基于PLC的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于PLC的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)【摘要】本文主要介紹了本人與本組同學(xué)研究和設(shè)計(jì)基于可編程控制器的變頻調(diào)速系統(tǒng)的假設(shè)干成果，在本次的設(shè)計(jì)中，我們的設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要由PLC、變頻器、電動(dòng)機(jī)等幾局部組成。經(jīng)過(guò)本次設(shè)計(jì)和研究，使我對(duì)所有器件有了新的認(rèn)識(shí)，尤其對(duì)PLC有了更多的了解：PLC是能進(jìn)行行邏輯運(yùn)算，順序運(yùn)算，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)，和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程的工業(yè)計(jì)算機(jī)。首先我們查閱各個(gè)器件的資料，先對(duì)其有個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，然后通過(guò)老師的指點(diǎn)明白了整個(gè)系統(tǒng)的大概工作原理框圖后，通過(guò)學(xué)習(xí)資料與老師指點(diǎn)將硬件設(shè)備連接成功。本文綜合應(yīng)用電子學(xué)與機(jī)械學(xué)知識(shí)去解決基于可編程控制器的變頻調(diào)速系統(tǒng)，本次設(shè)計(jì)選用三相異步交流電機(jī)，而PLC和交流電機(jī)無(wú)論在工業(yè)還是生活中都是應(yīng)用最廣，因此本次設(shè)計(jì)具有相當(dāng)?shù)膶?shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：PLC、變頻器、三相異步電動(dòng)機(jī)前言本次設(shè)計(jì)主要以PLC和變頻器為主，PLC是能進(jìn)行行邏輯運(yùn)算，順序運(yùn)算，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)，和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程的工業(yè)計(jì)算機(jī)。它靈活、通用、I/O接口豐富，可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單、使用方便，設(shè)計(jì)施工周期短、接線簡(jiǎn)單、維護(hù)工作量小，體積小，重量輕、能耗低、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，聯(lián)網(wǎng)方便，便于系統(tǒng)集成。變頻器操作方便、體積小、控制性能高而成為目前世界上最受歡送的調(diào)速方式，在工業(yè)工廠中應(yīng)用十分廣泛，所以本次設(shè)計(jì)課題為我們今后到工廠開(kāi)展打下很好的鋪墊，很有實(shí)用價(jià)值。調(diào)速系統(tǒng)快速性、穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)性能好是工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中根本要求。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐的諸多領(lǐng)域中調(diào)速系統(tǒng)占有著極為重要的地位特別是在國(guó)防、汽車、冶金、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足輕重的作用。調(diào)速控制系統(tǒng)的工藝過(guò)程復(fù)雜多變，具有不確定性，因此對(duì)系統(tǒng)要求更為先進(jìn)的控制技術(shù)和控制理論。

可編程控制器〔PLC〕可編程控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是繼續(xù)計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)裝置。它具有抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格廉價(jià)，可靠性強(qiáng)，編程簡(jiǎn)樸，易學(xué)易用等特點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域中深受工程操作人員的喜歡，因此PLC已在工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域中被廣泛地使用。

