基于PLC的交流電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)

摘要步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由于用其組成的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)既簡(jiǎn)單、廉價(jià)，又非?？尚校虼嗽诖蛴C(jī)等辦公自動(dòng)化設(shè)備以及各種控制裝置等眾多領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。本文介紹的是一種基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)出電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速、減速、停止程序，通過(guò)單片機(jī)、電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片ULN2004以及相應(yīng)的按鍵實(shí)現(xiàn)以上功能，并且步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)要用相應(yīng)的發(fā)光二極管顯示出來(lái)。本文內(nèi)容介紹了步進(jìn)電機(jī)以及單片機(jī)原理、該系統(tǒng)的硬件電路、程序組成，同時(shí)對(duì)軟、硬件進(jìn)行了調(diào)試，同時(shí)介紹了調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題以及解決問(wèn)題的方法。該設(shè)計(jì)具有思路明確、可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，通過(guò)調(diào)試實(shí)現(xiàn)了上述功能。關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī)；脈寬調(diào)制；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；單片機(jī)；轉(zhuǎn)動(dòng)目錄1緒論11.1課題的背景11.1.1電機(jī)的起源和開(kāi)展11.1.2變頻調(diào)速技術(shù)的開(kāi)展和應(yīng)用21.2本文設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容32變頻調(diào)速系統(tǒng)的方案確定42.1變頻調(diào)速系統(tǒng)42.1.1三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理42.1.2變頻調(diào)速原理42.1.3變頻調(diào)速的根本控制方式52.2系統(tǒng)的控制要求62.3方案確實(shí)定62.3.1電動(dòng)機(jī)的選擇62.3.2開(kāi)環(huán)控制的選擇72.3.3變頻器的選擇74變頻調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)84.1S7-200PLC84.2MicroMaster420變頻器84.3外部電路設(shè)計(jì)94.3.1變頻開(kāi)環(huán)調(diào)速94.3.2數(shù)字量方式多段速控制114.3.3PLC、觸摸屏及變頻器通信控制125變頻調(diào)速系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)145.1編程軟件的介紹145.2變頻調(diào)速系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)156觸摸屏的設(shè)計(jì)236.1觸摸屏的介紹236.2MT500系列觸摸屏256.3觸摸屏的設(shè)計(jì)過(guò)程266.3.1計(jì)算機(jī)和觸摸屏的通信266.3.2窗口界面的設(shè)計(jì)276.3.3觸摸屏工程的下載317PLC系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)337.1變頻器的干擾源337.2干擾信號(hào)的傳播方式337.3主要抗干擾措施347.3.1電源抗干擾措施347.3.2硬件濾涉及軟件抗干擾措施347.3.3接地抗干擾措施34結(jié)論36致謝37參考文獻(xiàn)38緒論課題的背景最先制成電動(dòng)機(jī)的人是德國(guó)的雅可比，在兩個(gè)u型電磁鐵中間，裝一六臂輪，每臂帶兩根棒型磁鐵。通電后，棒型磁鐵與u型磁鐵之間產(chǎn)生相互吸引和排斥作用，帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)。后來(lái)，雅可比做了一具大型的裝置安在小艇上，用320個(gè)丹尼爾電池供電，1838年小艇在易北河上首次航行，時(shí)速只有2.2公里，與此同時(shí)，美國(guó)的達(dá)文波特也成功地制出了驅(qū)動(dòng)印刷機(jī)的電動(dòng)機(jī)，印刷過(guò)美國(guó)電學(xué)期刑《電磁和機(jī)械情報(bào)》，但這兩種電動(dòng)機(jī)都沒(méi)有多大商業(yè)價(jià)值，用電池作電源，本錢(qián)太大、不實(shí)用。直到第一臺(tái)實(shí)用直流發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)世，電動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)用。1870年比利時(shí)工程師格拉姆創(chuàng)造了直流發(fā)電機(jī)，在設(shè)計(jì)上，直流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)很相似。后來(lái)，格拉姆證明向直流發(fā)動(dòng)機(jī)輸入電流，其轉(zhuǎn)子會(huì)象電動(dòng)機(jī)一樣旋轉(zhuǎn)。于是，這種格拉姆型電動(dòng)機(jī)大量制造出來(lái)，效率也不斷提高。與此同時(shí)，西門(mén)子開(kāi)始著手研究由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛，于是西門(mén)子公司制成了世界電車(chē)。1879年，在柏林工業(yè)展覽會(huì)上，西門(mén)子公司不冒煙的電車(chē)贏得觀眾的一片喝彩。西門(mén)子電機(jī)車(chē)當(dāng)時(shí)只有3馬力，后來(lái)美國(guó)創(chuàng)造大王愛(ài)迪生試驗(yàn)的電機(jī)車(chē)已達(dá)12─15馬力，但當(dāng)時(shí)的電動(dòng)機(jī)全是直流電機(jī)，只限于驅(qū)動(dòng)電車(chē)。1888年南斯拉夫出生的美國(guó)創(chuàng)造家特斯拉創(chuàng)造了交流電動(dòng)機(jī)。它是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成，又稱(chēng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用交流電，無(wú)需整流，無(wú)火花，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)的家庭電器中，交流電動(dòng)機(jī)通常用三相交流供電。1902年瑞典工程師丹尼爾森首先提出同步電動(dòng)機(jī)設(shè)想。