PLC課程設(shè)計(jì)報(bào)告-電機(jī)閉環(huán)調(diào)速

紹興文理學(xué)院電氣控制課程設(shè)計(jì)（自動(dòng)化13級(jí)）電機(jī)閉環(huán)調(diào)速目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1 設(shè)計(jì)任務(wù)及背景 31.1 務(wù)要求 31.1課題背景 32 電機(jī)控制總體方案 52.1總體方案設(shè)計(jì) 52.2原理圖設(shè)計(jì) 53 器件簡介 63.1PLC概述 63.2PLC工作原理 63.3PLC功能特點(diǎn) 73.4變頻器的綜合技術(shù)特性 73.5變頻器安裝 83.6主回路端子（220V等級(jí)） 93.7標(biāo)準(zhǔn)接線圖 103.8控制回路配置及配線 113.94.5變頻器參數(shù)設(shè)定 114 PLC程序設(shè)計(jì) 124.1電機(jī)正反轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)： 124.25.2電機(jī)速度下達(dá)程序設(shè)計(jì) 124.3電機(jī)測速程序設(shè)計(jì) 134.4D/A電壓模塊設(shè)置 134.5電壓反饋補(bǔ)償 145 觸摸屏設(shè)計(jì) 145.1初始界面 145.2主界面 155.3PID調(diào)節(jié)界面 166 元器件清單 167 實(shí)物圖 178 遇到的問題 188.1觸摸屏的原理圖的設(shè)計(jì) 188.2接實(shí)物圖 188.3PLC程序問題 189 個(gè)人體會(huì) 1810 參考文獻(xiàn) 19紹興文理學(xué)院設(shè)計(jì)任務(wù)及背景務(wù)要求有一交流電動(dòng)機(jī)，通過威綸屏輸入轉(zhuǎn)速，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)速。1．根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)電機(jī)控制系統(tǒng)方案；2．完成控制原理圖設(shè)計(jì)；3．選用元器件和編制元器件目錄清單；4．編寫控制程序框圖；并編寫相應(yīng)的程序；5．編寫設(shè)計(jì)說明書，其中包括系統(tǒng)參數(shù)，設(shè)計(jì)過程及操作使用說明等；6．器件選型，并編制各種材料定額清單。電機(jī)控制總體方案總體方案設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)需要一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由人為控制，通過在威綸屏上輸出理想的轉(zhuǎn)速，下達(dá)轉(zhuǎn)速控制plc，plc控制invt變頻器，由變頻器控制交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。再測出轉(zhuǎn)速傳送到plc，形成一個(gè)開環(huán)控制。STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s11設(shè)計(jì)方案原理圖設(shè)計(jì)交流電機(jī)變頻閉環(huán)調(diào)速設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制對象為三相異步電動(dòng)機(jī)，由變頻器控制電機(jī)的電壓。電機(jī)的起停由變頻器的面板控制，頻率通過串行口由PLC發(fā)送。電機(jī)的轉(zhuǎn)速由接近開關(guān)測量，即在單位時(shí)間內(nèi)由PLC計(jì)算接近開關(guān)的閉合次數(shù)，算出的頻率與設(shè)定的頻率比較，若不一樣，則給定頻率再乘上一個(gè)比例系數(shù)重新與變頻器進(jìn)行通訊。每隔1分鐘再進(jìn)行轉(zhuǎn)速的測量。PLC外接220V電源，通過RDA、SDA口與變頻器的RS485(+)、（-）端口連接用于通訊。接近開關(guān)接24V電壓，信號(hào)端口接中間繼電器，繼電器的公共端接PLC輸入端口的COM。圖2-2傳統(tǒng)電氣原理圖設(shè)計(jì)器件簡介PLC概述可編程邏輯控制器，是一種采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程邏輯控制器實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成為：中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路、功能模塊、通信模塊。PLC工作原理當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。輸入采樣階段、用戶程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段。