異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速完整系統(tǒng)的PLC控制

1、<< PLC 控制 >>課程設(shè)計(jì)說明書題目：異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的PLC控制院系：?jiǎn)J等職業(yè)學(xué)院專業(yè)：機(jī)電一體化班級(jí)：機(jī)電091姓名：李燦鳳學(xué)號(hào)：0911282017日期：2011年12月16日、八 、,刖言可編程控制技術(shù)（PLC）是集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通訊技術(shù)于一體的通用工業(yè)控制 裝置。它可靠性強(qiáng)、性能價(jià)格比高、使用方便，已在工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域里得到了幾位廣泛 的應(yīng)用，成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的一種強(qiáng)有力工具。矚慫潤(rùn)厲釤瘞睞櫪廡賴。電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械工程專業(yè)教學(xué)中重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也 是整個(gè)專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)有關(guān)理論知識(shí)

2、來解決一般工程實(shí)際問題能力的初步訓(xùn)練。聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈。課程設(shè)計(jì)過程不僅要全面運(yùn)用可編程序控制器和機(jī)電傳動(dòng)與控制課程有關(guān)知 識(shí)，還要根據(jù)具體情況綜合運(yùn)用有關(guān)基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識(shí)，深化和擴(kuò)大知識(shí)領(lǐng)域，培養(yǎng)獨(dú)立工作能力。殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的擬定、設(shè)計(jì)計(jì)算、工程語言的使用過程中熟 悉和有效地使用各類有關(guān)技術(shù)手冊(cè)、技術(shù)規(guī)范和技術(shù)資料，并得到設(shè)計(jì)構(gòu)思、方案擬定、系統(tǒng)構(gòu)成、元件選擇、結(jié)構(gòu)工藝、綜合運(yùn)算、編寫技術(shù)文件等方面的綜合訓(xùn)練，使之樹立正確 的設(shè)計(jì)思想，掌握基本設(shè)計(jì)方法。釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。目錄第一章設(shè)計(jì)任務(wù)書第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟第三章變頻器設(shè)置第

3、四章變頻器接線圖第五章PLC接線圖第六章設(shè)計(jì)小結(jié)第七章參考文獻(xiàn)第八章附寸錄（程序表梯形圖）第一章設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的PLC控制目的意義：綜合運(yùn)用并鞏固所學(xué)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)知識(shí)；采用編程的方法實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容：1變頻器：采用松下 VFO超小型變頻器2、要求輸出轉(zhuǎn)速按下圖（見附圖）函數(shù)變化，請(qǐng)編寫梯形圖控制程序，并完成調(diào)試。第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟2.1 PLC與變頻器接線輸入:啟動(dòng)：INPUTOO 接 P01停止：INPUTO1 接 P02輸出：變頻器5 （運(yùn)行/停止）接OUTPUTOO :低電平有效變頻器6 （正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)）接OUTPUT01 :低電平有效變

4、頻器7（ SW1 ）接OUTPUT02 :低電平有效變頻器8（ SW2）接OUTPUT03 :低電平有效變頻器9（ SW3）接OUTPUTO4 :低電平有效為實(shí)現(xiàn)低電平控制，從 PLC控制箱中，尋找+24V端子，由于PLC的COM端子與+24V電 源端子短接，可以將變頻器 3管腳接PLC的COM端口，其他管腳由 PLC的輸出端控制。 彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。當(dāng)PLC端子存在輸出時(shí)，輸出端子被接到+24V電源端，從而實(shí)現(xiàn)與COM端子短接的目的。2.2 I/O分配表2.2輸入輸出ST120000SW1接觸器01002ST201000SW2接觸器01003ST301001SW3接觸器01004啟動(dòng)按鈕

5、00000停止按鈕000012.3變頻器的基本知識(shí)變頻器的它由主電路（包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器）和控制電路組成。1整流器：整流器的作用是把三相或單相交流電變成直流電。2中間直流環(huán)節(jié)：由于逆變器的負(fù)載為電動(dòng)機(jī)， 屬于感應(yīng)負(fù)載，其功率因數(shù)總不會(huì)為一， 因此，在中間直流環(huán)節(jié)和電動(dòng)機(jī)之間總會(huì)有無功功率的交換，這種無功能量需要考中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能原件來緩沖。 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。3逆變器：最常用的逆變器是三相橋式逆變電路，有規(guī)律的控制逆變器中主開關(guān)元器件的通與斷，可以得到任意頻率的三相交流電輸出。廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。4控制電路：控制電路通常由運(yùn)算電路、檢測(cè)電路、控制信號(hào)的輸入、 輸出電路和驅(qū)

