實(shí)時(shí)讀取、寫(xiě)入顯示屏幕，還可以設(shè)置保護(hù)密碼。該軟件的部分功能及使用方法：1)打開(kāi)GT-Desiginer，會(huì)出現(xiàn)如圖2-10所示的對(duì)話框，需新建工程時(shí)，選擇新建即可。圖2-10 新建工程界面2）在新建之后，點(diǎn)擊下一步，出現(xiàn)圖2-11所示的對(duì)話框，在對(duì)話框中選取觸摸屏的類(lèi)型，并根據(jù)步驟設(shè)置連接機(jī)器。圖2-11 GOT類(lèi)型選擇界面 連接機(jī)器選擇，如圖2-12所示：圖2-12 連接機(jī)器選擇界面在I/F設(shè)置處選取觸摸屏通信協(xié)議，如圖2-13所示： 圖2-13 觸摸屏通信協(xié)議選擇界面3）在完成上述設(shè)置后，出現(xiàn)GT-Desiginer畫(huà)面設(shè)計(jì)界面，在工具欄中選取所需功能名稱(chēng)，例如設(shè)置數(shù)值輸入功能 ，設(shè)置數(shù)值顯示功能，選擇所需圖形與線形。4）在GT Designer 上通過(guò)粘貼一些開(kāi)關(guān)圖形，指示燈圖形，數(shù)值顯示等被稱(chēng)為對(duì)象的框圖來(lái)創(chuàng)建屏幕；然后通過(guò)設(shè)置PLC CPU 中的元件（位，字）規(guī)定屏幕中的這些對(duì)象的動(dòng)作；最后通過(guò)RS-232C 電纜或USB接口將創(chuàng)建的監(jiān)視屏幕數(shù)據(jù)傳送到GOT。即點(diǎn)擊“通訊”。如圖2-14所示：圖2-14 通訊功能選擇 5）在彈出如圖2-15所示的對(duì)話框中選取所需下載的畫(huà)面，再點(diǎn)擊下載，就可將編輯的畫(huà)面?zhèn)魉偷接|摸屏。完成將畫(huà)面?zhèn)魉偷紾OT。圖2-15 GOT下載界面第三部分 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖及原理分析FR-700變頻器觸摸屏CC-linkPLCD/A旋轉(zhuǎn)編碼器三相異步電動(dòng)機(jī)測(cè)速實(shí)時(shí)速度原理分析：通過(guò)觸摸觸摸屏上的按鈕控制PLC的輸出動(dòng)作，D/A轉(zhuǎn)換模塊將PLC的表示速度的數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成模擬量，將D/A轉(zhuǎn)換模塊的V+引腳與變頻器模擬輸入端2的連接，D/A的I+與VI+短接，再與變頻器的5端相接，這樣在變頻器內(nèi)部的10V電壓下，變頻器模擬輸入端將有連續(xù)變化的數(shù)值，所以與變頻器的R、S、T端相連的電動(dòng)機(jī)就獲得不停變化的速度，按要求的運(yùn)行曲線的運(yùn)行。同時(shí)從機(jī)尾端旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)量電機(jī)的實(shí)時(shí)速度并進(jìn)行反饋，通過(guò)PLC內(nèi)部的高速計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，在PLC程序中進(jìn)行計(jì)算將實(shí)時(shí)速度反饋到觸摸屏畫(huà)面顯示。3.2 系統(tǒng)的硬件選擇3.2.1 觸摸屏概念及所選GOT1000觸摸屏型號(hào)參數(shù)介紹 1）觸摸屏概念人機(jī)界面（Human Machine Interface，HMI）產(chǎn)品，常被大家稱(chēng)為“觸摸屏”，它是連接可編程序控制器(PLC)、變頻器、直流調(diào)速器、儀表等工業(yè)控制設(shè)備，利用顯示屏顯示，通過(guò)輸入單元(如觸摸屏、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等)寫(xiě)入工作參數(shù)或輸入操作命令，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器信息交互的數(shù)字設(shè)備，由硬件和軟件兩部分組成。人機(jī)界面產(chǎn)品由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存貯單元等，其中處理器的性能決定了HM工產(chǎn)品的性能高低，是HM工的核心單元。根據(jù)HM工的產(chǎn)品等級(jí)不同，處理器可分別選用8位、16位、32位的處理器 。 GOT（Graphic Operation Terminal-人機(jī)介面）是電子操作面板，在其監(jiān)視屏幕上可進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作、指示燈、數(shù)據(jù)顯示、信息顯示和其他一些在原有由操作面板執(zhí)行的操作。顯示在GOT 上的監(jiān)視屏幕數(shù)據(jù)是在個(gè)人電腦上用專(zhuān)用軟件(GT Designer)創(chuàng)建的。