PLC功能特點(diǎn)1.使用方便，編程簡單。2.功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高。3.硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)。4.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。5.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少。6.維修工作量小，維修方便變頻器的綜合技術(shù)特性輸入輸出特性輸入電壓范圍：380/220士15%輸入頻率范圍：47——63HZ輸出電壓范圍：0——額定輸入電壓輸出頻率范圍：0——400HZ外圍接口特性可編程數(shù)字輸入：7路開關(guān)量輸入，1路高速脈沖輸入。支持PNP、NPN雙極性光耦隔離輸入可編程模擬量輸入：AI1：-10——10V輸入，AI2:0——10V或0——20mA輸入可編程開路集電極輸出：1路輸出（開路集電極輸出或告訴脈沖輸出）繼電器輸出：2路輸出模擬量輸出：2路輸出，分別可選0/4——20mA或0——10V技術(shù)性能特性控制方式：V/F控制，開環(huán)矢量控制（SVC）過載能力：150%額定電流60s；180%額定電流10s調(diào)速比：1:100（SVC）載波頻率：1——15.0kHZ功能特性頻率設(shè)定方式：數(shù)字設(shè)定、模擬量設(shè)定、脈沖頻率設(shè)定、串行通訊設(shè)定、多段速及簡易PLC設(shè)定、PID設(shè)定等，可實(shí)現(xiàn)設(shè)定的組合和方式切換PID控制功能簡易PLC、多段速控制功能：16段速控制擺頻控制功能瞬時(shí)停電不停機(jī)功能轉(zhuǎn)速追蹤再啟動(dòng)功能：實(shí)現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)中的電機(jī)的無沖擊平滑起動(dòng)“QUICK/JOG”鍵功能：用戶自由定義的多功能快捷鍵自動(dòng)電壓調(diào)整功能：當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時(shí)，能自動(dòng)保持輸出電壓恒定提供多種故障保護(hù)功能：過流、過壓、欠壓、過溫、缺相、過載等保護(hù)功能變頻器安裝變頻器應(yīng)安裝在室內(nèi)、通風(fēng)良好的場所，一般應(yīng)垂直安裝。選擇安裝環(huán)境時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：1.環(huán)境溫度要求在-10℃～40℃的范圍內(nèi)，超過40℃以上須降額使用，最高不超過50℃。超過40℃環(huán)境溫度，每升高1℃，降額4%。2.空氣的相對濕度<=90%,無凝露。3.變頻器安裝在海拔高度1000m以下時(shí)，可以運(yùn)行在其額定功率，當(dāng)海拔高度超過1000m后，變頻器功率需要降額，具體降額幅度如下圖所示：STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s11安裝海拔高度與變頻器降額曲線4.安裝在振動(dòng)小于5.8米/秒2（0.6g）的場所；5.避免安裝在陽光直射的場所；6.避免安裝在多塵埃、金屬粉末的場所；7.嚴(yán)禁安裝在有腐蝕性、爆炸性氣體場所；8.如有特殊安裝要求，請事先咨詢和確認(rèn)。9.安裝間隔及距離要求下圖4-2所示。STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s12變頻器安裝間隔主回路端子（220V等級(jí)）（+）PB（—）LNUVWPOWERMOTOR圖4-3主回路接線端子圖（4——5.5KW）主回路端子的功能說明如下表所示：端子名稱功能說明L、N兩相交流輸入端子(+)、（—）外接制動(dòng)單元預(yù)留端子(+)、PB外接制動(dòng)電阻預(yù)留端子U、V、W變頻器三相交流輸出端子安全接地端子STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s13端子說明表標(biāo)準(zhǔn)接線圖STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s14標(biāo)準(zhǔn)接線圖控制回路配置及配線STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s15變頻器回路接線圖4.5變頻器參數(shù)設(shè)定變頻器參數(shù)設(shè)定如下表：功能碼名稱參數(shù)詳細(xì)說明設(shè)定值P0.01運(yùn)行指令通道0：鍵盤指令通道1：端子指令通道2：通訊指令通道2P0.07A頻率指令選擇0：鍵盤設(shè)定1：模擬量AI1設(shè)定2：模擬量AI2設(shè)定3：高速脈沖HDI設(shè)定4：簡易PLC程序設(shè)定6：PID控制設(shè)定0——