目前在控制領(lǐng)域中，雖然逐步采用了電子計(jì)算機(jī)這個(gè)先進(jìn)技術(shù)工具，特別是石油化工企業(yè)普遍采用了分散控制系統(tǒng)〔DCS〕。但就其控制策略而言，占統(tǒng)治地位的仍舊是常規(guī)的PID控制。PID結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)樸、穩(wěn)定性好、工作可靠、使用中不必弄清系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。PID的使用已經(jīng)有60多年了，有人稱贊它是控制領(lǐng)域的常青樹(shù)。變頻調(diào)速已被公認(rèn)為是最理想、最有開(kāi)展前景的調(diào)速方式之一，采用變頻器構(gòu)成變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)的主要目的，一是為了滿足提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高設(shè)備自動(dòng)化程度、提高生活質(zhì)量及改善生活環(huán)境等要求；二是為了節(jié)約能源、降低生產(chǎn)本錢。用戶根據(jù)自己的實(shí)際工藝要求和運(yùn)用場(chǎng)合選擇不同類型的變頻器。組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要實(shí)現(xiàn)某一任務(wù)，都是通過(guò)編寫程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。編寫程序不但工作量大、周期長(zhǎng)，而且輕易犯錯(cuò)誤，不能保證工期。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，解決了這個(gè)問(wèn)題。對(duì)于過(guò)去需要幾個(gè)月的工作，通過(guò)組態(tài)幾天就可以完成。組態(tài)王是海內(nèi)一家較有影響力的組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)公司開(kāi)發(fā)的，組態(tài)王具有流程畫(huà)面，過(guò)程數(shù)據(jù)記錄，趨勢(shì)曲線，報(bào)警窗口，生產(chǎn)報(bào)表等功能，已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域被應(yīng)用。PLC簡(jiǎn)介L(zhǎng)C的根本概念國(guó)際電工委員會(huì)對(duì)PLC做了定義為“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破鳈C(jī)器有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)該按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其能力的原那么設(shè)計(jì)〞。從上述定義可以看出，PLC是一種用于程序來(lái)改變控制功能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，除了能完成各種各樣的控制能力外，還有與其他計(jì)算機(jī)通行聯(lián)網(wǎng)的功能。1.4.2PLC的根本結(jié)構(gòu)如下圖，PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。PLC的特殊功能模塊用來(lái)完成某些特殊的任務(wù)。PLC主要由CPU模塊、I/O模塊、變成裝置和電源組成。根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的不同，可以將PLC分為整體式、模塊式和混合式。整體式PLC又叫做單元式或箱體式，他的體積小、價(jià)格低、小型PLC一般采用整體結(jié)構(gòu)。模塊式PLC一般用于大、中型PLC，它由機(jī)架和模塊組成。圖1.4.1PLC根本組成〔1〕輸入部件輸入部件是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)被控對(duì)象之間的連接部件，是現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)入PLC的橋梁。該部件接收由主令元件、檢測(cè)元件來(lái)的信號(hào)?！?〕輸出部件輸出部件也是PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的連接部件，其功能是控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行工作(如電機(jī)的啟、停、正/反轉(zhuǎn)，閥門的開(kāi)、關(guān)，設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)、升降等)。