同步電動(dòng)機(jī)工作原理同感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一樣，由定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)速固定不變，不受負(fù)載影響。因此同步電動(dòng)機(jī)特別適用于鐘表，電唱機(jī)和磁帶錄音機(jī)。當(dāng)今世界，電機(jī)的開(kāi)展已成為衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。近二十年來(lái)，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)。隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制理論開(kāi)展，電機(jī)調(diào)速技術(shù)得到迅速開(kāi)展，使得電機(jī)的應(yīng)用不再局限于工業(yè)應(yīng)用而且在商業(yè)及家用設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域獲得更加廣泛的應(yīng)用；而隨著新材料如稀土永磁材料Nd-Fe-B、磁性復(fù)合材料的出現(xiàn)，更給電機(jī)設(shè)計(jì)插上翅膀，各種新型、高效、特種電機(jī)層出不窮。這些都極大地豐富了電機(jī)理論，拓寬了電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)也給電機(jī)設(shè)計(jì)和制造工藝提出更高的要求。變頻技術(shù)是近年來(lái)國(guó)際家電領(lǐng)域全面開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的一項(xiàng)高新技術(shù)，它采用新型變頻器，將50Hz的固定供電頻率轉(zhuǎn)換為30-130Hz的變化頻率，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的自動(dòng)調(diào)節(jié)，到達(dá)節(jié)能和提高效率的目的。上個(gè)世紀(jì)80年代初，變頻器實(shí)現(xiàn)了商品化。在近20年的時(shí)間內(nèi)，經(jīng)歷了由模擬控制到全數(shù)字控制和由采用BJT到采用IGBT兩個(gè)大開(kāi)展過(guò)程。80年代初采用的BJT的PWM變頻器實(shí)現(xiàn)了通用化。到了90年代初，BJT通用變頻器的容量到達(dá)了600KVA,400KVA以下。前幾年主開(kāi)關(guān)器件開(kāi)始采用IGBT，僅三、四年的時(shí)間，IGBT變頻器的單機(jī)容量己達(dá)800IVA，隨著IGBT容量的擴(kuò)大，通用變頻器的容量也將隨之?dāng)U大。變頻器主電路中功率電路的模塊化，控制電路采用大規(guī)模集成電路和全數(shù)字控制技術(shù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用“平面安裝技術(shù)〞等一系列措施，促進(jìn)了變頻電源裝置的小型化。另外，一種混合式功率集成器件，采用厚薄膜混合集成技術(shù)，把功率電橋、驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路、保護(hù)電路等封裝在一起，構(gòu)成了一種“智能電力模塊〞這種器件屬于絕緣金屬基底結(jié)構(gòu)，所以防電磁干擾能力強(qiáng)，保護(hù)電路和檢測(cè)電路與功率開(kāi)關(guān)間的距離盡可能的小，因而保護(hù)迅速且可靠，傳感信號(hào)也十分迅速。電力電子器件和控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，使變頻器向多功能化和高性能化方向開(kāi)展。特別是微機(jī)的應(yīng)用，為變頻器多功能化和高性能化提供了可靠的保證。人們總結(jié)了交流調(diào)速電氣傳動(dòng)控制的大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并不斷融入軟件功能。日益豐富的軟件功能使通用變頻器的多功能化和高性能化為用戶(hù)提供了一種可能，即可以把原有生產(chǎn)機(jī)械的工藝水平“升級(jí)〞，到達(dá)以往無(wú)法到達(dá)的境界，使其變成一種具有高度軟件控制功能的新機(jī)種。目前出現(xiàn)了一類(lèi)“多控制方式〞通用變頻器。例如安川公司的VS616—G5變頻器就有:無(wú)PG(速度傳感器)V/f控制:有PGV/f控制:無(wú)PG矢量控制:有PG矢量控制等四種控制方式。通過(guò)控制面板，可以控制上述四種控制方式中的一種，以滿(mǎn)足用戶(hù)的需要。通用變頻器經(jīng)歷了模擬控制、數(shù)字控制、數(shù)?；旌峡刂?，直到全數(shù)字控制的演變，逐步地實(shí)現(xiàn)了多功能化和高性能化，進(jìn)而使之對(duì)各類(lèi)生產(chǎn)機(jī)械、各類(lèi)生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性不斷增強(qiáng)。最初通用變頻器僅用于風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載的節(jié)能調(diào)速和化纖工業(yè)中高速纏繞的多機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)行等，到目前為止，其應(yīng)用領(lǐng)域得到了相當(dāng)?shù)臄U(kuò)展。如搬運(yùn)機(jī)械，從對(duì)抗性負(fù)載的搬運(yùn)車(chē)輛、帶式運(yùn)輸機(jī)到位能負(fù)載的起重機(jī)、提升機(jī)、立體倉(cāng)庫(kù)、立體停車(chē)廠等都已采用了通用變頻器。各類(lèi)切削機(jī)床直到高速磨床乃至數(shù)控機(jī)床、加工中心超高速伺服機(jī)的精確位置控制都己應(yīng)用通用變頻器。本系統(tǒng)是通過(guò)可編程控制器控制三相交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速功能。具體內(nèi)容如下：=1\*GB2⑴在理論研究的根底上，對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì)。=2\*GB2⑵對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，包括變頻器參數(shù)的設(shè)置、變頻開(kāi)環(huán)調(diào)速、多段速控制以及觸摸屏通信方式的設(shè)計(jì)。=3\*GB2⑶在硬件設(shè)計(jì)的根底上，對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，包括程序的編寫(xiě)和分析。=4\*GB2⑷實(shí)現(xiàn)調(diào)速系統(tǒng)的觸摸屏設(shè)計(jì)。=5\*GB2⑸采用良好的抗干措施使系統(tǒng)更具穩(wěn)定性。第一章變頻調(diào)速系統(tǒng)的方案確定1.1變頻調(diào)速系統(tǒng)1.1.1三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理三相交流異步電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備。一般電動(dòng)機(jī)主要由兩局部組成：固定局部稱(chēng)為定子，旋轉(zhuǎn)局部稱(chēng)為轉(zhuǎn)子。三相交流異步電動(dòng)機(jī)的工作原理是建立在電磁感應(yīng)定律、全電流定律、電路定律和電磁力定律等根底上的。