《MCGS嵌入版組態(tài)應(yīng)用技術(shù)》課件-項(xiàng)目19 HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)

實(shí)訓(xùn)目的項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)（1）通過綜合實(shí)訓(xùn)進(jìn)一步鞏固、深化和拓展學(xué)生的理論知識(shí)與專業(yè)技能。充分掌握PLC、觸摸屏和變頻器的操作，以及不同工控設(shè)備的連接方式，提升學(xué)生對(duì)工控設(shè)備的綜合應(yīng)用能力。（2）在全面了解PLC、變頻器、觸摸屏的使用和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的基礎(chǔ)上，完成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（編寫PLC控制流程及控制程序、設(shè)置變頻器的控制參數(shù)、設(shè)計(jì)觸摸屏的控制組態(tài)）和安裝與調(diào)試（編寫調(diào)試流程、接線）。提高學(xué)生動(dòng)腦動(dòng)手能力，同時(shí)也為電氣控制安裝與調(diào)試比賽做好組態(tài)知識(shí)點(diǎn)的準(zhǔn)備。任務(wù)要求項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)1.用戶根據(jù)工作需要選擇星三角啟動(dòng)控制或變頻器三段速控制。2.在變頻運(yùn)行時(shí)，對(duì)變頻器進(jìn)行設(shè)置，并通過HMI控制，完成三段速運(yùn)行方式。3.掌握組合框的應(yīng)用。實(shí)訓(xùn)步驟項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)1.HMI電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制系統(tǒng)硬件連接。

圖19-1

.HMI電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制系統(tǒng)連接圖實(shí)訓(xùn)步驟項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)HMI電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制系統(tǒng)硬件連接如圖19-1所示。TPC7062K的COM口通過PC／PPI通訊電纜線接PLC的RS232接口。PLC的輸出端子Y4、Y5、Y6、Y7分別控制交流接觸器KM1、KM2、KM3、KM4線圈。當(dāng)KM1、KM3主觸點(diǎn)同時(shí)閉合時(shí)，三相交流異步電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)星形啟動(dòng)，延時(shí)時(shí)間到后KM3主觸點(diǎn)斷開，KM4主觸點(diǎn)閉合，三相交流異步電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)三角形運(yùn)行，交流接觸器KM3、KM4能夠?qū)崿F(xiàn)互鎖。當(dāng)KM2、KM3主觸點(diǎn)同時(shí)閉合時(shí)，三相交流異步電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)星形啟動(dòng)，延時(shí)時(shí)間到后KM3主觸點(diǎn)斷開，KM4主觸點(diǎn)閉合，三相交流異步電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)三角形運(yùn)行，交流接觸器KM3、KM4能夠?qū)崿F(xiàn)互鎖，交流接觸器KM1、KM2能夠?qū)崿F(xiàn)互鎖。PLC的輸出端子Y3控制變頻器的STF正轉(zhuǎn)端子，PLC的輸出端子Y0、Y1、Y2分別控制變頻器的RH、RM、RL端子，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)三段速控制；圖中PLC輸出接直流的端子Y0、Y1、Y2、Y3共用COM1公共端口，輸出接交流的端子Y4、Y5、Y6、Y7共用COM2公共端口。圖中沒有標(biāo)出熱繼電器FR動(dòng)斷觸點(diǎn)的位置，可根據(jù)實(shí)際情況在輔助控制電路中實(shí)現(xiàn)，或者將FR動(dòng)斷觸點(diǎn)作為PLC輸入信號(hào)在PLC程序中體現(xiàn)。實(shí)訓(xùn)時(shí)元器件的擺放要整齊、合理并應(yīng)考慮其散熱、電磁兼容性。導(dǎo)線布線時(shí)要注意PLC與變頻器的控制線互不干擾。實(shí)訓(xùn)步驟項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)2.變頻器參數(shù)設(shè)置變頻器參數(shù)可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的銘牌規(guī)定設(shè)定。按照控制要求輸入保護(hù)參數(shù)，上限、下限頻率等。使用變頻器外部端子控制電機(jī)運(yùn)行的操作。三段速運(yùn)行時(shí)變頻器參數(shù)設(shè)置如表19-1所示。