為了執(zhí)行GOT 的各種功能，首先在GT Designer 上通過(guò)粘貼一些開(kāi)關(guān)圖形，指示燈圖形，數(shù)值顯示等被稱(chēng)為對(duì)象的框圖來(lái)創(chuàng)建屏幕；然后通過(guò)設(shè)置PLC CPU 中的元件（位，字）規(guī)定屏幕中的這些對(duì)象的動(dòng)作；最后通過(guò)RS-232C 電纜或USB接口將創(chuàng)建的監(jiān)視屏幕數(shù)據(jù)傳送到GOT。 2）GOT1000觸摸屏型號(hào)參數(shù)介紹GOT1000是三菱電機(jī)全新一代的人機(jī)界面產(chǎn)品，它強(qiáng)大的功能不僅可以適用各種各樣的FA場(chǎng)合，也同樣是非FA行業(yè)的理想選擇。為了滿足不同客戶(hù)的需要，GOT1000分為GT15和GT11兩個(gè)系列，其中GT15為高性能機(jī)型，GT11為基本功能機(jī)型。它們均采用64位處理器，內(nèi)置有USB接口。對(duì)應(yīng)GOT1000系列的畫(huà)面設(shè)計(jì)軟件為GT Designer2 Version2軟件。 本次設(shè)計(jì)所選的觸摸屏型號(hào)為GT1150-QSBD-C系列，分辨率為320*240像素，顯示顏色為256色，內(nèi)置I/F有RS-422(9針凹形)、RS-232（9針凸形）、USB,電源電壓為DC24V,此觸摸屏抗干擾能力強(qiáng)，耐壓值為AC500V，壽命長(zhǎng)。 3.2.2 CC-link模塊CC-link網(wǎng)由主站、本地站、遠(yuǎn)程I/O出戰(zhàn)、遠(yuǎn)程設(shè)備站等組成?？刂婆c通訊鏈路;其性能主要有: 通過(guò)分布各個(gè)模塊到裝置設(shè)備例如輸送線和機(jī)器設(shè)備, 可在整個(gè)系統(tǒng)布線的情況下完成;能處理開(kāi)關(guān)量,例如I/O或數(shù)字量的模塊, 可完成簡(jiǎn)單的、高速的通訊;通過(guò)連結(jié)多PC CPU,可以構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的分布式系統(tǒng); 通過(guò)連結(jié)不同制造廠商不同型號(hào)的設(shè)備, 使系統(tǒng)更具靈活性。3.2.3 可編程控制器（ FX2N PLC） PLC采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要是CPU，RAM，RoM和專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的輸入輸出接口電路等組成。PLC則采用循環(huán)掃描工作方式，用戶(hù)程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符后又返回第一條。如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。這種工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶(hù)程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。本次比賽采用的是FX2N系列可編程序控制器，因其具有超高速的運(yùn)算速(0.08as/steP)，F(xiàn)XZN系列的小型化，高速度，高性能和所有方便都是相當(dāng)于FX系列中鼓高檔次的超小形程序裝置; 可做8臺(tái)主機(jī)連線。3.2.4 FX-4D/A模塊的基礎(chǔ)及應(yīng)用 FX-4DA模擬量輸出模塊是FX系列專(zhuān)用的模擬量輸出模塊，該模塊4個(gè)輸出通（CH）。輸出通道接受數(shù)字信號(hào)并轉(zhuǎn)換成等價(jià)的模擬信號(hào)，這稱(chēng)之為D/A轉(zhuǎn)換。FX-4DA最大分辨率是12位。通過(guò)輸出端子變換，也可任意選擇電壓或電流輸出狀態(tài)。 基于輸入/輸出的電壓電流鉆則通過(guò)用戶(hù)配線完成，可選用的電壓模擬值范圍-10V到10VDC（分辨率：5mV），或者電流模擬值為0到20mA（分辨率：20微安），可被每個(gè)通道分別選擇。FX2N-4DA和FX2N主單元之間通過(guò)緩沖存儲(chǔ)器交換數(shù)FX2N-4DA共有32個(gè)緩沖存儲(chǔ)器（每個(gè)是16位）。FX2N-4DA占用FX2N擴(kuò)展總線的8個(gè)點(diǎn)。這8點(diǎn)可以分配成輸入或輸出。FX2N-4DA消耗FX2N主單元或有源擴(kuò)展單元5V電源槽的30mA電流。3.2.5 變頻器（FR-700-740系列）變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備。變頻器主要由五部分組成:整流回路、逆變器、控制電路、制動(dòng)組件和保護(hù)回路.