對(duì)于PLC，希望它能直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，如電磁閥、微電機(jī)、接觸器、燈和音響等，因此，輸出部件中的輸出級(jí)常是一些大功率器件，如機(jī)械觸點(diǎn)式繼電器、無(wú)觸點(diǎn)交流開(kāi)關(guān)(如雙向可控硅)及直流開(kāi)關(guān)(如晶體三極管)等?！?〕CPU模塊CPU模塊主要有微處理器和存儲(chǔ)器組成。在PLC控制系統(tǒng)中CPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，他不斷的采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。〔4〕I/O模塊輸入模塊和輸出模塊簡(jiǎn)稱I/O模塊，他們相當(dāng)于人的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部設(shè)備和CPU模塊的橋梁。輸入模塊用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)，開(kāi)關(guān)量輸入模塊用來(lái)接受從按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、數(shù)字撥號(hào)開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、壓力繼電器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號(hào)。〔5〕編程器編程器用來(lái)生成用戶程序，并用它來(lái)編輯、檢查、修改用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。手持式編程器不能直接接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編程器，它的體積小，價(jià)格廉價(jià)，一般用來(lái)給小型PLC編程，或者用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)?！?〕電源PLC使用AC220V電源或DC24V電源。內(nèi)部開(kāi)關(guān)電源為各模塊提供不同電壓等級(jí)的直流電源。小型PLC可以為輸入電路和外部的電子傳感器提供DC24V電源，驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載的直流電源一般有用戶提供。3.3PLC的外圍接線以及各局部細(xì)節(jié)3.3.1PLC的外圍接線24V24V圖3.3.2P這樣將開(kāi)關(guān)和狀態(tài)燈接入電路中，上圖的24V電源是有變壓器輸出的。L和M是PLC本身的24V輸出。1.4.3PLC的工作原理PLC通電后，需要對(duì)硬件和軟件做一些初始化工作。為了使PLC的輸出及時(shí)地響應(yīng)各種輸入信號(hào)，初始化后PLC要反復(fù)不停地分段處理各種不同的任務(wù)，這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。1、初始化過(guò)程： 與其它單片機(jī)運(yùn)行一樣，上電運(yùn)行或復(fù)位時(shí)進(jìn)行處理〔1〕硬件初始化，復(fù)位輸出輸入模塊，清零〔2〕去除數(shù)據(jù)區(qū)〔3〕輸出輸入地址分配2、掃描過(guò)程〔1〕掃描輸入，將輸入口狀態(tài)讀入至輸入口映像區(qū)〔2〕時(shí)鐘處理，特殊存放器更新〔3〕執(zhí)行用戶程序〔4〕輸出，將輸出口映像區(qū)輸出至輸出端口刷新〔5〕自診斷檢查3、出錯(cuò)處理檢查PLC內(nèi)部電路CPU、電池電壓、程序存儲(chǔ)器、I/O、通訊異常致命錯(cuò)誤，CPU強(qiáng)制STOP方式，所有掃描停止。圖所示為一小型PLC的典型工作過(guò)程圖小型PLC的典型工作過(guò)程變頻器簡(jiǎn)介變頻器的選擇和參數(shù)設(shè)置變頻器的選擇正確選擇通用型變頻器對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行時(shí)至關(guān)重要的，首先要明確使用通用變頻器的目的，按照生產(chǎn)機(jī)械的類型、調(diào)速范圍、速度響應(yīng)和控制精度、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩等要求，充分了解變頻器所驅(qū)動(dòng)負(fù)載特性，決定采用什么功能的通用變頻器構(gòu)成控制系統(tǒng)，然后決定選用哪種控制方式最適宜。所選用的通用變頻器應(yīng)是既滿足生產(chǎn)工藝要求，又要在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上合理。假設(shè)對(duì)通用變頻器選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及使用不當(dāng)，往往會(huì)使通用變頻器不能正常的運(yùn)行、達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，甚至引發(fā)設(shè)備故障，造成不必要的損失。