6、動(dòng)電路等構(gòu)成。其主要任務(wù)是完成對(duì)逆變器的開關(guān)控制，對(duì)整流的電壓控制以及完成各種保護(hù)功能等。控制方法可以采用模擬控制或數(shù)字控制。高性能的變頻器目前已經(jīng)采用微機(jī)進(jìn)行全數(shù)字控制，采用盡可能簡(jiǎn)單的硬件電路，主要靠軟件來完成各種功能。由于軟件的靈活性， 數(shù)字控制方式?？梢酝瓿赡M控制方式難以完成的功能。煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。2.4異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)真值表SW1接觸器01002SW2接觸器01003SW3接觸器01004TIMOOO000TIM014TIM001100TIM013TIM002010TIM012TIM003110TIM011TIM004001TIM010TIM005101TIM009TI

7、M006011TIM008TIM007111TIM007第三章變頻器設(shè)置3.1變頻器的設(shè)定方法利用操作板設(shè)定頻率及正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)功能在操作板上設(shè)定頻率和正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)功能有兩種方式。設(shè)定頻率：電位器設(shè)定方式數(shù)字設(shè)定方式T*正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)運(yùn)行：T正轉(zhuǎn)運(yùn)行/&轉(zhuǎn)運(yùn)行方式運(yùn)行/停止*旋轉(zhuǎn)方向模式設(shè)定方式1 設(shè)定頻率1）電位器設(shè)定方式（將卷數(shù)P09設(shè)定為 ©:出廠時(shí)設(shè)定）旋轉(zhuǎn)操作板上的頻率設(shè)定鈕的角度進(jìn)行設(shè)定.M.n,的位置是停止（請(qǐng)參照第56 頁零位螺桂止動(dòng)）.的位置是最大設(shè)定頻率.2數(shù)字設(shè)定方式（將參數(shù)F09設(shè)定為“廣）按下操作板上的MODE鍵.選擇頻率設(shè)定模式（Fr）.按下SET鍵之后.顯

8、示出 用上升鍵或下降鍵所設(shè)定的頻率.按下SET鍵進(jìn)行設(shè)定確定。另外.在運(yùn) 行過程中可以通過持續(xù)按著上升鍵或下降鍵而改變頻率（下面，這種功能將稱為 IMOP功能）.但是.當(dāng)參數(shù)P08為廣時(shí).MOP功能不能使用.2正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)功能1）正轉(zhuǎn)運(yùn)行/反轉(zhuǎn)運(yùn)行方式（將養(yǎng)數(shù)P08設(shè)定為"1“）按下操作板上的鍵（正轉(zhuǎn)）或犍（反轉(zhuǎn)）來選擇旋轉(zhuǎn)方向.按下RUN鍵 則開始運(yùn)行。按下STOP鍵為停止運(yùn)行。*僅按下RUN鍵時(shí)不會(huì)運(yùn)行。平當(dāng)頻率設(shè)定為數(shù)字設(shè)定方式時(shí).MOP功能不能使用.3. “WIOP功能I “旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定模式“和正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)功能的組合正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)功能mop功能旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定模式的內(nèi)容正轉(zhuǎn)運(yùn)行/反轉(zhuǎn)運(yùn)行

9、方式x（不能使用）僅有監(jiān)控功能運(yùn)行/停止-旋轉(zhuǎn)方向設(shè) 定模式的設(shè)定方式0（可以使用）有監(jiān)控功能和方向設(shè)定功能3.2變頻器操作面板的說明關(guān)于操作板的說明V _顯咅B(yǎng)illMODE（模式）錐SET（設(shè)定）鍵頻率設(shè)定鈕（上升）鍵（下降）鍵MODERUN * RUN（IE彳亍）鍵:顯示部位顯示輸出頻率.電流.線速度、異常內(nèi)容，設(shè)定功 能時(shí)的戢據(jù)尺其參數(shù)NaRUN運(yùn)行）使變頻器運(yùn)行的襪STOP （停止鍵:便變頻器運(yùn)行停止的鏗MODE （樓式）第切換"輸出爛率*電流顯示二頻率設(shè)定監(jiān)控二 旋轉(zhuǎn) 方向設(shè)定：“功能設(shè)定”養(yǎng)各種樓式以及將數(shù)據(jù)顯示切換 為模式顯示所用的鍵SET f設(shè)定犍切換模式和數(shù)據(jù)顯示