變頻調(diào)速控制方式一般大體可分為兩種，開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制，后者需要電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速反饋。普通的電壓/頻率(V/F)控制屬于開(kāi)環(huán)方式，閉環(huán)控制方式包括轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制等方式。此次設(shè)計(jì)采用FR-700-740-1.5k變頻器額定容量2.7kVA，使用電機(jī)容量1.5kW，允許頻率波動(dòng)范圍5%，加/減速時(shí)間設(shè)定03600s （可分別設(shè)定加速與減速時(shí)間），可以選擇直線或S形加減速模式。3.2.6 旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)編碼器是用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速的裝置。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（幾十個(gè)到幾千個(gè)都有），和供電電壓等。單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組相位差90度的脈沖，通過(guò)兩組脈沖不僅可以測(cè)量轉(zhuǎn)速，還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。工作原理：由一個(gè)中心有軸的光電碼盤(pán)，其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件讀取，獲得四組正弦信號(hào)組合成A、B、C、D，每個(gè)正弦相差90度相位差（相對(duì)于一個(gè)周波為360度），將C、D信號(hào)反向，疊加在A、B兩相上，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào)；另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位。由于A、B兩相相差90度，可通過(guò)比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過(guò)零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。如單相聯(lián)接，用于單方向計(jì)數(shù)，單方向測(cè)速。A、B兩相聯(lián)接，用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測(cè)速；A、B、Z三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測(cè)速。本次設(shè)計(jì)采用的是S50-J3V100系列旋轉(zhuǎn)編碼器。3.3 實(shí)際設(shè)備組成的系統(tǒng)模型圖第四部分 系統(tǒng)通信設(shè)計(jì)和調(diào)試4.1 計(jì)算機(jī)（PC）與觸摸屏及PLC之間的通信 4.1.1 RS232協(xié)議：RS232是美國(guó)電子工業(yè)聯(lián)盟（EIA）制定的串行數(shù)據(jù)通信的接口標(biāo)準(zhǔn)，全稱(chēng)是 EIA-RS232（簡(jiǎn)稱(chēng)232，RS232）。它被廣泛用于計(jì)算機(jī)串行接口外設(shè)連接。RS-232C標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議），其中EIA（Electronic Industry Association）代表美國(guó)電子工業(yè)聯(lián)盟RS（Recommeded standard）代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識(shí)號(hào)，C代表RS232的最新一次修改（1969年），在這之前，還有RS232B、RS232A。它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過(guò)程。目前在IBM PC機(jī)上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口。圖4-1所示是9針的RS-232串口排序圖： 圖4-1 RS-232串口排序圖在RS-232標(biāo)準(zhǔn)中，字符是以一序列的位元串來(lái)一個(gè)接一個(gè)的傳輸。最常用的編碼格式是異步起停asynchronous start-stop格式，它使用一個(gè)起始位元后面緊跟7或8 個(gè)數(shù)據(jù)位元（bit），這個(gè)可能是奇偶位元，然后是兩個(gè)停止位元。