6P0.08B頻率指令選擇0：模擬量AI1設(shè)定1：模擬量AI2設(shè)定2：高速脈沖設(shè)定（HDI）0P0.10設(shè)定源組合方式0：A2：A+B1：B2PLC程序設(shè)計(jì)電機(jī)正反轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)：圖5-1電機(jī)正反轉(zhuǎn)梯形圖說明：當(dāng)M5與M6息合時(shí)電機(jī)啟動(dòng)（即Y3表示電機(jī)的正傳），當(dāng)按下X4時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)（Y2表示正轉(zhuǎn)），按下X2時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)（Y3表示電機(jī)反轉(zhuǎn)）。按下X3電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。Y2Y3形成互鎖。5.2電機(jī)速度下達(dá)程序設(shè)計(jì)STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s11電機(jī)速度下達(dá)梯形圖 說明:此程序?yàn)榕_(tái)達(dá)DVP-12SA2的RS-485通訊，首先設(shè)置通訊格式H87(7位，偶校驗(yàn)，波特率9600，停止位1位)，然后設(shè)置相關(guān)輔助寄存器及通訊協(xié)議，此處校驗(yàn)為CRC校驗(yàn)，有專門指令CRC進(jìn)行計(jì)算。電機(jī)測速程序設(shè)計(jì)STYLEREF1\s5SEQ圖\*ARABIC\s12電機(jī)測速梯形圖說明：SPD指令是用來進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)的，我們通過計(jì)數(shù)兩秒內(nèi)脈沖的個(gè)數(shù)來計(jì)算電機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）。D/A電壓模塊設(shè)置說明：用了TO指令對電壓模塊進(jìn)行與PLC對接，并設(shè)置其模式（模式0），并通過寄存器D103的參數(shù)寫入來達(dá)到我們的控制目的。電壓反饋補(bǔ)償說明：：預(yù)期轉(zhuǎn)速（D11）與實(shí)際轉(zhuǎn)速(D100)總有誤差，通過對誤差的計(jì)算轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓（D103）補(bǔ)償，來達(dá)到對速度的補(bǔ)償。觸摸屏設(shè)計(jì)初始界面STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s11觸摸屏初始界面圖說明：使用威綸屏的設(shè)計(jì)軟件EB8000設(shè)計(jì)的觸摸屏初始界面，主要用到了功能鍵、窗口切換設(shè)置、圖庫設(shè)置選擇、按鍵聲音設(shè)置選擇。主界面STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s12觸摸屏主界面設(shè)計(jì)說明：使用威綸屏的設(shè)計(jì)軟件EB8000設(shè)計(jì)的觸摸屏主界面，主要用到了數(shù)值輸入，位狀態(tài)輸入，功能鍵設(shè)置，聲音、圖片及文字設(shè)計(jì)。點(diǎn)擊初始界面的“進(jìn)入”，跳轉(zhuǎn)到觸摸屏主界面，如下圖所示：PID調(diào)節(jié)界面STYLEREF1\s6SEQ圖\*ARABIC\s13PID調(diào)節(jié)界面元器件清單元器件名稱型號(hào)（規(guī)格）數(shù)量交流接觸器CJX2-9101中間繼電器CDZ9-52P2開關(guān)常開、常閉2熔斷器2通訊編程電纜SC-091威綸屏下載線1直流電源5V1控制電箱1變頻器invt英威騰CHF100A系列1交流電機(jī)1觸摸屏i系列1實(shí)訓(xùn)導(dǎo)線若干D/A電壓模塊DVP-04AD1實(shí)物圖遇到的問題下面我對這次實(shí)訓(xùn)做了一下經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：觸摸屏的原理圖的設(shè)計(jì)1．觸摸屏的程序設(shè)計(jì)上我遇到了許多問題。程序下載不了：顯示的錯(cuò)誤是觸摸屏密碼錯(cuò)誤，遇到這種情況需要重啟觸摸屏，并在其右下角的功能界面點(diǎn)設(shè)置，在彈出的密碼框中輸入密碼，初始密碼6個(gè)111111進(jìn)行校正匹配。接實(shí)物圖1．接實(shí)物圖我遇到了很多問題主要是不知道一些器件的用法。交流接觸器，11個(gè)接口，頂部4對接口分別是四對常開開關(guān)，在其底下有3個(gè)接口，2個(gè)A2接口，一個(gè)A1接口。其原理是給A1和A2通220V交流電，線圈受電吸合，使上面的4對接口導(dǎo)