表19-1三段速運(yùn)行變頻器參數(shù)設(shè)置表參數(shù)號(hào)設(shè)置值上限頻率Ｐr.150Hz下限頻率Ｐr.20Hz基波頻率Ｐr.350Hz加速時(shí)間Ｐr.74s減速時(shí)間Ｐr.83s操作模式Ｐr.7933速設(shè)定(高速)Ｐr.410Hz3速設(shè)定(中速)Ｐr.530Hz3速設(shè)定(低速)Ｐr.650Hz實(shí)訓(xùn)步驟項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)3.PLC梯形圖的設(shè)計(jì)（1）I/O分配如表19-2所示。表19-2

I/O分配表輸入?yún)?shù)功能參數(shù)功能M11電機(jī)M2啟動(dòng)按鈕

M203全停復(fù)位按鈕

M30電機(jī)M1停止按鈕

M40電機(jī)M1反向啟動(dòng)

M20電機(jī)M1正向啟動(dòng)

輸出Y0一段速控制Y4電機(jī)M1正向運(yùn)行Y1二段速控制Y5電機(jī)M1反向運(yùn)行Y2三段速控制Y6電機(jī)M1星形運(yùn)行Y3電機(jī)M2正轉(zhuǎn)運(yùn)行Y7電機(jī)M1角形運(yùn)行

實(shí)訓(xùn)步驟項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)3.組態(tài)工程（1）設(shè)備組態(tài)新建工程后，在工作臺(tái)中激活設(shè)備窗口，進(jìn)入設(shè)備組態(tài)畫面，打開“設(shè)備工具箱”。在設(shè)備工具箱中，按先后順序雙擊“通用串口父設(shè)備”和“三菱_FX系列編程口”添加至組態(tài)畫面。提示“是否使用‘三菱_FX系列編程口’驅(qū)動(dòng)的默認(rèn)通訊參數(shù)設(shè)置串口父設(shè)備參數(shù)？”，選擇“是”后關(guān)閉設(shè)備窗口。（2）用戶窗口組態(tài)在用戶窗口，按圖19-2所示新建三個(gè)窗口，并修改三個(gè)窗口屬性,將“歡迎界面”窗口設(shè)為啟動(dòng)窗口。三個(gè)頁(yè)面均可以互相打開。

實(shí)訓(xùn)步驟項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)①“星角轉(zhuǎn)換界面”用戶窗口如圖19-3所示。

圖19-3

正反星三角控制主頁(yè)動(dòng)畫實(shí)訓(xùn)步驟項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)①變頻器窗口組態(tài)如圖19-4所示。按下“啟動(dòng)按鈕”，再點(diǎn)擊組合框，選擇一段速度、二段速、三段速中任意一個(gè)選項(xiàng)，對(duì)應(yīng)的一段速、二段速、三段速指示燈點(diǎn)亮，變頻器控制三相異步電機(jī)M2進(jìn)行有級(jí)調(diào)速運(yùn)行。按下“停止按鈕”，電機(jī)停止運(yùn)行。頁(yè)面中按鈕、標(biāo)簽和指示燈的設(shè)置均比較簡(jiǎn)單，這里不作介紹。下面介紹一下“組合框”的設(shè)置。

圖19-4變頻器窗口組態(tài)實(shí)訓(xùn)步驟項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)（3）數(shù)據(jù)連接由于本工程所使用的數(shù)據(jù)過多，不詳細(xì)介紹。使用者只需參照表19-2所示的I/O分配，在組態(tài)頁(yè)面中將對(duì)應(yīng)的參量連接即可。這里介紹一下與組合框數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的建立。組合框中數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)要結(jié)合PLC程序設(shè)置。變頻器三段速設(shè)置的PLC程序如圖19-7所示。