所以發(fā)送一個(gè)字符至少需要10位元，帶來(lái)的一個(gè)好的效果是使全部的傳輸速率，發(fā)送信號(hào)的速率以10劃分。一個(gè)最平常的代替異步起停方式的是使用高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議（HDLC）。在RS-232標(biāo)準(zhǔn)中定義了邏輯一和邏輯零電壓級(jí)數(shù)，以及標(biāo)準(zhǔn)的傳輸速率和連接器類(lèi)型。信號(hào)大小在正的和負(fù)的315v之間。RS-232規(guī)定接近零的電平是無(wú)效的，邏輯一規(guī)定為負(fù)電平，有效負(fù)電平的信號(hào)狀態(tài)稱(chēng)為傳號(hào)marking，它的功能意義為OFF，邏輯零規(guī)定為正電平，有效正電平的信號(hào)狀態(tài)稱(chēng)為空號(hào)spacing，它的功能意義為ON。RS-232的設(shè)備可以分為數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE，Data Terminal Equipment）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE，Data Connection Equipment）兩類(lèi)，這種分類(lèi)定義了不同的線路用來(lái)發(fā)送和接受信號(hào)。串行通信在軟件設(shè)置里需要做多項(xiàng)設(shè)置，最常見(jiàn)的設(shè)置包括波特率、奇偶校驗(yàn)和停止位。波特率是指從一設(shè)備發(fā)到另一設(shè)備的波特率，即每秒鐘多少位元bits per second (bit/s)。典型的波特率是300, 1200, 2400, 9600, 19200等bit/s。波特率越大，傳輸速度越快，但穩(wěn)定的傳輸距離越短，抗干擾能力越差。一般通信兩端設(shè)備都要設(shè)為相同的波特率，但有些設(shè)備也可以設(shè)置為自動(dòng)檢測(cè)波特率。4.1.2 PC與PLC和觸摸屏之間的連接對(duì)于PC與PLC之間的連接，只需將RS-232串口電纜usb接口與PC機(jī)相連，另一接口接上PLC下載線接到PLC上，再通過(guò)GX-developer編程軟件將所編寫(xiě)好的程序下載到PLC中，即完成了PC與PLC的連接與通信。而對(duì)于PC與觸摸屏的之間的連接，只需將觸摸屏自帶的傳輸線連接PC與PLC，在通過(guò)GT-desinger軟件將所畫(huà)出的運(yùn)行選擇畫(huà)面與動(dòng)態(tài)顯示畫(huà)面下載到觸摸屏中即可。4.2 觸摸屏與PLC之間的通信4.2.1 CC-link概要CC-link網(wǎng)由主站、本地站、遠(yuǎn)程I/O出戰(zhàn)、遠(yuǎn)程設(shè)備站等組成。1CC-link系統(tǒng)概要 CC-link系統(tǒng)是通過(guò)使用專(zhuān)用的電纜將分散的I/O模塊，特殊高功能模塊等連接起來(lái)，并且通過(guò)PLC的CPU來(lái)控制這些相應(yīng)模塊的系統(tǒng)。（1） 通過(guò)將每個(gè)模塊分散到類(lèi)似傳送生產(chǎn)線和機(jī)械等設(shè)備中去，能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的省配線。（2） 通過(guò)使用處理類(lèi)似I/O或者數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的ON/OFF數(shù)據(jù)的模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的省配線。（3） 可以和其他廠商的各種不同的設(shè)備進(jìn)行連接，使得系統(tǒng)更具有靈活性。 2. CC-link主站模塊FX2N16CCL-MCC-Link的概要CC-link主站模塊FX2N16CCL-M是特殊擴(kuò)展模塊，它將FX系列PLC分配作為CC-link系統(tǒng)中的主站。（1）遠(yuǎn)程I/O站和遠(yuǎn)程設(shè)備站可以與主站連接（FX系列的PLC）（2）通過(guò)使用CC-link接口模塊FX2N32CCL，兩個(gè)或兩個(gè)以上的FX系列的PLC可以作為遠(yuǎn)程設(shè)備站進(jìn)行連接，形成一個(gè)簡(jiǎn)單分散系統(tǒng)。主站：控制數(shù)據(jù)鏈接系統(tǒng)的站遠(yuǎn)程I/O站：僅僅處理位信息的遠(yuǎn)程站遠(yuǎn)程設(shè)備站：處理包括為信息和子信息的遠(yuǎn)程站3. 與遠(yuǎn)程設(shè)備站的通信 握手信號(hào)（例如初始請(qǐng)求和出錯(cuò)標(biāo)志位）是使用嚴(yán)懲輸入（RX）和遠(yuǎn)程輸出（RY）來(lái)與遠(yuǎn)程設(shè)備站進(jìn)行通信的。