當(dāng)磁極沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，磁極的磁力線(xiàn)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)的方向由右手定那么來(lái)確定。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，假設(shè)磁極不動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，那么導(dǎo)條中同樣也能感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)來(lái)。在電動(dòng)勢(shì)的作用下，閉合的導(dǎo)條中就產(chǎn)生電流。該電流與旋轉(zhuǎn)磁極的磁場(chǎng)相互作用，而使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力，電磁力的方向可用左手定那么確定。由電磁力進(jìn)而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。1.1.2變頻調(diào)速原理變頻器可以分為四個(gè)局部，如圖1.1所示。通用變頻器由主電路和控制回路組成。給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換局部，稱(chēng)為主電路。主電路包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)〔又稱(chēng)平波回路〕、逆變器。圖1.1變頻器簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖=1\*GB2⑴整流器。它的作用是把工頻電源變換成直流電源。=2\*GB2⑵平波回路〔中間直流環(huán)節(jié)〕。由于逆變器的負(fù)載為異步電動(dòng)機(jī)，屬于感性負(fù)載。無(wú)論電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)還是發(fā)電狀態(tài)，起始功率因數(shù)總不會(huì)等于1。因此，在中間直流環(huán)節(jié)和電動(dòng)機(jī)之間總會(huì)有無(wú)功功率的交換，這種無(wú)功能量要靠中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件—電容器或電感器來(lái)緩沖，所以中間直流環(huán)節(jié)實(shí)際上是中間儲(chǔ)能環(huán)節(jié)。=3\*GB2⑶逆變器。與整流器的作用相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率。逆變器的結(jié)構(gòu)形式是利用6個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件組成的三相橋式逆變器電路。通過(guò)有規(guī)律的控制逆變器中主開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和斷開(kāi)，可以得到任意頻率的三相交流輸出波形。=4\*GB2⑷控制回路。控制回路常由運(yùn)算電路，檢測(cè)電路，控制信號(hào)的輸入、輸出電路，驅(qū)動(dòng)電路和制動(dòng)電路等構(gòu)成。其主要任務(wù)是完成對(duì)逆變器的開(kāi)關(guān)控制，對(duì)整流器的電壓控制，以及完成各種保護(hù)功能?？刂品绞接心M控制或數(shù)字控制。1.1.3變頻調(diào)速的根本控制方式=1\*GB2⑴普通控制型V/f通用變頻器=1\*GB3①普通控制型V/f通用變頻器是轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)控制，無(wú)需速度傳感器，控制電路比擬簡(jiǎn)單；電動(dòng)機(jī)選擇通用標(biāo)準(zhǔn)異步電動(dòng)機(jī)，因此其通用性比擬強(qiáng)，性?xún)r(jià)比比擬高，是目前通用變頻器產(chǎn)品中使用較多的一種控制方式。=2\*GB3②具有恒定磁通功能的V/f通用變頻器為了克服普通控制型的V/f通用變頻器對(duì)V/f的值進(jìn)行調(diào)整的困難，如果采用磁通反響，讓異步電動(dòng)機(jī)所輸入的三相正弦電流在空間產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，那么就會(huì)產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩。這樣的控制方法叫做磁鏈跟蹤控制。由于磁鏈的軌跡是靠電壓相加矢量得到的，所以磁鏈跟蹤控制也叫做電壓空間矢量控制。=2\*GB2⑵矢量控制方式矢量控制方式的根本思想是：仿照直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特點(diǎn)，使異步交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也能通過(guò)控制兩個(gè)互相獨(dú)立的直流磁場(chǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。矢量控制方式分為無(wú)速度傳感器的矢量控制和有速度傳感器的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩閉環(huán)矢量控制。無(wú)速度傳感器的矢量控制。它是對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行單電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的典型模式。主要性能是：在1：10的速度范圍內(nèi)。速度精度小于0.5%，轉(zhuǎn)速上升時(shí)間小于100ms；在額定功率10%的范圍內(nèi)，采用電流閉環(huán)控制的轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)控制。工作模式可采用軟件功能選擇。當(dāng)工作頻率高于額定頻率的10%時(shí)，進(jìn)入矢量控制狀態(tài)。轉(zhuǎn)速的實(shí)際值可以利用由微型機(jī)支持的對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行模擬的仿真模型來(lái)計(jì)算。有速度傳感器的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩閉環(huán)矢量控制。這種方式的主要特征更是：在速度設(shè)定值的全范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩上升時(shí)間大約為15ms，速度設(shè)定范圍大于1：100；對(duì)于閉環(huán)控制而言，轉(zhuǎn)速上升時(shí)間不大于60ms。1.2系統(tǒng)的控制要求本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。變頻器變頻器PLC控制信號(hào)控制信號(hào)M--M--觸摸屏觸摸屏圖1.2系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖由圖1.2可知，本文通過(guò)PLC控制變頻器到達(dá)變頻調(diào)速的目的，從而實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、起停、加速、減速控制以及速度的調(diào)節(jié)，并且能夠在在觸摸屏上進(jìn)行操作，控制電機(jī)調(diào)速。