圖19-7變頻器三段速對(duì)應(yīng)的PLC程序?qū)嵱?xùn)步驟項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)4.下載調(diào)試（1）組態(tài)工程和PLC程序分別下載后，連接TPC和PLC（先不要連接電氣控制線路和負(fù)載）。（2）根據(jù)實(shí)訓(xùn)的任務(wù)要求操作，觀測(cè)PLC的輸出端子是否按照任務(wù)要求工作。如有差錯(cuò)，及時(shí)在組態(tài)或者PLC程序中修改，直到?jīng)]有錯(cuò)誤為止。（3）完成PLC輸出端子Y4～Y7與四個(gè)交流接觸器KM1～KM4線圈及互鎖觸點(diǎn)的連接。完成PLC輸出端子Y0～Y3與變頻器控制端子RH、RM、RL、STF的連接。根據(jù)實(shí)訓(xùn)的任務(wù)要求操作，觀測(cè)接觸器KM1～KM4和變頻器控制端子是否按照任務(wù)要求工作。如有差錯(cuò)，及時(shí)修改，直到?jīng)]有錯(cuò)誤為止。（4）連接三相交流異步電動(dòng)機(jī)M1和M2主電路，并參考表19-1對(duì)變頻器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。根據(jù)實(shí)訓(xùn)的任務(wù)要求操作，觀測(cè)是否按照任務(wù)要求工作。如有差錯(cuò)，及時(shí)修改主電路或者變頻器的參數(shù)設(shè)置，直到?jīng)]有錯(cuò)誤為止。（5）帶負(fù)載運(yùn)行，觀測(cè)有無(wú)過載現(xiàn)象及工作不正?，F(xiàn)象。實(shí)訓(xùn)總結(jié)項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)1.檢測(cè)一下通過本次實(shí)訓(xùn)，是否已經(jīng)掌握以下技能：（1）會(huì)進(jìn)行系統(tǒng)總體工作方案的合理制定、元件正確的選擇、施工圖紙的規(guī)范繪制；（2）會(huì)按工藝進(jìn)行硬件電路的制作及測(cè)試；（3）按要求進(jìn)行軟件編制及變頻器參數(shù)設(shè)定；（4）掌握組合框的使用；（5）文明施工、紀(jì)律安全、團(tuán)隊(duì)合作、設(shè)備工具管理等；（6）成果展示。學(xué)生分組展示并匯報(bào)自己的設(shè)計(jì)作品。2.思考如下內(nèi)容：（1）組合框的應(yīng)用方法有哪些種？（2）本例中熱繼電器FR動(dòng)斷保護(hù)觸點(diǎn)應(yīng)如何接入？拓展提升項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)入調(diào)試模式后，觸摸屏出現(xiàn)調(diào)試頁(yè)面，如圖19-8所示。通過點(diǎn)擊組合框，隨意選擇需調(diào)試的電機(jī)，當(dāng)前電機(jī)指示燈亮，按下SB1按鈕，選中的電機(jī)按下述要求進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。沒有調(diào)試順序要求，每個(gè)電機(jī)調(diào)試完成后，對(duì)應(yīng)的指示燈熄滅。

圖19-8調(diào)試模式組態(tài)頁(yè)面拓展提升項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)解析方法一：參照本項(xiàng)目中有關(guān)組合框的關(guān)聯(lián)設(shè)置方法，雙擊組合框彈出“組合框?qū)傩跃庉嫛睂?duì)話框，設(shè)置如圖19-10所示。在“構(gòu)建類型”中勾選“列表組合框”，并在“構(gòu)建屬性”中進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、ID關(guān)聯(lián)，均與“設(shè)備0_讀寫DWUB0000”關(guān)聯(lián)。再單擊“選項(xiàng)設(shè)置”選項(xiàng)卡，添加要選擇的選項(xiàng)名稱空、打碼電機(jī)、上色電機(jī)、傳送帶電機(jī)、熱封滾輪電機(jī)、上色噴涂進(jìn)給電機(jī)，如圖19-11所示。