設(shè)定的數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)與遠(yuǎn)程設(shè)備站之間的通信是通過(guò)使用遠(yuǎn)程寄存器（RWw和RWr）實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程輸入（RX），遠(yuǎn)程輸出（RY）和遠(yuǎn)程寄存器（RWw和RWr）被分配到FX2N 16CCLM中的緩沖存儲(chǔ)器（BFM）。如圖4-2所示：圖4-2 與遠(yuǎn)程設(shè)備站的通信圖 4.主站和遠(yuǎn)程設(shè)備站間通訊圖4-3所示的流程圖說(shuō)明了主站和遠(yuǎn)程設(shè)備站間通訊時(shí)的基本程序設(shè)計(jì)流程。 圖4-3 主站和遠(yuǎn)程設(shè)備站間通訊流程圖5. FX2N-32CCL概要 CC-link接口模塊FX2N-32CCL是用來(lái)將連接FX0N/FX2N/FX2NC PLC連接到CC-Link的接口模塊。FX2N-32CCL作為CC-Link的一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備站進(jìn)行連接。連線采用屏蔽雙絞屏蔽電纜?？刂浦噶钍褂肍ROM/指令對(duì)FX2N-32CCL的緩沖存儲(chǔ)器進(jìn)行讀/寫(xiě)。 與PLC的連接FX2N-32CCL可以直接跟FX2NPLC主單元連接，或者與其它擴(kuò)展模塊或擴(kuò)展單元的右側(cè)連接。最多可以連接8個(gè)特殊單元/部分塊，單元編號(hào)為0到7，根據(jù)離基本單元的距離由近到遠(yuǎn)排列。但是，由PLC提供的+5V直流電源容量有限。FX2N-32CCL在+5V直流情況下的電流消耗為130mA。確保在+5V直流情況下，包括其它特殊部分在內(nèi)的總電流消耗不要超過(guò)規(guī)定指標(biāo)。FX2N-32CCL 與PLC的連接圖如圖4-4所示：圖4-4 FX2N-32CCL 與PLC的連接圖6.電源接線，如圖4-5所示：圖4-5 電源接線 4.2.2 PLC與觸摸屏之間的連接首先利用24V電源模塊（或PLC模塊的24V輸出引腳）給觸摸屏供電，再通過(guò)CC-link連接觸摸屏與PLC。通過(guò)RS232接口連接計(jì)算機(jī)與PLC，在GX develorer軟件中編寫(xiě)梯形圖，再通過(guò)RS232接口下載到PLC中。這時(shí)只要將觸摸屏中的位元件名稱(chēng)設(shè)置成與PLC中的相應(yīng)觸點(diǎn)相同，即在GT Designer 上通過(guò)粘貼一些開(kāi)關(guān)圖形，指示燈圖形，數(shù)值顯示等；然后通過(guò)設(shè)置PLC CPU 中的元件（位，字）規(guī)定屏幕中的這些對(duì)象的動(dòng)作。4.3 PLC與變頻器之間的通信4.3.1 模擬量應(yīng)用時(shí)的一些基本概念及基本指令1緩沖寄存器：為了能夠方便的實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)特殊功能模塊的控制，并減少應(yīng)用指令的條數(shù)，統(tǒng)一應(yīng)用指令的格式，在三菱PLC的特殊功能中設(shè)置專(zhuān)門(mén)用于PLC與模塊間進(jìn)行信息交換的區(qū)域“緩沖存儲(chǔ)器”，英文為“Buffer Memory”，簡(jiǎn)稱(chēng)BFM.緩沖存儲(chǔ)器中包括了模塊控制信號(hào)位、模塊參數(shù)等控制條件，以及模塊的工作狀態(tài)信息、運(yùn)算與處理結(jié)果、出錯(cuò)信息內(nèi)容。2.FROM指令FROM指令是通過(guò)將特殊模塊緩沖存儲(chǔ)器（BFM）的內(nèi)容讀入到PLC指定的地址中。是一個(gè)讀取指令。指令格式如下：如上指令的意思為：當(dāng)X1接通，則指令將第一塊特殊功能模塊的第7號(hào)緩沖區(qū)內(nèi)的據(jù)讀出，并將讀出的數(shù)據(jù)保存到D1指定的地址里面。若指令最后面的“K1”改換為“k2”，則指令的意思為：將第一塊特殊功能模塊的第7、8號(hào)緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)讀出，并將讀出的數(shù)據(jù)保存到D1及后面的地址D2里面。3.TO指令：TO指令是將PLC指定的地址的數(shù)據(jù)寫(xiě)入特殊功能模塊的緩沖存儲(chǔ)器（BFM）中。是一個(gè)寫(xiě)入指令。整個(gè)指令的意思如下：指令將PLC的數(shù)據(jù)寄存器D5的數(shù)據(jù)寫(xiě)入第一塊特殊功能模塊的第17號(hào)緩沖區(qū)地址內(nèi)。4. FX-4DA模塊的應(yīng)用FX-4DA模擬量輸出模塊是FX系列專(zhuān)用的模擬量輸出模塊，該模塊4個(gè)輸出（CH）。通過(guò)輸出端子變換，也可任意選擇電壓或電流輸出狀態(tài)。 