1.3方案確實(shí)定1.3.1電動(dòng)機(jī)的選擇在變頻電機(jī)中，電動(dòng)機(jī)類(lèi)型選擇的原那么是，在滿(mǎn)足工作機(jī)械對(duì)于拖動(dòng)系統(tǒng)要求的前提下，所選電動(dòng)機(jī)應(yīng)盡可能結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、價(jià)格低廉。因此，在選用電動(dòng)機(jī)種類(lèi)時(shí)，假設(shè)機(jī)械工作對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)無(wú)過(guò)高要求，應(yīng)優(yōu)先選用交流電動(dòng)機(jī)。在交流電動(dòng)機(jī)中，籠型異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行最可靠，維護(hù)最方便，對(duì)起動(dòng)性能無(wú)過(guò)高要求的調(diào)速系統(tǒng)，應(yīng)優(yōu)先考慮。在電機(jī)工作中起動(dòng)、制動(dòng)比擬頻繁，為提高生產(chǎn)率，又要求電動(dòng)機(jī)具有較大的起動(dòng)、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩以縮短起動(dòng)制動(dòng)時(shí)間，同時(shí)還有一定的調(diào)速要求，所以本設(shè)計(jì)采用籠型異步電動(dòng)機(jī)，其參數(shù)為：型號(hào)：WDJ26；電壓：380V；接法：角接；轉(zhuǎn)速：1430r/min;功率：40W；電流：0.2A；頻率：50HZ；絕緣等級(jí)：E。1.3.2開(kāi)環(huán)控制的選擇開(kāi)環(huán)控制是最簡(jiǎn)單的一種控制方式，他所具有的特點(diǎn)是，控制量與被控制量之間只有前向通路而沒(méi)有反向通路。這種控制方式的特點(diǎn)是控制作用的傳遞具有單向性。由于開(kāi)環(huán)控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，本錢(qián)低。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)均有采用。因此，本系統(tǒng)采用開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。1.3.3變頻器的選擇隨著變頻器性能價(jià)格比的提高，交流變頻調(diào)速己應(yīng)用到許多領(lǐng)域，由于變頻調(diào)速的諸多優(yōu)點(diǎn)，使得交流變頻調(diào)速得到廣泛應(yīng)用。其功能較強(qiáng)，使用靈活，但其價(jià)格相對(duì)較貴。所以我選用了通用變頻器，通過(guò)合理的配置、設(shè)計(jì)和編程，同樣可以到達(dá)專(zhuān)用變頻器的控制效果。本設(shè)計(jì)采用的變頻器是西門(mén)子公司面向世界推出的21世紀(jì)通用型變頻器MM420。它可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)操作和精確控制，使電動(dòng)機(jī)到達(dá)理想輸出，這種變頻器不僅考慮了V/f控制，而且還實(shí)現(xiàn)了矢量控制，通過(guò)其本身的自動(dòng)調(diào)諧功能與無(wú)速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍。MM420變頻器的特點(diǎn)如下：=1\*GB2⑴包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。=2\*GB2⑵有豐富的內(nèi)藏與選擇功能。=3\*GB2⑶由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。=4\*GB2⑷保護(hù)功能完善、維修性能好。=5\*GB2⑸通過(guò)LCD操作裝置，可提高操作性能。第二章變頻調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1S7-200PLC本系統(tǒng)選用的是西門(mén)子公司生產(chǎn)的SIMATICS7-200系列小型PLC，可用于代替繼電器的簡(jiǎn)單控制場(chǎng)合，也可用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。由于它極強(qiáng)的的通信功能，在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其功能。S7-200的可靠性高，可以用梯形圖語(yǔ)句表功能塊圖三種語(yǔ)言來(lái)編程。它的指令豐富，指令功能強(qiáng)，易于掌握，操作方便，內(nèi)置有高速計(jì)數(shù)器、高速輸出、PID控制器、RS-485通信/編程接口、PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由端口模式通信功能，最大可以擴(kuò)展到248點(diǎn)數(shù)字量I/O或35路模擬量I/O，最多有30多KB的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。2.2MicroMaster420變頻器本系統(tǒng)采用的是通用變頻器MicroMaster420，MicroMaster420是全新一代模塊化設(shè)計(jì)的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。它有強(qiáng)大的通訊能力、精確的控制性能、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有更多的靈活性，操作方便。最新的IGBT技術(shù)，具有7個(gè)固定頻率，4個(gè)跳轉(zhuǎn)頻率。靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性，防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘，直流制動(dòng)和復(fù)合制動(dòng)方式提高制動(dòng)性能。用BiCo技術(shù)，實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接。MICROMASTER420是用于控制三相交流電動(dòng)機(jī)速度的變頻器系列，從單相電源電壓額定功率120W到三相電源電壓額定功率11KW可供選用，由微處理器控制，用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為功率輸出器件。因此，具有很高的運(yùn)行可靠性和功能的多樣性。其脈沖寬度調(diào)制的開(kāi)關(guān)頻率是可選的，因而降低了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲，全面完善的保護(hù)功能為變頻器和電動(dòng)機(jī)提供了良好的保護(hù)。MICROMASTER420具有缺省的工廠設(shè)置參數(shù)，它是給數(shù)量眾多的簡(jiǎn)單的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)供電的理想變頻驅(qū)動(dòng)裝置。由于MICROMASTER420具有全面而完善的控制功能，在設(shè)置相關(guān)參數(shù)以后，它也可用于更高級(jí)的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。2.3外部電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要完成異步電機(jī)三種調(diào)速，由于變頻器參數(shù)設(shè)置的不同，調(diào)速方式也有所不同，分別為變頻開(kāi)環(huán)調(diào)速、數(shù)字量方式多段速控制和PLC觸摸屏及變頻器通信控制。