第四章S7300系列PLC和MM440在变频调速系统中的应用41说课材料

1、中原工学院电子信息学院变频器及其应用第一页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 本章内容本章内容 变频器变频器-PLC-PLC控制控制(kngzh)(kngzh)系统概述系统概述 变频器变频器-PLC-PLC系统组态系统组态 S7-300S7-300系列系列PLC PLC 和和 MM440MM440联机联机 用用PLCPLC数字量输出控制数字量输出控制(kngzh)MM440(kngzh)MM440变频器运行变频器运行 用用PLCPLC模拟量输出控制模拟量输出控制(kngzh)MM440(kngzh)MM440变频器调速变频器调速 用用PLCPLC控制控制(kngzh)MM440(

2、kngzh)MM440变频器实现多频段控制变频器实现多频段控制(kngzh)(kngzh)第二页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 4.1 4.1 变频器变频器-PLC -PLC 控制系统概述控制系统概述 1 1变频器变频器-PLC -PLC 控制系统的组成控制系统的组成 变频器变频器 可编程控制器（可编程控制器（PLCPLC） 变频器与变频器与PLCPLC的接口部分的接口部分 2 2变频器与变频器与PLCPLC的接口的接口 接口是变频器接口是变频器-PLC-PLC控制系统硬件控制系统硬件(yn(yn jin)jin)结构中的重要部分，其主要类型：结构中的重要部分，其主要类型：

3、第三页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用1 1）变频器与）变频器与PLCPLC的开关的开关(kigun)(kigun)量输入接量输入接口口 用来接收用来接收PLCPLC输出的开关输出的开关(kigun)(kigun)量命量命令信号令信号 变频器与变频器与PLCPLC的开关的开关(kigun)(kigun)量接口电量接口电路路第四页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 变频器从变频器从PLC开关开关(kigun)量输出端子获取运量输出端子获取运行指令。行指令。 第五页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用2 2）变频器与）变频器与PLCPLC的模拟量输入接口的

4、模拟量输入接口 PLC-PLC-变频器系统变频器系统(xtng)(xtng)中，变频器中，变频器的模拟量输入信号由的模拟量输入信号由 PLCPLC的模拟量输出通道提的模拟量输出通道提供。供。 电压信号：电压信号：0 010V10V、10V 10V 电流信号：电流信号：0 020mA 20mA 第六页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 模拟量输入模拟量输入(shr)接口电路接口电路第七页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 PLC的模拟量输出信号范围与变频器的模拟的模拟量输出信号范围与变频器的模拟量输入范围不同时，接口量输入范围不同时，接口(ji ku)电路：电路：第八

5、页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 3 3）RSRS485 485 通信接口通信接口 PLCPLC与变频器之间可以与变频器之间可以(ky)(ky)由网络连接器由网络连接器通过通过RS-485 RS-485 串行通信接口连接。串行通信接口连接。第九页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 PLC与变频器通过与变频器通过(tnggu)RS485 端口端口相连相连 第十页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 变频器之间通过变频器之间通过(tnggu)PROFIBUS电缆相电缆相连连 第十一页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 RS RS485 48

6、5 通信接口的特点通信接口的特点 抗干扰能力强、数据抗干扰能力强、数据(shj)(shj)传输速传输速率高。率高。 通过通过RS-485RS-485串行通信口，用双绞线电串行通信口，用双绞线电缆能实现多站联网，能进行长距离通信。缆能实现多站联网，能进行长距离通信。 通过通过 RS-485 RS-485 通信接口，通信接口， 在在PLCPLC与变与变频器之间传递数据频器之间传递数据(shj)(shj)时，编程工作量时，编程工作量很大。很大。 第十二页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 4.2.1 PLC 4.2.1 PLC系统的组建及硬件组态系统的组建及硬件组态 1. PLC1.