FX-4DA最大分辨率是12位。通過(guò)輸出端子變換，也可任意選擇電壓或電流輸出狀態(tài)。 基于輸入/輸出的電壓電流鉆則通過(guò)用戶(hù)配線完成，可選用的電壓模擬值范圍-10V到10VDC（分辨率：5mV），或者電流模擬值為0到20mA（分辨率：20微安），可被每個(gè)通道分別選擇。FX2N-4DA占用FX2N擴(kuò)展總線的8個(gè)點(diǎn)。這8點(diǎn)可以分配成輸入或輸出。FX2N-4DA消耗FX2N主單元或有源擴(kuò)展單元5V電源槽的30mA電流。5. FX-4DA緩沖寄存器（BFM）的分配：FX2N-4DA和和FX2N可編程控制器之間通過(guò)緩沖存儲(chǔ)器（16位32點(diǎn)RAM）傳輸數(shù)據(jù)，如圖4-6所示： 圖4-6 BFM緩沖器區(qū) BFM緩沖區(qū)說(shuō)明：1）【BFM #0】 輸出模式選擇：BFM#0的值使每個(gè)通道的模擬輸出在電壓輸出和電流輸出之間切換。采用4位十六進(jìn)制數(shù)的形式。第一位數(shù)字是通道1（CH1）的命令，第二位數(shù)字是通道2（CH2）的命令，第三位數(shù)字是通道3（CH3）的命令，第四位數(shù)字是通道4（CH4）的命令.這四個(gè)數(shù)字的數(shù)字值分分別代表下列項(xiàng)目，如圖4-7所示：圖4-7 輸出模式通道 2）【BFM#1，#2，#3和#4】：輸出數(shù)據(jù)通道CH1，CH2，CH3和CH4。如圖4-8所示：圖4-8 輸出數(shù)據(jù)通道 3）【BFM#5】:數(shù)據(jù)保持模式：當(dāng)可編程控制器處于停止（STOP）模式，RUN模式下的最后輸出值以使其成為偏移值?？砂慈缦聢D所示，將十六進(jìn)制值寫(xiě)入BFM#5中。如圖4-9所示： 圖4-9 數(shù)據(jù)保持模式選擇接線操作注意：1） 檢查輸出配線或擴(kuò)展電纜是否正確連接到FX2N-4DA模擬特殊功能模塊。2） 確保應(yīng)用中選擇正確的輸出模式。3） 檢查在+5V或24V電源上沒(méi)有電源過(guò)載，注意：FX2N的PLC或有源擴(kuò)展單元的負(fù)載是根據(jù)所連接的擴(kuò)展模塊或特殊功能模塊數(shù)目而改變的。6. 4D/A程序的編寫(xiě)，指令如下所示程序分析：在該程序中，D14為浮點(diǎn)數(shù)，故先將它轉(zhuǎn)化為整形。然后設(shè)置通道輸出模式，采用4為16進(jìn)制數(shù)的形式，第一位是通道1的數(shù)字，地二位是通道2的數(shù)據(jù)，以此類(lèi)推。0為電壓輸出模式（-10到10V），1為電流輸出模式（4mA到20mA），2為電流輸出模式（0mA到20mA）。最后將數(shù)據(jù)寄存器D100的內(nèi)容放到通道1進(jìn)行轉(zhuǎn)換。4.3.2 D/A轉(zhuǎn)換的原理1）D/A轉(zhuǎn)換的原理輸出通道接受數(shù)字信號(hào)并轉(zhuǎn)換成等價(jià)的模擬信號(hào)，這稱(chēng)之為D/A轉(zhuǎn)換。D/A變換器一般由變換網(wǎng)絡(luò)和模擬電子開(kāi)關(guān)組成，輸入n位數(shù)字量分別空盒子這些電子開(kāi)關(guān)，通過(guò)變換網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生與數(shù)字量各位權(quán)對(duì)應(yīng)的模擬量，通過(guò)加法電路輸出與數(shù)字量成比例的模擬量。D/A轉(zhuǎn)換器大部分是數(shù)字電流轉(zhuǎn)換器，實(shí)用中通常需增加輸出電路，實(shí)現(xiàn)電流電壓變換在變換網(wǎng)絡(luò)中，電流是單方向的，是單極性的。2）D/A轉(zhuǎn)換的主要參數(shù)：衡量一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器的性能的主要參數(shù)有：（1）分辨率是指d/a轉(zhuǎn)換器能夠轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，位數(shù)多分辨率也就越高。（2）轉(zhuǎn)換時(shí)間指數(shù)字量輸入到完成轉(zhuǎn)換，輸出達(dá)到最終值并穩(wěn)定為止所需的時(shí)間。電流型d/a轉(zhuǎn)換較快，一般在幾ns到幾百ns之間。電壓型d/a轉(zhuǎn)換較慢，取決于運(yùn)算放大器的響應(yīng)時(shí)間。（3）精度指d/a轉(zhuǎn)換器實(shí)際輸出電壓與理論值之間的誤差，一般采用數(shù)字量的最低有效位作為衡量單位。（4）線性度當(dāng)數(shù)字量變化時(shí)，d/a轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量按比例關(guān)系變化的程度。理想的d/a轉(zhuǎn)換器是線性的，但是實(shí)際上是有誤差的，模擬輸出偏離理想輸出的最大值稱(chēng)為線性誤差。