2.3.1變頻開(kāi)環(huán)調(diào)速變頻開(kāi)環(huán)調(diào)速根據(jù)輸入端的控制信號(hào)經(jīng)過(guò)程序運(yùn)算后由通信端口控制變頻器運(yùn)行。翻開(kāi)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，變頻器開(kāi)始運(yùn)行。首先應(yīng)對(duì)變頻器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如表2.1所示。表2.1變頻器的參數(shù)設(shè)置序號(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)P03053.250.35電動(dòng)機(jī)的額定電流(0.35A)P03070.750.06電動(dòng)機(jī)的額定功率(60W)P031050.0050.00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)P100023固定頻率設(shè)定P108000電動(dòng)機(jī)的最小頻率(0Hz)P10825050.00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〕P0701117固定頻率設(shè)值〔二進(jìn)制編碼選擇+ON命令〕P07021217固定頻率設(shè)值〔二進(jìn)制編碼選擇+ON命令〕P0703917固定頻率設(shè)值〔二進(jìn)制編碼選擇+ON命令〕P10010.005.00固定頻率1P10025.0010.00固定頻率2P100310.0020.00固定頻率3P100415.0025.00固定頻率4P100520.0030.0固定頻率5P100625.0040.00固定頻率6P100730.0050.00固定頻率7其中：在設(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；設(shè)定P0003=2允許訪(fǎng)問(wèn)擴(kuò)展參數(shù)；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)P0010=0(準(zhǔn)備)。根據(jù)系統(tǒng)分析，需要九個(gè)輸入量，輸出端由三-八通信線(xiàn)實(shí)現(xiàn)其I/O分配如表4.2所示。表2.2系統(tǒng)的I/O分配序號(hào)PLC地址〔PLC端子〕電氣符號(hào)〔面板端子〕功能說(shuō)明I0.0啟動(dòng)開(kāi)關(guān)變頻器開(kāi)始運(yùn)行I0.1停止開(kāi)關(guān)變頻器停止運(yùn)行I0.2急停開(kāi)關(guān)變頻器緊急停止I0.3復(fù)位開(kāi)關(guān)變頻器錯(cuò)誤復(fù)位I0.4反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)變頻器反轉(zhuǎn)運(yùn)行I0.5減速開(kāi)關(guān)變頻器減速運(yùn)行I0.6加速開(kāi)關(guān)變頻器加速運(yùn)行I0.7全速開(kāi)關(guān)變頻器全速運(yùn)行I1.0歸零開(kāi)關(guān)變頻器頻率歸零變頻開(kāi)環(huán)調(diào)速外部接線(xiàn)如圖2.3所示。圖2.3變頻開(kāi)環(huán)調(diào)速外部接線(xiàn)圖2.3.2數(shù)字量方式多段速控制在 MM420變頻器通過(guò)數(shù)字量的輸入DIN1、DIN2、DIN3不同的組合方式可實(shí)現(xiàn)七種不同的輸出頻率，從而實(shí)現(xiàn)多段速的控制。變頻器的參數(shù)設(shè)置如表4.4所示。表4.4變頻器的參數(shù)設(shè)置序號(hào)變頻器參數(shù)出廠值設(shè)定值功能說(shuō)明32P070022選擇命令源〔由端子排輸入〕33P0701117固定頻率設(shè)值〔二進(jìn)制編碼選擇+ON命令〕34P07021217固定頻率設(shè)值〔二進(jìn)制編碼選擇+ON命令〕35P0703917固定頻率設(shè)值〔二進(jìn)制編碼選擇+ON命令〕36P10010.005.00固定頻率137P10025.0010.00固定頻率238P100310.0020.00固定頻率339P100415.0025.00固定頻率440P100520.0030.0固定頻率541P100625.0040.00固定頻率642P100730.0050.00固定頻率7輸入輸出分配如表2.5所示。表2.5系統(tǒng)的I/O分配序號(hào)PLC地址〔PLC端子〕電氣符號(hào)〔面板端子〕1I0.0K12I0.1K23I0.2K34I0.3K45Q0.0DIN16Q0.1DIN27Q0.2DIN3數(shù)字量方式多段速控制外部接線(xiàn)如圖2.6所示。圖4.6外部接線(xiàn)圖圖2.6數(shù)字量方式多段速控制外部接線(xiàn)圖由圖2.6可知通過(guò)切斷開(kāi)關(guān)的通斷來(lái)控制PLC輸出點(diǎn)Q0.0、Q0.1、Q0.2的不同組合來(lái)控制變頻器的不同的頻率。2.3.3PLC、觸摸屏及變頻器通信控制此局部主要是能夠在觸摸屏上進(jìn)行操作，通過(guò)通信方式對(duì)PLC進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度調(diào)節(jié)。變頻器參數(shù)設(shè)置如表4.7所示表2.7變頻器的參數(shù)設(shè)置序號(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)P03053.250.35電動(dòng)機(jī)的額定電流(0.35A)P03070.750.06電動(dòng)機(jī)的額定功率(60W)P031050.0050.00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)P100023固定頻率設(shè)定P108000電動(dòng)機(jī)的最小頻率(0Hz)P10825050.00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〕P0701117固定頻率設(shè)值〔二進(jìn)制編碼選擇+ON命令〕P07021217固定頻率設(shè)值〔二進(jìn)制編碼選擇+ON命令〕P0703917固定頻率設(shè)值〔二進(jìn)制編碼選擇+ON命令〕觸摸屏及變頻器通信控制外部接線(xiàn)如圖4.8所示圖2-8觸摸屏及變頻器通信控制外部接線(xiàn)圖第三章變頻調(diào)速系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.1編程軟件的介紹=1\*GB2⑴本系統(tǒng)采用的編程軟件是STEP7MicroWIN,該編程軟件可以方便的在Windows環(huán)境下對(duì)PLC編程、調(diào)試、監(jiān)控。使得PLC編程更加方便、快捷。=2\*GB2⑵工程的組成=1\*GB3①程序塊程序塊由可執(zhí)行的代碼和注釋組成，可執(zhí)行的代碼由主程序(OB1)、可選的子程序和中斷程序組成。代碼被編譯并下載到PLC。=2\*GB3②數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊由數(shù)據(jù)(變量存儲(chǔ)器的初始值)和注釋組成。數(shù)據(jù)被編譯并下載到PLC。=3\*GB3③系統(tǒng)塊系統(tǒng)塊用來(lái)設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù)，例如存儲(chǔ)器的斷電保持范圍密碼STOP模式時(shí)PLC的輸出狀態(tài)模擬量與數(shù)字量輸入濾波值脈沖捕捉位等，系統(tǒng)模塊中的信息需要下載到PLC。