另外，為了確保通用變頻器長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行，變頻器的地線的連接也是非常重要的。變頻器在調(diào)速系統(tǒng)中的優(yōu)點(diǎn)：1．控制電機(jī)的啟動(dòng)電流；2．降低電力線路的電壓波動(dòng)；3．啟動(dòng)時(shí)需要的功率更低；4．可控的加速功能；5．可調(diào)的運(yùn)行速度；6．可調(diào)的轉(zhuǎn)矩極限；7．受控的停止方式；8．節(jié)能；9．可逆運(yùn)行控制；10．減少機(jī)械傳動(dòng)部件。在本系統(tǒng)中，選用了由西門子生產(chǎn)的通用變頻器MM420。變頻器MM420為我們提供了很好的BOP控制面板具體如下列圖：變頻調(diào)速原理變頻調(diào)速是通過(guò)改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來(lái)到達(dá)調(diào)速的目的。n=60f(1-s)/p對(duì)于成品電機(jī)，其磁極對(duì)數(shù)p已經(jīng)確定，轉(zhuǎn)差率s變化不大，故電機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電源的頻率f成正比，因此改變輸入電源的頻率就可以改變電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，進(jìn)而到達(dá)異步電機(jī)的調(diào)試目的。變頻器的工作原理變頻器的工作原理是把市電〔380V、50Hz〕通過(guò)整流器變成平滑直流，然后利用半導(dǎo)體器件〔GTO、GTR或IGBT〕組成的三相逆變器，將直流電變成可變電壓和可變頻率的交流電。變頻器的快速設(shè)置如果所用的變頻器剛剛出廠的變頻器，那么需對(duì)它進(jìn)行快速調(diào)試，試驗(yàn)中用到的變頻器都已經(jīng)完成了快速調(diào)試。序號(hào)變頻器參數(shù)出廠值設(shè)定值功能說(shuō)明P0304230380電動(dòng)機(jī)的額定電壓(380V)P0305電動(dòng)機(jī)的額定電流()P03070.75電動(dòng)機(jī)的額定功率(60W)P0310電動(dòng)機(jī)的額定頻率(50Hz)P031101430電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速(1430r/min)P100021用操作面板〔BOP〕控制頻率的升降P108000電動(dòng)機(jī)的最小頻率(0Hz)P108250電動(dòng)機(jī)的最大頻率(50Hz)P11201010斜坡上升時(shí)間(10S)P11211010斜坡下降時(shí)間(10S)P070022選擇命令源〔由端子排輸入〕P0701110正向點(diǎn)動(dòng)P07021211反向點(diǎn)動(dòng)P105830正向點(diǎn)動(dòng)頻率〔30Hz〕P105920反向點(diǎn)動(dòng)頻率〔20Hz〕P106010點(diǎn)動(dòng)斜坡上升時(shí)間〔10S〕P10615點(diǎn)動(dòng)斜坡下降時(shí)間〔5S〕注:〔1〕設(shè)置參數(shù)前先將變頻器參數(shù)復(fù)位為工廠的缺省設(shè)定值〔2〕設(shè)定P0003=2允許訪問(wèn)擴(kuò)展參數(shù)〔3〕設(shè)定電機(jī)參數(shù)時(shí)先設(shè)定P0010=1(快速調(diào)試),電機(jī)參數(shù)設(shè)置完成設(shè)定P0010=0(準(zhǔn)備)例如：修改下表參數(shù)P0719選擇命令/設(shè)定這源改變參數(shù)數(shù)值的一個(gè)數(shù)字為了快速修改參數(shù)的數(shù)值，可以單獨(dú)修改顯示出的每個(gè)數(shù)字，操作步驟如下：1.按〔功能鍵〕，最右邊的一個(gè)數(shù)字閃爍。2.按/，修改這位數(shù)字的數(shù)值。3.再按〔功能鍵〕，相鄰的下一位數(shù)字閃爍。4.執(zhí)行2至4步，直到顯示出所要求的數(shù)值。5.按，退出參數(shù)數(shù)值的訪問(wèn)級(jí)。三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的根本構(gòu)造圖三相異步電動(dòng)機(jī)的幾種調(diào)速方式

三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式為：