4.3.3 PLC與變頻器的連接將PLC梯形圖中表示速度的數(shù)據(jù)寄存器Dxx內(nèi)容通過(guò)如上圖所示的D/A轉(zhuǎn)換程序變?yōu)檫B續(xù)變化的模擬量。首先通過(guò)PLC的輸出+24電源給D/A模塊供電（即將D/A模塊上的“+24V”電源端與PLC輸出+24V相連，然后將D/A模塊上的“-24V”端與PLC上的“COM”端相連，再將D/A模塊上接地端與PLC上的接地端相連）。這時(shí)只要將D/A模塊的VOUT端與變頻器的模擬電壓輸入端（2端）相連，D/A的IOUT端與VI-端短接，變頻器的10端為10V電壓端，5端接地即可實(shí)現(xiàn)變化模擬電壓輸入。由此，變頻器模擬輸入端即可接收到經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后的模擬量。PLC通過(guò)D/A模塊與變頻器實(shí)際接線，如圖4-10所示： +24Y0 COMY1 接地端PLC+24 V+VI-I+-24接地端D/A模塊1025STFSTRSD變頻器圖4-10 PLC通過(guò)D/A模塊與變頻器實(shí)際接線圖4.4 變頻器控制電機(jī)4.4.1 變頻器主要端子接線與端子接線圖 1）變頻器主要端子接線電源必須接R、S、T，絕對(duì)不能接U、V、W，否則會(huì)損壞變頻器。在接線時(shí)不必考慮電源的相序。使用單向電源必須接R、S端。電機(jī)接到U、V、W端子上。當(dāng)加入正轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)（信號(hào)）時(shí)，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向從軸向看時(shí)為逆時(shí)針?lè)较颍粗嗳?。注意：通信時(shí)，使從變頻器到電機(jī)之間的傳輸必須保證速度的一致性。2）變頻器端子接線圖4.4.2 變頻器接線注意事項(xiàng)由于在變頻器內(nèi)有漏電流，為了防止觸電，變頻器和電機(jī)必須接地。該轉(zhuǎn)換器必須接地。接地必須遵循國(guó)家或地方安全標(biāo)準(zhǔn)和電器標(biāo)準(zhǔn)。(JIS NEC第250章, IEC536第1等級(jí)或者其它可執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn))變頻器接地用獨(dú)立接地端子（不要用螺絲殼，底盤(pán)等的代替） 。接地電纜盡量用粗的線徑，必須等于或大于前頁(yè)所示標(biāo)準(zhǔn)，接地點(diǎn)盡量靠近變頻器，接地線越短越好。在變頻器側(cè)接地的電機(jī)，用4芯電纜其中一根接地。電機(jī)以及變頻器必須進(jìn)行接地。接線后，零碎線頭必須清除干凈，零碎線頭可能造成設(shè)備運(yùn)行時(shí)異常失靈和故障，必須始終保持變頻器清潔。不要安裝電力電容器，浪涌抑制器和無(wú)線電噪聲濾波器在變頻器輸出側(cè)。這將導(dǎo)致變頻器故障或電容和浪涌抑制器的損壞。運(yùn)行后，改變接線的操作，必須在電源切斷10min以上，用萬(wàn)用表檢查電壓后進(jìn)行，斷電后一段時(shí)間內(nèi)，電容上仍然有危險(xiǎn)的高壓電。4.4.3 變頻器與電機(jī)的連接首先將電機(jī)接到變頻器上的U、V、W端子上，再將變頻器的交流電源輸入端子R、S、T連接工頻電源，這時(shí)當(dāng)變頻器得電后就可帶動(dòng)電機(jī)按變頻器2端的模擬電壓的變化實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。4.5 旋轉(zhuǎn)編碼器與PLC的連接4.5.1 旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速原理旋轉(zhuǎn)編碼器是集光機(jī)電技術(shù)于一體的速度唯一傳感器。當(dāng)旋轉(zhuǎn)編碼器軸帶動(dòng)光柵盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，經(jīng)發(fā)光元件發(fā)出的光被光柵盤(pán)狹縫切割成斷續(xù)光線，并被接收元件接收產(chǎn)生初始信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)后繼電器處理后，輸出脈沖或代碼信號(hào)。由于關(guān)電碼盤(pán)與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤(pán)與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)。其特點(diǎn)是體積小，重量輕，功能全，分辨能力高，力矩小，耗能低，性能穩(wěn)定，可靠使用壽命長(zhǎng)。 