=4\*GB3④符號(hào)表符號(hào)表允許程序員用符號(hào)來(lái)代替存儲(chǔ)器的地址，符號(hào)地址便于記憶，使程序更容易理解。程序編譯下載到PLC時(shí)，所有符號(hào)地址被轉(zhuǎn)換為絕對(duì)地址，符號(hào)表中的信息不會(huì)下載到PLC。=5\*GB3⑤狀態(tài)表狀態(tài)表用來(lái)觀察程序執(zhí)行時(shí)指定的內(nèi)部變量的狀態(tài)，狀態(tài)表并不下載到PLC，僅僅是監(jiān)控用戶(hù)程序運(yùn)行情況的一種工具。=6\*GB3⑥交叉引用表交叉引用表列舉出程序中使用的各操作數(shù)在哪一個(gè)程序塊的哪一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)，以及使用它們的指令助記符。還可以查看哪些內(nèi)存區(qū)域已經(jīng)被使用，是作為單位使用還是作為字節(jié)使用。在運(yùn)行模式下編譯程序時(shí)，可以查看程序當(dāng)前正在使用的跳變觸點(diǎn)的編號(hào)。交叉引用表并不下載到PLC，程序編譯成功后才能看到交叉引用表的內(nèi)容。在交叉引用表中雙擊某操作數(shù)，可以顯示出包含該操作數(shù)的那一局部程序。3.2變頻調(diào)速系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)=1\*GB2⑴基于PLC數(shù)字量方式多段速控制程序分析本系統(tǒng)主要是通過(guò)I0.0控制系統(tǒng)的啟動(dòng)I0.1、I0.2、I0.3的通斷來(lái)控制輸出Q0.0、Q0.1、0.2的組合方式，經(jīng)過(guò)調(diào)試得到以下的控制結(jié)果，如表所示。表3.1系統(tǒng)輸出指令表K1K2K3輸出頻率OFFOFFOFFOFFONOFFOFF固定頻率1OFFONOFF固定頻率2ONONOFF固定頻率3OFFOFFON固定頻率4ONOFFON固定頻率5OFFONON固定頻率6ONONON固定頻率7=2\*GB2⑵基于PLC通信方式變頻開(kāi)環(huán)調(diào)速程序分析由上邊的程序可知在實(shí)現(xiàn)通信的過(guò)程中使用了USS指令如圖5.2所示。圖3.2USS指令圖USS_INIT指令:被用于啟用和初始化或禁止MicroMaster驅(qū)動(dòng)器通訊。在使用任何其他USS協(xié)議指令之前，必須先執(zhí)行USS_INIT指令，才能繼續(xù)執(zhí)行下一條指令。EN：輸入翻開(kāi)時(shí)，在每次掃描時(shí)執(zhí)行該指令。僅限為通訊狀態(tài)的每次改動(dòng)執(zhí)行一次USS_INIT指令。使用邊緣檢測(cè)指令，以脈沖方式翻開(kāi)EN輸入。欲改動(dòng)初始化參數(shù)，執(zhí)行一條新USS_INIT指令。MODE〔模式〕:輸入值1時(shí)將端口0分配給USS協(xié)議，并啟用該協(xié)議；輸入值0時(shí)將端口0分配給PPI，并禁止USS協(xié)議。BAUD〔波特率〕：將波特率設(shè)為1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或115200。ACTIVE〔激活〕表示激活的驅(qū)動(dòng)器。按啟動(dòng)按扭I0.0變頻器啟動(dòng)，電機(jī)開(kāi)始運(yùn)行。變頻器在運(yùn)行的時(shí)候按開(kāi)關(guān)I0.6，變頻器提高運(yùn)行頻率電機(jī)轉(zhuǎn)速加快。按動(dòng)減速開(kāi)關(guān)I0.5，變頻器降低運(yùn)行頻率轉(zhuǎn)速降低。按動(dòng)反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)I0.4，變頻器先停止運(yùn)行，再反方向運(yùn)行。按停止開(kāi)關(guān)I0.1，變頻器慣性停止。變頻器在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，按復(fù)位開(kāi)關(guān)I0.3，去除錯(cuò)誤信號(hào)，變頻器重新運(yùn)行。=3\*GB2⑶PLC觸摸屏及變頻器通信控制第四章觸摸屏的設(shè)計(jì)4.1觸摸屏的介紹隨著多媒體信息查詢(xún)的與日俱增，人們?cè)絹?lái)越多地談到觸摸屏，因?yàn)橛|摸屏作為一種最新的電腦輸入設(shè)備，它是目前最簡(jiǎn)單、方便、自然而且又適用于中國(guó)多媒體信息查詢(xún)國(guó)情的輸入設(shè)備。觸摸屏具有鞏固耐用、反響速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點(diǎn)。利用這種技術(shù)，只要用手指輕輕地指碰計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)操作，從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng)。觸摸屏在我國(guó)的應(yīng)用范圍非常廣闊，主要有公共信息的查詢(xún)，如電信局、稅務(wù)局、銀行、電力等部門(mén)的業(yè)務(wù)查詢(xún)；城市街頭的信息查詢(xún)；此外還可廣泛應(yīng)用于領(lǐng)導(dǎo)辦公、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點(diǎn)歌點(diǎn)菜、多媒體教學(xué)、房地產(chǎn)預(yù)售等。從技術(shù)原理來(lái)區(qū)別觸摸屏，可分為五個(gè)根本種類(lèi)：矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏、電阻技術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏、紅外線(xiàn)技術(shù)觸摸屏、外表聲波技術(shù)觸摸屏。其中矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏已退出歷史舞臺(tái)。觸摸屏紅外屏價(jià)格低廉，但其外框易碎，容易產(chǎn)生光干擾，曲面情況下失真；電容屏設(shè)計(jì)理論好，但其圖象失真問(wèn)題很難得到根本解決；電阻屏的定位準(zhǔn)確，但其價(jià)格頗高，且怕刮易損。外表聲波觸摸屏解決了以往觸摸屏的各種缺陷，清晰抗暴，適于各種場(chǎng)合，缺憾是屏外表的水滴、塵土?xí)褂|摸屏變的遲鈍，甚至不工作。觸摸屏具有以下幾方面的特點(diǎn)：=1\*GB2⑴操作簡(jiǎn)便:：只需手指清觸電腦屏幕上的有關(guān)部門(mén)按鈕，便可進(jìn)入信息世界，有關(guān)信息可包括文字、動(dòng)畫(huà)、音樂(lè)、錄象、游戲等。=2\*GB2⑵界面友好：顧客無(wú)需了解電腦的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、便可清楚明白電腦屏幕上的所有信息、提示、指令，其界面適合各層次、各年齡的廣闊客戶(hù)。=3\*GB2⑶信息豐富：信息存儲(chǔ)量幾乎不受限制，任何復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息，都可納入多媒體系統(tǒng)，而且信息種類(lèi)豐富，可以到達(dá)視聽(tīng)皆備，多變的展示效果令人振奮。=4\*GB2⑷響應(yīng)迅速：系統(tǒng)采用尖端技術(shù)，對(duì)大容量數(shù)據(jù)查詢(xún)，響應(yīng)速度也是一指即來(lái)，不用費(fèi)心等待，真正到達(dá)“奔騰〞的速度。