7、PLC系统的组建内容系统的组建内容(nirng) (nirng) PLC PLC 机型的选择机型的选择 PLC PLC 容量的选择容量的选择 I/O I/O 模块的选择模块的选择 功能模块的选择功能模块的选择 电源模块的选择电源模块的选择4.2 4.2 变频器变频器-PLC -PLC 系统系统(xtng)(xtng)组态组态第十三页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 PLC PLC 机型选择的基本机型选择的基本(jbn)(jbn)原则原则 满足功能要求满足功能要求 基本基本(jbn)(jbn)功能：逻辑控制、顺序功能：逻辑控制、顺序控制、算术运算、逻辑运算和数据处理等。控制、算术

8、运算、逻辑运算和数据处理等。这是所有这是所有PLCPLC都具有的功能。都具有的功能。 特殊功能：根据控制对象的特殊要求特殊功能：根据控制对象的特殊要求，所选，所选PLCPLC必须具有这种功能（如通讯，对计必须具有这种功能（如通讯，对计算速度、存储器容量有特殊要求，具有过程算速度、存储器容量有特殊要求，具有过程控制能力等）。控制能力等）。 第十四页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用第十五页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用第十六页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用第十七页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 用户存储器容量选择用户存储器容量选

9、择 用户程序用户程序/数据存储器容量是否够大。根据用数据存储器容量是否够大。根据用户程序使用指令、处理数据多少，估算用户程序户程序使用指令、处理数据多少，估算用户程序/数据存储器容量，且放出数据存储器容量，且放出(fn ch)25%的裕量。的裕量。 I/O模块、功能模块及电源的选择模块、功能模块及电源的选择 根据上述所列根据上述所列I/O点数、所需功能，选择点数、所需功能，选择I/O 模模块，功能模块及电源（模块）。块，功能模块及电源（模块）。 第十八页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 1 1电动机型号及参数电动机型号及参数三相三相(sn xin(sn xin) )交流笼型异步

10、电动机交流笼型异步电动机, ,型号型号JW7114JW7114，额定参数，额定参数: : 额定功率：额定功率：0.37kW 0.37kW 额定电压：额定电压：380V 380V 额定电流：额定电流：1.05 A 1.05 A 额定频率：额定频率：50Hz 50Hz 额定转速：额定转速：14OO r14OO rmin; min; 2 2变频器型号及参数变频器型号及参数(cnsh)(cnsh) 选用西门子的选用西门子的 MM440MM440，A A型变频器型变频器 供货号：供货号：6SE6440-2UD13-7AA16SE6440-2UD13-7AA14.3 4.3 变频器及变频器及PLCPLC控

11、制系统集成控制系统集成(j (j chnchn) )例子例子第十九页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 3. PLC 3. PLC系统系统(xtng)(xtng)组态组态 1 1） 确定确定S7-300PLCS7-300PLC的硬件配置的硬件配置(pizh)(pizh)方案方案 CPU CPU 模块模块: : 紧凑型紧凑型 CPU 313C-2DPCPU 313C-2DP， 供货号：供货号：6ES7313-6CE00-0AB06ES7313-6CE00-0AB0 集成的数字集成的数字 I IO O 数字输入数字输入1616点点/ /数字输出数字输出1616点，点， 2 2个个PR

12、OFIBUS-DP PROFIBUS-DP 主站主站/ /从站接口；从站接口； 电源模块选电源模块选 PS307 2A PS307 2A 供货号：供货号：6ES7 307-1BA00-0AA0 ( 6ES7 307-1BA00-0AA0 ( AC220V/DC24V )AC220V/DC24V )第二十页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用第二十一页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用2 2）在）在 STEP7STEP7中完成硬件组态中完成硬件组态 在在STEP7STEP7中生成一个与实际硬件系统完全相中生成一个与实际硬件系统完全相同的系统，对机架上的硬件进行配置同的系

13、统，对机架上的硬件进行配置, ,设置设置(shzh)(shzh)其参数及属性。其参数及属性。第二十二页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 PLC系统硬件系统硬件(yn jin)组态结果组态结果示意图示意图第二十三页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 PLC PLC的输入的输入/ /输出地址输出地址(dzh)(dzh)分配列分配列表表PLCPLC的输入的输入/ /输出输出I/O I/O 地址分配地址分配1616路数字量输入路数字量输入 I124.0 I124.0I124.7I124.7，I125.0I125.0I125.7I125.71616路数字量输出路数字量输出Q