首先將旋轉(zhuǎn)編碼器與電機(jī)的軸相連，首先通過(guò)PLC編程來(lái)判斷正反轉(zhuǎn)，再通過(guò)PLC內(nèi)部高速計(jì)數(shù)器對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，比如：編碼器旋轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生1000個(gè)脈沖，這時(shí)若計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值在1s內(nèi)計(jì)到10000，則電機(jī)轉(zhuǎn)了10圈/s.再通過(guò)GX-Developer編程軟件將計(jì)數(shù)器的數(shù)值讀出來(lái)將實(shí)時(shí)速度反饋到觸摸屏顯示。4.5.2 旋轉(zhuǎn)編碼器與PLC的接線 編碼器有5條引線，其中3條是脈沖輸出線，1條是COM端線，1條是電源線。編碼器的電源可以是外接電源，也可直接使用PLC的DC24V電源。電源“-”端要與編碼器的COM端連接，“+ ”與編碼器的電源端連接。編碼器的COM端與PLC輸入COM端連接，A、B相脈沖輸出線直接與PLC的輸入端連接(A相與X0相連，B相與X1相連)，連接時(shí)要注意PLC輸入的響應(yīng)時(shí)間。有的旋轉(zhuǎn)編碼器還有一條屏蔽線，使用時(shí)要將屏蔽線接地。4.6 接觸器與熱繼電器等設(shè)備之間的連接 本次系統(tǒng)用于主電路的電器設(shè)備主要有接觸器、熔斷器、熱繼電器，通過(guò)各個(gè)電器設(shè)備的不同連接（通過(guò)兩個(gè)接觸器改變相序來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制或通過(guò)兩個(gè)接觸器來(lái)控制星型三角型降壓?jiǎn)?dòng)）。接線時(shí)的注意事項(xiàng)：將所需要的電氣部件、導(dǎo)軌、線槽等安裝在工作臺(tái)上的網(wǎng)孔板上，連接系統(tǒng)的控制電路。元件在網(wǎng)孔板上布置要合理，安裝要正確緊固，配線要求緊固、美觀、導(dǎo)線要進(jìn)行線槽。為減小對(duì)控制信號(hào)的干擾，工作臺(tái)上交流電動(dòng)機(jī)的連接線不能放入線槽。按鈕盒、觸摸屏和電機(jī)可不固定在網(wǎng)孔板上，電源和電動(dòng)機(jī)配線要接到端子排上，進(jìn)出線槽的導(dǎo)線要有端子標(biāo)號(hào)。元件、器件的金屬外殼，應(yīng)可靠接地。4.7 系統(tǒng)電氣控制原理圖第五部分 控制系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行5.1 PLC系統(tǒng)控制流程圖 流程圖如圖5-1所示：開(kāi)始HL1、HL2以亮1秒滅0.5秒方式閃爍電機(jī)按第一段曲線運(yùn)行電機(jī)按第二段曲線運(yùn)行電機(jī)按第四段曲線運(yùn)行電機(jī)按第三段曲線運(yùn)行讀高速計(jì)數(shù)器的值算出實(shí)際轉(zhuǎn)速HL1以1HZ閃爍對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)HL2以1HZ閃爍STOP-RUNNSB1按下，SB2未按下16秒未計(jì)滿T10（16s）T11（21s）T12（22s）T13（30s）SB2按下 圖5-1 PLC系統(tǒng)流程圖5.2 變頻器主要參數(shù)配置及主要參數(shù)含義Pr1：上限頻率 設(shè)定范圍 0120Hz 設(shè)定為50 HzPr2：下限頻率 設(shè)定范圍 0120Hz 設(shè)定為0 HzPr3：基準(zhǔn)頻率 設(shè)定范圍 0400Hz 設(shè)定為50 HzPr7：加速時(shí)間 設(shè)定范圍 03600/ 360s Pr8：減速時(shí)間 設(shè)定范圍 03600/ 360s 設(shè)定的越小，即可快速停轉(zhuǎn)Pr37：轉(zhuǎn)速顯示 設(shè)定范圍為0，19998 0：表示頻率顯示，設(shè)定 19998：設(shè)定60Hz時(shí)的機(jī)械速度Pr73：模擬量輸入選擇Pr79：運(yùn)行模式選擇 設(shè)定范圍0，1，2，3，4，6，7，若Pr.79=0、1,變頻器處于PU運(yùn)行操作方式。若Pr.79=2，變頻器處于處于外部運(yùn)行模式。若Pr.79=3、4，變頻器處于組合運(yùn)行操作方式。 Pr117：PU通訊站號(hào) 設(shè)定范圍為031. Pr118：PU通訊速率 設(shè)定范圍為 48，96，192，384，設(shè)定速率。設(shè)定值100為通訊速率。例如，設(shè)定值為192，通訊速率即為19200bps。需設(shè)置成與PLC相同的波特率方可通信成功。Pr119： PU通訊停止位長(zhǎng) 設(shè)定范圍為0，1，10，11Pr120： PU通訊奇偶校驗(yàn) 設(shè)定范圍為0，1，2；0