=5\*GB2⑸平安可靠:長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)無(wú)任何影響，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，正常操作不會(huì)出錯(cuò)、死機(jī)；維護(hù)容易,系統(tǒng)包括一個(gè)與演示系統(tǒng)界面完全相同的管理維護(hù)系統(tǒng)，可方便地對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行增、刪、改等管理操作。=6\*GB2⑹擴(kuò)充性好具有良好的擴(kuò)充性，可隨時(shí)增加系統(tǒng)內(nèi)容和數(shù)據(jù)，并為今后的聯(lián)網(wǎng)、多數(shù)據(jù)庫(kù)的操作等提供方便。=7\*GB2⑺動(dòng)態(tài)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可根據(jù)用戶(hù)需要，建立各種網(wǎng)絡(luò)連接，例如與電信營(yíng)業(yè)網(wǎng)、電信帳務(wù)網(wǎng)聯(lián)接，動(dòng)態(tài)查詢(xún)受理進(jìn)程及個(gè)人帳單，亦可與企業(yè)內(nèi)部INTEANET、INTERNET互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接。目前國(guó)內(nèi)在觸摸技術(shù)開(kāi)展方面主要是應(yīng)用在整機(jī)技術(shù)上。1996年，太古公司推出了擁有自主產(chǎn)權(quán)的觸摸查詢(xún)一體機(jī)KIOSK，成為國(guó)內(nèi)第一家、全球第13家KIOSK制造商。隨后觸摸產(chǎn)品廠商也紛紛推出了各自的觸摸查詢(xún)一體機(jī)，各自擁有造型工藝。技術(shù)的開(kāi)展也包括應(yīng)用軟件技術(shù)的成熟。觸摸查詢(xún)離不開(kāi)觸摸查詢(xún)軟件，太古公司開(kāi)發(fā)出國(guó)內(nèi)第一個(gè)觸摸瀏覽軟件TouchWeb，這使得國(guó)內(nèi)的觸摸行業(yè)不再僅僅停留在搬箱子的角色上。而且隨著應(yīng)用軟件方面的進(jìn)步，相繼推出了公共信息查詢(xún)系統(tǒng)和金融、郵政、城市信息港摸信息終端KIOSK應(yīng)用系統(tǒng)等，也使得觸摸產(chǎn)品的應(yīng)用范圍從簡(jiǎn)單的查詢(xún)擴(kuò)大到集查詢(xún)業(yè)務(wù)上網(wǎng)于一體，行業(yè)范圍從公共事業(yè)、政府到事業(yè)單位、一般企業(yè)，甚至個(gè)人的掌上電腦，都是觸摸產(chǎn)品的天地。

在價(jià)格方面的進(jìn)步主要來(lái)自于觸摸屏技術(shù)和觸摸軟件的開(kāi)展。由于目前各類(lèi)屏各具優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)用范圍、應(yīng)用規(guī)模俱受制約，用戶(hù)可能只考慮使用的方便及壽命，生產(chǎn)商們卻必須不斷推陳出新，將更高性能更低價(jià)格的產(chǎn)品供給給用戶(hù)。新的技術(shù)產(chǎn)生需要大量的積累，改造原有技術(shù)是目前的主流。就象紅外屏的新生一樣，聲波屏的改良已經(jīng)有了一個(gè)可喜景象，由于聲波屏能產(chǎn)生對(duì)壓力的感受，無(wú)形中增加了控制手段，對(duì)屏功能的擴(kuò)展十分有利，應(yīng)用范圍因此大大拓展。成熟的軟件會(huì)使用戶(hù)享受到兩種優(yōu)點(diǎn)：功能完善和低廉價(jià)格。隨著產(chǎn)品在各行業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)的推進(jìn)，對(duì)行業(yè)應(yīng)用的理解不斷強(qiáng)化，系統(tǒng)將越來(lái)越合體，而價(jià)格由于投入的遞減將下降。4.2MT500系列觸摸屏MT500系列觸摸屏是專(zhuān)門(mén)面向PLC應(yīng)用的，它不同于一些簡(jiǎn)單的儀表式或其它的一些簡(jiǎn)單的控制PLC的設(shè)備，其功能非常強(qiáng)大，使用非常方便，非常適合現(xiàn)代工業(yè)越來(lái)越龐大的工作量及功能的需求。日益成為現(xiàn)代工業(yè)必不可少的設(shè)備之一。MT500系列觸摸屏繼承一般的人機(jī)所擁有的功能：=1\*GB2⑴指示燈(PLCI/O顯示、內(nèi)部節(jié)點(diǎn)顯示、多段指示燈等)=2\*GB2⑵開(kāi)關(guān)(位狀態(tài)型開(kāi)關(guān)、多段開(kāi)關(guān)、切換窗口開(kāi)關(guān)等)=3\*GB2⑶各種動(dòng)態(tài)圖表(棒圖、儀表、移動(dòng)元件、趨勢(shì)圖等)=4\*GB2⑷數(shù)據(jù)顯示(數(shù)值顯示、ASCII顯示、文字顯示等)=5\*GB2⑸數(shù)據(jù)輸入(數(shù)值輸入、ASCII輸入、文字輸入等)=6\*GB2⑹異常報(bào)警(報(bào)警顯示、跑馬燈顯示、事件顯示等)=7\*GB2⑺靜態(tài)顯示(直線(xiàn)、圓、矩形、文字等)MT500系列還提供了許多如下特有的功能：=1\*GB2⑴可以同時(shí)開(kāi)啟6個(gè)彈出窗口。=2\*GB2⑵可以擁有和WINDOWS系列操作系統(tǒng)一樣的任務(wù)欄和快選窗口——工作按鈕。=3\*GB2⑶利用工作按鈕可以呼叫快選窗口，可在快選窗口放置要經(jīng)常顯示的元件或直接切換窗口的開(kāi)關(guān)。也可定義其它窗口(窗口10~1999均可)為快選窗口，然后利用[切換快選窗口]功能鍵來(lái)切換快選窗口。=4\*GB2⑷可在彈出窗口中放置窗口控制功能鍵，使彈出窗口可以最小(大)化，及任意移動(dòng)窗口。=5\*GB2⑸新增留言板功能，可更改筆的粗細(xì)，顏色，并可使用橡皮擦功能等。=6\*GB2⑹方便易用而又強(qiáng)大的在線(xiàn)模擬和離線(xiàn)模擬功能，使繁雜的程序設(shè)計(jì)變的輕松有效，并可節(jié)約大量的工程調(diào)試時(shí)間。=7\*GB2⑺256色顯示方式使觸摸屏的表達(dá)更加豐富多彩，效果勝人一籌。=8\*GB2⑻方便快捷的主從連接方式使多臺(tái)觸摸屏的互連通信簡(jiǎn)單易行，穩(wěn)定可靠而又效率出眾。=9\*GB2⑼強(qiáng)大的32位RISC處理器的應(yīng)用使MT500擁有更快的處理速度。=10\*GB2⑽和絕大多數(shù)主流PLC的直接連接使MT500擁有更廣闊的市場(chǎng)和應(yīng)用。=11\*GB2⑾簡(jiǎn)但單易用而又功能強(qiáng)大的EasyBuilder500組態(tài)軟件使用戶(hù)能以最快的速度掌握其設(shè)計(jì)方法，并設(shè)計(jì)出一流的作品。4.3觸摸屏的設(shè)計(jì)過(guò)程4.3.1計(jì)算機(jī)和觸摸屏的通信=1\*GB2⑴觸摸屏、計(jì)算機(jī)及PLC通信本系統(tǒng)采用觸摸屏實(shí)現(xiàn)電機(jī)速度調(diào)節(jié)，需要對(duì)其參數(shù)的設(shè)置，如圖4.1所示。圖4.1系統(tǒng)通信圖由圖6.1可知，MT500上的PC[RS-232]口連接到計(jì)算機(jī)，由于PC[RS-232]和PLC[RS-485]共用一個(gè)COM口，在調(diào)試過(guò)程中使用MT5_PC電纜連接線(xiàn)，該連接線(xiàn)把共用的COM口分成兩個(gè)獨(dú)立的COM口使用.。MT500上的PC[RS-485]或PLC[RS-232]口可連接到PLC，同時(shí)要確保指撥開(kāi)關(guān)全撥到“OFF〞位置。