n=60f/p〔1-s〕從上式可見(jiàn)，改變供電頻率f、電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可太到改變轉(zhuǎn)速的目的。從調(diào)速的本質(zhì)來(lái)看，不同的調(diào)速方式無(wú)非是改變交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)兩種。在生產(chǎn)機(jī)械中廣泛使用不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有繞線式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級(jí)調(diào)速以及應(yīng)用電磁轉(zhuǎn)差離合器、液力偶合器、油膜離合器等調(diào)速。改變同步轉(zhuǎn)速的有改變定子極對(duì)數(shù)的多速電動(dòng)機(jī)，改變定子電壓、頻率的變頻調(diào)速有能無(wú)換向電動(dòng)機(jī)調(diào)速等。從調(diào)速時(shí)的能耗觀點(diǎn)來(lái)看，有高效調(diào)速方法與低效調(diào)速方法兩種：高效調(diào)速指時(shí)轉(zhuǎn)差率不變，因此無(wú)轉(zhuǎn)差損耗，如多速電動(dòng)機(jī)、變頻調(diào)速以及能將轉(zhuǎn)差損耗回收的調(diào)速方法〔如串級(jí)調(diào)速等〕。有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方法屬低效調(diào)速，如轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法，能量就損耗在轉(zhuǎn)子回路中；電磁離合器的調(diào)速方法，能量損耗在離合器線圈中；液力偶合器調(diào)速，能量損耗在液力偶合器的油中。一般來(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴(kuò)大而增加，如果調(diào)速范圍不大，能量損耗是很小的。一、變極對(duì)數(shù)調(diào)速方法這種調(diào)速方法是用改變定子繞組的接紅方式來(lái)改變籠型電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)到達(dá)調(diào)速目的，特點(diǎn)如下：具有較硬的機(jī)械特性，穩(wěn)定性良好；無(wú)轉(zhuǎn)差損耗，效率高；接線簡(jiǎn)單、控制方便、價(jià)格低；有級(jí)調(diào)速，級(jí)差較大，不能獲得平滑調(diào)速；可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器配合使用，獲得較高效率的平滑調(diào)速特性。本方法適用于不需要無(wú)級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、升降機(jī)、起重設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵等。二、變頻調(diào)速方法變頻調(diào)速是改變電動(dòng)機(jī)定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可分成交流-直流-交流變頻器和交流-交流變頻器兩大類，目前國(guó)內(nèi)大都使用交-直-交變頻器。其特點(diǎn)：效率高，調(diào)速過(guò)程中沒(méi)有附加損耗；應(yīng)用范圍廣，可用于籠型異步電動(dòng)機(jī)；調(diào)速范圍大，特性硬，精度高；技術(shù)復(fù)雜，造價(jià)高，維護(hù)檢修困難。本方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好場(chǎng)合。三、串級(jí)調(diào)速方法串級(jí)調(diào)速是指繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢(shì)來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差，到達(dá)調(diào)速的目的。大局部轉(zhuǎn)差功率被串入的附加電勢(shì)所吸收，再利用產(chǎn)生附加的裝置，把吸收的轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換能量加以利用。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式，串級(jí)調(diào)速可分為電機(jī)串級(jí)調(diào)速、機(jī)械串級(jí)調(diào)速及晶閘管串級(jí)調(diào)速形式，多采用晶閘管串級(jí)調(diào)速，其特點(diǎn)為：可將調(diào)速過(guò)程中的轉(zhuǎn)差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機(jī)械上，效率較高；裝置容量與調(diào)速范圍成正比，投資省，適用于調(diào)速范圍在額定轉(zhuǎn)速70%-90%的生產(chǎn)機(jī)械上；調(diào)速裝置故障時(shí)可以切換至全速運(yùn)行，防止停產(chǎn)；晶閘管串級(jí)調(diào)速功率因數(shù)偏低，諧波影響較大。