10、以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)所用腰在"輸出 頻軍電流顯示橫式* K逬行頻率顯示和電流顯示 的切換A UP （上奔）鎮(zhèn)改變鈾據(jù)或輸出頻率以及利用操作板僅其正轉(zhuǎn)運(yùn) 行時(shí)”用于設(shè)定正轉(zhuǎn)方向. DOWN（TP$）S改變嗾據(jù)或輸由頻率以&利用操作板使其反轉(zhuǎn)運(yùn) 行時(shí)"用于設(shè)定反轉(zhuǎn)方向*頻率設(shè)定鈕用操作板設(shè)定運(yùn)行頻率而使用的掘鈕.MAX關(guān)鍵參數(shù)為P8:外控方式P8 = 2%共用端子3;無操作面板復(fù)位功能；5 :On/Of運(yùn)行/停止；6: On/Off反轉(zhuǎn)/正轉(zhuǎn)鵝婭盡損鶴慘歷蘢鴛賴。P9:第一速度對(duì)應(yīng)頻率P9 = 0P32:第二速度對(duì)應(yīng)頻率P32=15P33第三速度對(duì)應(yīng)頻率P33=20P34第四速

11、度對(duì)應(yīng)頻率P34=25P35第五速度對(duì)應(yīng)頻率P35=30P36第六速度對(duì)應(yīng)頻率P36=35P37第七速度對(duì)應(yīng)頻率P37=40P38第八速度對(duì)應(yīng)頻率P38=45第四章變頻器接線圖4.1主電路接線方法接線變頻器容量I主回用攜子接地端子020.4kWM3 5M40.75, L5kWM4變頻器VFO躁絲尺寸制動(dòng)電阻 接線端子接地端子I斷路器14(MCCBJ制 動(dòng) 電 阻 器甲設(shè)備地線（第3種接地）LNUVW主回路舉子IM ）電動(dòng)機(jī)1)2)3)4)5)6)接線時(shí)的注意事項(xiàng)請(qǐng)注意以下事項(xiàng)以免發(fā)生接線錯(cuò)誤或使用錯(cuò)誤。（有時(shí)可導(dǎo)致裝置 損壞） 將電源連接到輸入揣子（L. N）±,電動(dòng)機(jī)連接到輸出端子

12、（U 乂 W）上。電源和電動(dòng)機(jī)的端子請(qǐng)使用帶套筒的圓形壓緊式端子中 主電路接線后.一定要確認(rèn)連接得是否牢固否則一旦控制電 路接線后會(huì)因電線的進(jìn)出受到限制而不能重新擰緊主電路口 以最短方式連接到大容量電源變壓器時(shí)（500KVA以上）.在變 頻器的輸入端一定要設(shè)置改善功率因數(shù)的扼流圈（可選件人 有關(guān)連接設(shè)備和電線尺寸等請(qǐng)參照第15頁為了適應(yīng)CEf示記的要求，變頻器的電源輸入端' 必須設(shè)置過電流.短路以及漏電的保護(hù)設(shè)備®接線4.2控制電路接線方法*為適應(yīng)歐洲規(guī)格指令的要求，請(qǐng)參照65頁的注意事項(xiàng)。COM NC©No出&o®of200 Q模擬輸出（05V

13、）3WS 2WSWS 正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)運(yùn)行/停止© （E）開路式集電極輸出端子規(guī)格：“螺絲尺寸：M3 母螺絲）” “緊固力矩：0.5-0,6N m- 頻率設(shè)定電位器（VR）規(guī)格：”10kQ 1/4W以上的電位器“繼電器輸出接點(diǎn)規(guī)格：1C無電壓接點(diǎn).250VACt 0.5A （電阻負(fù)荷） 開路式集電極輸出規(guī)格：最大額定值50VDC, 50mA接線時(shí)的注意事項(xiàng)1控制信號(hào)線請(qǐng)使用屏蔽線并與動(dòng)力線和強(qiáng)電電路分離布線。（20cm以上）2-控制信號(hào)線的接線長(zhǎng)度應(yīng)在30m以下.3一因?yàn)榭刂齐娐返妮斎胄盘?hào)為微小信號(hào)，為防止接點(diǎn)輸入時(shí)接觸不良請(qǐng)將兩個(gè)微小 信號(hào)接點(diǎn)并列，使用戲接點(diǎn).4.在控制端予Mo.59處

14、請(qǐng)連接無電壓接點(diǎn)倩號(hào)或幵路式集電極信號(hào)"（施加電壓時(shí)會(huì)導(dǎo)致故睦）5.用開珞式集電極輸出驅(qū)動(dòng)感應(yīng)負(fù)荷時(shí)* 一罡要連接旁路二極管.第五章 PLC接線圖輸入：變頻器5 （運(yùn)行/停止）接OUTPUTOO :低電平有效變頻器6 （正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)）接OUTPUT01 :低電平有效變頻器7（ SW1 ）接OUTPUT02 :低電平有效變頻器8（ SW2）接OUTPUT03 :低電平有效變頻器9（ SW3）接OUTPUTO4 :低電平有效為實(shí)現(xiàn)低電平控制， 從PLC控制箱中，尋找+24V端子，由于PLC的COM端子與+24V 電源端子短接，可以將變頻器3管腳接PLC的COM端口，其他管腳由PLC的輸出端