14、124.0Q124.0 Q124.7Q124.7Q125.0Q125.0 Q125.7Q125.74 4路模拟量输入路模拟量输入 PIW256 PIW256、PIW258PIW258、PIW260PIW260、PIW262PIW2622 2路模拟量输出路模拟量输出PQW256PQW256、PQW258PQW258输入过输入过程程(guchng)映像映像区区输出输出(shch)过程映过程映像区像区第二十四页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 SM334 AI4AO2的的I/O接线接线(ji xin)端子图端子图第二十五页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 A A：热电

15、阻、热电偶：热电阻、热电偶 B B：电压：电压 C C：四线制电流：四线制电流(dinli) (dinli) D D：二线制电流：二线制电流(dinli)(dinli)第二十六页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用4.3 S7-3004.3 S7-300系列系列 PLCPLC和和 MM440MM440变频器变频器 联机，实现联机，实现(shxin)(shxin)数字量端口开数字量端口开关操作关操作1 1电动机控制要求电动机控制要求 正向运行正向运行: :起动时间起动时间 8s8s， 正向运转速度正向运转速度840r840rminmin，频率，频率30Hz 30Hz 反向运行反向运行

16、: : 起动时间起动时间 8s8s， 反向运转速度反向运转速度840r840rminmin，频率，频率30Hz 30Hz 停止停止: : 停止时间停止时间 8s 8s 第二十七页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用1 1） MM440MM440变频器需要的数字变频器需要的数字(shz)(shz)控制控制命令命令 正转正转/ /停止停止 反转反转/ /停止停止 正向点动正向点动 反向点动反向点动 PLCPLC的开关量输出端与的开关量输出端与MM440MM440数字数字(shz)(shz)输入端子的连接关系输入端子的连接关系 ：输出地址输出地址 控制功能控制功能连接连接MM440MM4

17、40端子端子 Q124.1 Q124.1正转正转/ /停止停止 5 5 Q124.2 Q124.2反转反转/ /停止停止6 6 Q124.3 Q124.3正向点动正向点动7 7 Q124.4 Q124.4反向点动反向点动8 8第二十八页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用2 2） PLC PLC 数字量输入端子约定数字量输入端子约定 PLCPLC输出端产生变频器要求的信号，输出端产生变频器要求的信号，PLCPLC的的输入端需要输入端需要(xyo)(xyo)的命令及与外部开关的关的命令及与外部开关的关系：系：操作按钮操作按钮控制功能控制功能输入地址输入地址SF1SF1正向起动正向起动

18、 I124.1 I124.1SF2SF2电机停止电机停止I124.2I124.2SF3SF3反向起动反向起动I124.3I124.3SF4SF4正向点动正向点动I124.4I124.4SF5SF5反向点动反向点动 I124.5 I124.5第二十九页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 S7-300PLC S7-300PLC与与 MM440MM440变频器的连接变频器的连接(linji)(linji)第三十页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用PLCPLC和和 MM440MM440联机联机(lin j)(lin j)的的PLCPLC控制程控制程序序 第三十一页，共41页

19、。中原工学院电子信息学院变频器及其应用第三十二页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 4 4PLCPLC与与MM440MM440变频器联机控制变频器联机控制(kngzh)(kngzh)的步骤：的步骤： 1 1）按图连接）按图连接(linji)(linji)电路，电路，第三十三页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 6 6） 设置电动机额定参数设置电动机额定参数(cnsh)(cnsh)（P0010P00101 1） 设置快速调试参数设置快速调试参数(cnsh)(cnsh) 3 3） 编写编写PLCPLC控制程序，并下载控制程序，并下载(xi zi)(xi zi)至至PLC

20、PLC中；运行中；运行/ /调试调试PLCPLC程序。完成后程序。完成后STOPSTOP。 4 4） 合变频器电源空气开关合变频器电源空气开关 QAQA。 5 5） 恢复变频器工厂缺省值。恢复变频器工厂缺省值。2 2）完成）完成PLCPLC系统系统(xtng)(xtng)组态；组态；第三十四页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用电动机额定电动机额定( dng)参数参数使用地区使用地区(dq)参参数数快速快速(kui s)调试调试 快速调试参数设置表快速调试参数设置表 第三十五页，共41页。中原工学院电子信息学院变频器及其应用起停特性起停特性(txng)参参数数频率频率(pnl)限制值限制值命令命令(mng lng)源源 快速调试参数设置续表快速调试参数设置续表 频率设定频率设定值通道值通道 退出快速调试退出快速调试 P0010P00