=2\*GB2⑵參數(shù)設(shè)置本系統(tǒng)觸摸屏軟件選用的MT500，應(yīng)需對(duì)軟件進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。其參數(shù)設(shè)置如圖6.2所示圖4.2觸摸屏參數(shù)設(shè)置框圖由圖4.2可知參數(shù)設(shè)置如下：通信口選擇：通信口是指計(jì)算機(jī)和觸摸屏相連接的計(jì)算機(jī)的串口。本系統(tǒng)選擇COM1。通信口速率選擇：在下載或上傳時(shí)決定計(jì)算機(jī)和觸摸屏之間的數(shù)據(jù)傳輸速率，本系統(tǒng)選擇115200bps。其它參數(shù)設(shè)置為默認(rèn)。4.3.2窗口界面的設(shè)計(jì)=1\*GB2⑴窗口屬性的設(shè)置在創(chuàng)立窗口前首先對(duì)窗口屬性進(jìn)行設(shè)置，本系統(tǒng)的如圖6.3所示。圖4.3窗口屬性的設(shè)置由圖4.3可知本系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置為：窗口名稱(chēng)：變頻電機(jī)調(diào)速窗口編號(hào)：10大?。簩挾?40，高度480平安等級(jí)：Lowest背景顏色黑，模板樣式黑，模板顏色藍(lán)彈出窗口類(lèi)型：跟隨=2\*GB2⑵登陸界面本系統(tǒng)的登陸界面設(shè)置如圖4.4所示。圖4.4登陸界面圖在登陸界面中點(diǎn)擊“三相交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)〞可進(jìn)入主界面。=1\*GB3①主界面在主界面中設(shè)置了系統(tǒng)介紹、幫助、返回一系列功能鍵，便于對(duì)系統(tǒng)的操作。主界面設(shè)置如圖4.5所示。圖4.5主界面由圖4.5可知主界面由三局部組成：運(yùn)行界面、幫助界面、系統(tǒng)介紹界面。其具體設(shè)置如下：=2\*GB3②運(yùn)行界面運(yùn)行界面如圖4.6所示。圖4.6運(yùn)行界面圖此界面是系統(tǒng)的核心局部，可通過(guò)此界面能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)及速度控制的要求。在觸摸屏上點(diǎn)擊啟動(dòng)按鍵，變頻器開(kāi)始啟動(dòng)運(yùn)行。點(diǎn)擊加速按鍵，變頻器開(kāi)始加速運(yùn)行。點(diǎn)擊減速按鍵，變頻器開(kāi)始減速運(yùn)行。點(diǎn)擊停止按鍵，變頻器停止運(yùn)行。=3\*GB3③在運(yùn)行界面中需要對(duì)元件進(jìn)行地址的設(shè)置，以便實(shí)現(xiàn)PLC與觸摸屏的通信，其地址參數(shù)設(shè)置如圖4.7所示。圖4.7功能鍵的地址分配圖=4\*GB3④系統(tǒng)介紹界面系統(tǒng)介紹界面如圖4.8所示。圖4.8系統(tǒng)介紹圖=5\*GB3⑤幫助界面如圖4.9所示。圖4.9幫助界面圖在每個(gè)界面中都設(shè)置返回鍵以便回到控制界面。4.3.3觸摸屏工程的下載設(shè)計(jì)好變頻調(diào)速系統(tǒng)的界面以后，經(jīng)過(guò)編譯對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行下載，如圖4.10所示。下載完畢以后將觸摸屏重新復(fù)位，切換到變頻調(diào)速系統(tǒng)的登陸界面。整個(gè)變頻調(diào)速系統(tǒng)就可以在觸摸屏上運(yùn)行了。圖4.10觸摸屏下載圖第五章PLC系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)5.1變頻器的干擾源在變頻器的輸入輸出電路中，除較低次的諧波成分外，還有許多頻率很高的諧波電流，這些電流除了增加輸入側(cè)的無(wú)功功率，降低功率因數(shù)以外，還將以各種方式把自己的能量傳播出去，形成對(duì)其他設(shè)備的干擾信號(hào)，嚴(yán)重的甚至使某些設(shè)備無(wú)法正常工作。變頻器干擾其他設(shè)備的根本原因是因?yàn)檩斎牒洼敵鲭娏髦芯哂懈叽沃C波成分。變頻器的輸入電流中具有很大的高次諧波成分，這些高次諧波電流除了影響功率因數(shù)外，也可能對(duì)其他設(shè)備進(jìn)行干擾。由于絕大多數(shù)逆變橋都采用SPWM調(diào)制方式，其輸出電壓為輸出占空比按正弦規(guī)律分布的系列矩形波。又由于電動(dòng)機(jī)定子繞組的電感性質(zhì)，其定子電流十分接近正弦波，但其中與載波頻率相等的諧波分量仍較大。5.2干擾信號(hào)的傳播方式=1\*GB2⑴電路傳導(dǎo)方式=1\*GB3①通過(guò)電源網(wǎng)絡(luò)傳播。這時(shí)變頻器輸入電流干擾信號(hào)的主要傳播方式。=2\*GB3②通過(guò)漏電流傳播。這是變頻器輸出側(cè)干擾信號(hào)的主要傳播方式。=2\*GB2⑵感應(yīng)耦合方式=1\*GB3①電磁感應(yīng)方式。這是電流干擾信號(hào)的主要傳播方式。由于變頻器的輸入電流與輸出電流中的高頻成分要產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的高頻磁力線(xiàn)穿過(guò)其他設(shè)備的控制線(xiàn)路而產(chǎn)生感應(yīng)干擾電源。=2\*GB3②靜電感應(yīng)方式。這是電壓干擾信號(hào)的主要傳播方式。是變頻器輸出的高頻電壓波通過(guò)線(xiàn)路的分布電容傳播給主電路。=3\*GB2⑶空中輻射方式頻率很高的諧波分量具有向空中輻射電磁波的能力，從而多其他設(shè)備形成干擾。5.3主要抗干擾措施5.3.1電源抗干擾措施在PLC控制系統(tǒng)中，電源占有極重要的地位。電網(wǎng)干擾串入PLC控制系統(tǒng)主要通過(guò)PLC系統(tǒng)的供電電源〔如CPU電源、I/O電源等〕、變送器供電電源與PLC系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進(jìn)入的?，F(xiàn)在，對(duì)于PLC系統(tǒng)供電的電源，一般都采用隔離性能較好電源，而對(duì)于變送器供電的電源和PLC系統(tǒng)有直接電氣連接的儀表的供電電源，并沒(méi)受到足夠的重視，雖然采取了一定的隔離措施，但普遍還不夠，主要是使用的隔離變壓器分布參數(shù)大，抑制干擾能力差，經(jīng)電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。所以，對(duì)于變送器和共用信號(hào)儀表供電應(yīng)選擇分布電容小、抑制帶大〔如采用屢次隔離和屏蔽及漏感技術(shù)〕的配電器，以減少PLC系統(tǒng)的干擾。此外，為保證電網(wǎng)饋點(diǎn)不中斷，可采用在線(xiàn)式不間斷供電電源供電，提高供電的平安可靠性。并且UPS還具有較強(qiáng)的干擾隔離性能，是一種PLC控制系統(tǒng)的理想電源。

5.3.2硬件濾涉及軟件抗干擾措施信號(hào)在接入計(jì)算機(jī)前，在信號(hào)線(xiàn)與地間并接電容，以減少共模干擾；在信號(hào)兩極間加裝濾波器可減少差模干擾。由于電磁干擾的復(fù)雜性，要根本消除迎接干擾影響是不可能的，因此在PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和組態(tài)時(shí)，還應(yīng)在軟件方面進(jìn)行抗干擾處理，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。常用的一些措施：數(shù)字濾波和工頻整形采樣，可有效消除周期性干擾；定時(shí)校正參考點(diǎn)電位，并采用動(dòng)態(tài)零點(diǎn)