15、控制。 籟叢媽羥為贍債蟶練淨(jìng)。輸出：將COM節(jié)220V電壓，中間加個(gè)熔斷器起保護(hù)作用。將1000接電機(jī)，使其運(yùn)行。CPMtfl第六章設(shè)計(jì)小結(jié)通過幾周的實(shí)訓(xùn)，終于完成了 PLC的異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的 PLC控制”的實(shí)訓(xùn)。 雖然，在設(shè)計(jì)過程中，我有很多設(shè)計(jì)不好的、有很多設(shè)計(jì)不完善的地方也有部分不懂的地方，但是我學(xué)到了很多，收獲很大。下面就我在實(shí)驗(yàn)中的不足與收獲作一下小結(jié)。預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。一 實(shí)驗(yàn)中存在的不足或問題1對(duì)PLC中長(zhǎng)開和長(zhǎng)閉觸點(diǎn)的應(yīng)用不是很熟悉，PLC代替控制電路連到主電路中，PLC沒輸出。在同學(xué)的幫助下才知畫的外部接線是常開，實(shí)際用的是常閉，所以在接線時(shí)我們應(yīng)該用常開實(shí)現(xiàn)，但

16、卻接了常閉因此PLC沒輸出。滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。2一開始對(duì)于 PLC的復(fù)位知識(shí)了解不是很多，不知道怎樣實(shí)現(xiàn)連續(xù)脈沖的輸出，通過 老師的分析知道為什么要設(shè)置TIM014，知道其作用為實(shí)現(xiàn)復(fù)位，使脈沖能連續(xù)輸出。也通過老師的講解知道了如何實(shí)現(xiàn)信號(hào)的方向問題。鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。3. 一切改好之后，電動(dòng)機(jī)沒動(dòng)作。當(dāng)時(shí)真是干著急，在老師的幫助下，原因是自己變 頻器沒有進(jìn)行設(shè)置，在老師的幫助下通過對(duì)變頻器?？旌驮O(shè)置重新改過之后三相電動(dòng)機(jī)KM動(dòng)作了，并電動(dòng)機(jī)是按要求進(jìn)行輸出的，一開始電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)聲音原來越大，隨后又不但變小，隨著時(shí)間其聲音不但循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速。擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。二實(shí)

17、驗(yàn)中的一些體會(huì)1. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型a. 分析你所控制的設(shè)備或系統(tǒng)。PLC最主要的目的是控制外部系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可能是單個(gè)機(jī)器，機(jī)群或一個(gè)生產(chǎn)過程。贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。b. 判斷一下你所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)是否符合可編程控制器的點(diǎn)數(shù)要 求。c. 判斷一下你所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的復(fù)雜程度，分析內(nèi)存容量是否夠。2. I/O賦值（分配輸入輸出）a. 將你所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸入信號(hào)進(jìn)行賦值，與PLC的輸入編號(hào)相對(duì)應(yīng)。b. 將你所要控制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸出信號(hào)進(jìn)行賦值，與PLC的輸出編號(hào)相對(duì)應(yīng)。3編輯調(diào)試修改你的程序a. 程序查錯(cuò)（邏輯及語法檢查）b. 在局部插入END，分段調(diào)試程序。c

18、. 整體運(yùn)行調(diào)試4監(jiān)視運(yùn)行情況如果在監(jiān)視方式下，監(jiān)視一下你的控制程序的每個(gè)動(dòng)作是否正確。如不正確返回步驟,正確則操作.6.運(yùn)行程序，一定記住備份程序。第七章參考文獻(xiàn)1 林小峰.可編程控制器原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，19942 田瑞庭.可編程控制器應(yīng)用技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19943 張萬忠.可編程控制器應(yīng)用技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.124 于慶廣.可編程控制器原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社.20045 可編程序控制器原理及應(yīng)用趙金榮葉真編上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院6 可編程序控制器應(yīng)用指南易傳祿主編上海科普出版社8 可編程序控制器教程9 工廠電氣控制技術(shù)10 可編程序控制器原理及應(yīng)用11 現(xiàn)代電氣及可編程技術(shù)12 電氣與可編程序控制器技術(shù)13 PLC編程及應(yīng)用14 機(jī)電傳動(dòng)與控制第四版7 可編程序控制器（PC）原理與應(yīng)用朱紹祥主編上海交大出版社王兆義主編機(jī)械工業(yè)出版社方承遠(yuǎn)主編機(jī)械工業(yè)出版社鐘肇新彭侃編華南理工大學(xué)出版社 王永華主編北京航空航天大學(xué)出版社湯以范主編機(jī)械工業(yè)出版社廖常初主編機(jī)械工業(yè)出版社15電子技術(shù)高等教育出版社16可編程序控制器原理、應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)（第二版）華中科技大學(xué)出版社第八章 附