本方法適合于風(fēng)機(jī)、水泵及軋鋼機(jī)、礦井提升機(jī)、擠壓機(jī)上使用。PLC硬件連接及軟件編程3.1系統(tǒng)主電路圖圖系統(tǒng)主電路圖PLC控制Q0.6和Q0.7來(lái)接入和切除電機(jī)的接入變頻器的狀態(tài)〔電氣連接圖右〕開(kāi)環(huán)控制設(shè)計(jì)及PLC編程硬件設(shè)計(jì)在沒(méi)有反應(yīng)信息的比擬，通過(guò)直接給定控制信息的控制調(diào)速系統(tǒng)稱之為開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。其控制思想的結(jié)構(gòu)框圖如下列圖所示：速度給定速度給定速度開(kāi)環(huán)控制的結(jié)構(gòu)控制圖速度開(kāi)環(huán)控制的結(jié)構(gòu)控制圖PLC變頻調(diào)速系統(tǒng)開(kāi)環(huán)控制的外部硬件連接圖：3.1.2PLC軟件編程設(shè)計(jì)步驟(1)使用PLC的各個(gè)輸入點(diǎn)作為系統(tǒng)的各個(gè)控制信號(hào)；(2)使用PLC的一個(gè)模擬量輸出點(diǎn)AQWO作為使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率給定信號(hào)，接到MM440變頻器的AIN1+，AIN1-端子上；(3)調(diào)節(jié)變頻器使其輸出頻率受模擬量輸入電壓控制；(4)然后編制輸出按時(shí)間函數(shù)循環(huán)的梯形圖程序；(5)最后調(diào)試并運(yùn)行。圖12系統(tǒng)流程框圖有循環(huán)狀態(tài)鎖定位YYYYYYYYYYY結(jié)束并等待并判斷是否與其他按鍵電壓下降環(huán)，點(diǎn)亮Q0.5熄滅Q0.4表狀態(tài)，用定時(shí)器設(shè)定下降速度，用減法器設(shè)定下降幅度并判斷電壓值是否到達(dá)設(shè)定值，并置第二次電壓平衡副狀態(tài)位鎖定解除第一次電壓下降副狀態(tài)鎖定位并判斷是否與其他按鍵電壓保持環(huán)節(jié)。點(diǎn)亮Q0.4熄滅Q0.3表狀態(tài)，用定時(shí)器計(jì)算平衡時(shí)間，等待定時(shí)器動(dòng)作，并置第一次電壓下降副狀態(tài)位鎖定。并判斷是否與其他按鍵電壓上升環(huán)，點(diǎn)亮Q0.3表狀態(tài)，用定時(shí)器設(shè)定上升速度，用加法器設(shè)定上升幅度并判斷電壓值是否到達(dá)設(shè)定值，并置第一次電壓平衡副狀態(tài)位鎖定并判斷是否與其他按鍵有I0.3按下。讀AIW0并將數(shù)據(jù)送給AQW0根據(jù)不同的按鍵顯示不同的狀態(tài)并且鎖定相應(yīng)的程序通行位，并進(jìn)行互鎖狀態(tài)和通行位啟動(dòng)和中間切換狀態(tài)數(shù)據(jù)去除和初始化電壓保持環(huán)節(jié)。點(diǎn)亮Q0.4熄滅Q0.3表狀態(tài)，用定時(shí)器計(jì)算平衡時(shí)間，等待定時(shí)器動(dòng)作，并置第二次電壓下降副狀態(tài)位鎖定，解除第二次電壓平衡副狀態(tài)鎖定位并判斷是否與其他按鍵電壓下降環(huán)，點(diǎn)亮Q0.5熄滅Q0.4表狀態(tài)，用定時(shí)器設(shè)定下降速度，用減法器設(shè)定下降幅度并判斷電壓值是否到達(dá)設(shè)定值，解除第二次電壓下降副狀態(tài)鎖定位并判斷是否與其他按鍵有I0.2按下。停止運(yùn)行有循環(huán)狀態(tài)鎖定位YYYYYYYYYYY結(jié)束并等待并判斷是否與其他按鍵電壓下降環(huán)，點(diǎn)亮Q0.5熄滅Q0.4表狀態(tài)，用定時(shí)器設(shè)定下降速度，用減法器設(shè)定下降幅度并判斷電壓值是否到達(dá)設(shè)定值，并置第二次電壓平衡副狀態(tài)位鎖定解除第一次電壓下降副狀態(tài)鎖定位并判斷是否與其他按鍵電壓保持環(huán)節(jié)。點(diǎn)亮Q0.4熄滅Q0.3表狀態(tài)，用定時(shí)器計(jì)算平衡時(shí)間，等待定時(shí)器動(dòng)作，并置第一次電壓下降副狀態(tài)位鎖定。并判斷是否與其他按鍵電壓上升環(huán)，點(diǎn)亮Q0.3表狀態(tài)，用定時(shí)器設(shè)定上升速度，用加法器設(shè)定上升幅度并判斷電壓值是否到達(dá)設(shè)定值，并置第一次電壓平衡副狀態(tài)位鎖定并判斷是否與其他按鍵有I0.3按下。讀AIW0并將數(shù)據(jù)送給AQW0根據(jù)不同的按鍵顯示不同的狀態(tài)并且鎖定相應(yīng)的程序通行位，并進(jìn)行互鎖狀態(tài)和通行位啟動(dòng)和中間切換狀態(tài)數(shù)據(jù)去除和初始化電壓保持環(huán)節(jié)。