圖19-10組合框“組合框編輯”對(duì)話框

圖19-11“選項(xiàng)設(shè)置”選項(xiàng)卡拓展提升項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)

圖19-12調(diào)試上色電機(jī)對(duì)應(yīng)的PLC程序當(dāng)在組合框中選擇“上色電機(jī)”時(shí)，則相當(dāng)于PLC程序中“=D0K2”條件得到滿足，從而完成對(duì)PLC的輸出Y006置位（SETY006），同時(shí)T2開始計(jì)時(shí)。當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間達(dá)到4秒后，Y006復(fù)位（RSTY006），同時(shí)“=D0K0”條件得到滿足，組合框恢復(fù)到調(diào)試準(zhǔn)備狀態(tài)。拓展提升項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)解析方法二：組合框的設(shè)置如圖19-13所示。在“構(gòu)件類型”勾選“策略組合框”，這與上述方法不同。“選項(xiàng)設(shè)置”選項(xiàng)卡的設(shè)置如圖19-14所示。

圖19-13組合框的設(shè)置

圖19-14“選項(xiàng)設(shè)置”選項(xiàng)卡的設(shè)置拓展提升項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)

圖19-15“啟動(dòng)腳本”設(shè)置對(duì)話框拓展提升項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)

圖19-16調(diào)試上色電機(jī)對(duì)應(yīng)的PLC程序拓展提升項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)2.按鈕選擇功能組態(tài)進(jìn)入如圖19-17所示的調(diào)試界首面后，指示燈HL1、HL2以0.5Hz頻率閃爍點(diǎn)亮，等待選擇電機(jī)調(diào)試。通過按下“調(diào)試選擇按鈕”，可依次選擇需要調(diào)試的電機(jī)M1～M5，對(duì)應(yīng)電機(jī)指示燈亮，HL1、HL2停止閃爍。按下調(diào)試啟動(dòng)按鈕SB1，被選中的電機(jī)進(jìn)入調(diào)試運(yùn)行。每個(gè)電機(jī)調(diào)試完成后，觸摸屏上對(duì)應(yīng)的指示燈熄滅。電機(jī)調(diào)試過程這里不做考慮，只分析按鈕選擇功能組態(tài)的實(shí)現(xiàn)。

圖19-17自動(dòng)噴涂系統(tǒng)調(diào)試界面拓展提升項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)1）在“調(diào)試模式界面”用戶窗口，參考圖19-17添加各種圖元符號(hào)。2）在“設(shè)備窗口”添加相應(yīng)的父設(shè)備和子設(shè)備，并對(duì)父設(shè)備和子設(shè)備根據(jù)所選用的PLC型號(hào)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。雙擊“設(shè)備0-[FX系列編程口]”，并在“三菱-FX系列編程口通道屬性設(shè)置”對(duì)話框中增加通道M0100～M0104并連接對(duì)應(yīng)變量，如圖19-18所示。

圖19-18“設(shè)備編輯窗口”設(shè)置效果拓展提升項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)3）在“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”窗口，新建一個(gè)數(shù)值型對(duì)象“b”，如圖19-19所示。

圖19-19新建數(shù)值型對(duì)象“b”拓展提升項(xiàng)目19HMI控制電動(dòng)機(jī)星三角啟動(dòng)及變頻器三段速控制實(shí)訓(xùn)4）數(shù)據(jù)連接。在用戶窗口中，將攪拌電機(jī)指示燈、噴涂泵電機(jī)指示燈、噴涂高度電機(jī)指示燈、轉(zhuǎn)臺(tái)電機(jī)指示燈、排風(fēng)電機(jī)指示燈分別與“設(shè)備0_讀寫M0100”～“設(shè)備0_讀寫M0104”關(guān)聯(lián)。5）在“運(yùn)行策略”窗口，單擊“新建策略”按鈕，