點(diǎn)亮Q0.4熄滅Q0.3表狀態(tài)，用定時(shí)器計(jì)算平衡時(shí)間，等待定時(shí)器動(dòng)作，并置第二次電壓下降副狀態(tài)位鎖定，解除第二次電壓平衡副狀態(tài)鎖定位并判斷是否與其他按鍵電壓下降環(huán)，點(diǎn)亮Q0.5熄滅Q0.4表狀態(tài)，用定時(shí)器設(shè)定下降速度，用減法器設(shè)定下降幅度并判斷電壓值是否到達(dá)設(shè)定值，解除第二次電壓下降副狀態(tài)鎖定位并判斷是否與其他按鍵有I0.2按下。停止運(yùn)行電壓輸出規(guī)格系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)是根據(jù)系統(tǒng)給定的時(shí)間函數(shù)運(yùn)行的，所以軟件的設(shè)計(jì)主要是以時(shí)間原那么來(lái)設(shè)計(jì)。4.3程序的主體初始化變量及判斷按鍵和鎖定相應(yīng)的狀態(tài)位0-25秒上升子程序25-35秒平衡子程序35-40秒下降子程序40-60秒平衡子程序60-65秒下降子程序有循環(huán)位時(shí)啟動(dòng)下一次循環(huán)子程序外部電壓給定子程序4.4控制程序初始化變量及判斷按鍵和鎖定相應(yīng)的狀態(tài)位網(wǎng)絡(luò)1每次按鍵都復(fù)位MOVW0,VW0AENOMOVWVW0,AQW0網(wǎng)絡(luò)2每次按鍵都去除中間狀態(tài)RM0.0,8RQ0.0,6RM1.0,8RM2.0,8網(wǎng)絡(luò)3單環(huán)電壓輸出狀態(tài)鎖定網(wǎng)絡(luò)4循環(huán)電壓輸出狀態(tài)鎖定網(wǎng)絡(luò)5切斷所有狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)6外部電壓輸出狀態(tài)鎖定網(wǎng)絡(luò)7單環(huán)或循環(huán)電壓上升鎖定網(wǎng)絡(luò)8單環(huán)或循環(huán)電壓平衡鎖定ALD網(wǎng)絡(luò)9單環(huán)或循環(huán)電壓下降鎖定OLD//程序工作條件ALD//程序動(dòng)作的互鎖以及用于切除程序工作//驅(qū)動(dòng)狀態(tài)顯示網(wǎng)絡(luò)10M2.6用于觸發(fā)和鎖定程序工作。//程序工作的條件〔在M0.0或M0.1有效的情況下工作〕ALD//程序動(dòng)作的互鎖以及用于切除程序工作//驅(qū)動(dòng)狀態(tài)顯示0-25秒上升子程序網(wǎng)絡(luò)11TONT32,1網(wǎng)絡(luò)12AT32//網(wǎng)絡(luò)11和網(wǎng)絡(luò)12程序內(nèi)部的電壓上升頻率的設(shè)定網(wǎng)絡(luò)13//程序工作條件〔電壓?jiǎn)苇h(huán)或電壓循環(huán)輸出〕//程序工作條件〔在電壓上升時(shí)刻〕//引入電壓動(dòng)作頻率+I20,VW0//電壓上升每次改變20數(shù)字量AENO//上一步執(zhí)行正確做下一步MOVWVW0,AQW0//將電壓送給模擬輸出口網(wǎng)絡(luò)14//程序工作條件〔電壓?jiǎn)苇h(huán)或電壓循環(huán)輸出〕//程序工作條件〔在電壓上升時(shí)刻〕AW>=VW0,23000//將現(xiàn)在的電壓值和設(shè)定值比擬當(dāng)電壓值大于設(shè)定是動(dòng)作//輸出各個(gè)控制量25-35秒平衡子程序網(wǎng)絡(luò)15//第一次電壓平衡工作副狀態(tài)鎖定//第一次電壓平衡工作副狀態(tài)鎖定網(wǎng)絡(luò)16//電壓平衡時(shí)間定時(shí)TONT38,70網(wǎng)絡(luò)17定時(shí)時(shí)間到后輸出各個(gè)控制狀態(tài)AT38網(wǎng)絡(luò)18切除電壓平衡副狀態(tài)鎖定第一次電壓下降副裝態(tài)35-40秒下降子程序網(wǎng)絡(luò)19第一次電壓下降//程序工作條件-I20,VW0AENO//電壓下降幅度MOVWVW0,AQW0//電壓及時(shí)的送給模擬輸出端口網(wǎng)絡(luò)20電壓比擬程序工作條件AW<VW0,7750//電壓最低值比擬//狀態(tài)輸出40-60秒平衡子程序網(wǎng)絡(luò)21切除電壓下降副狀態(tài)鎖定第二次電壓平衡副裝態(tài)網(wǎng)絡(luò)22電壓平衡定時(shí)TONT39,70網(wǎng)絡(luò)23定時(shí)時(shí)間到后輸出各個(gè)控制狀態(tài)AT39.//用于啟動(dòng)負(fù)狀態(tài)鎖定60-65秒下降子程序網(wǎng)絡(luò)24切除電壓平衡副狀態(tài)鎖定第二次電壓下降副裝態(tài)網(wǎng)絡(luò)25，電壓下降幅度控制//程序工作條件-I10,VW0AENO//電壓下降幅度MOVWVW0,AQW0//電壓及時(shí)送給模擬輸出端口網(wǎng)絡(luò)26//電壓比擬AW<VW0,0//電壓與0比擬輸出狀態(tài)//用于切斷電壓?jiǎn)苇h(huán)工作的各個(gè)狀態(tài)，用于啟動(dòng)電壓循環(huán)工作的下一次循環(huán)有循環(huán)位時(shí)啟動(dòng)下一次循環(huán)子程序網(wǎng)絡(luò)27