基于PLC控制的变频调速通风机系统 毕业设计(论文)

1、 毕 业 设 计（论 文） 题 目： 基于PLC控制的变频调速通风 机系统 学生姓名 指导教师 二级学院 XXXX学院 专 业 自动化 班级 10自动化 学号 提交日期 2014年5月2日 答辩日期 2014年5月17日 39金陵科技学院学士学位论文 目录目 录摘 要IV第一章 绪论11.1前言11.2国内外的研究水平及趋势11.3 课题的总体设计方案2第二章 控制系统总体设计及硬件选择32.1 系统设计框图及原理分析32.2 控制及功能模块的硬件选择32.2.1 可编程控制器PLC32.2.2 触摸屏HMI42.2.3 A/D.D/A转换模块5 2.2.4温度传感器72.2.5 变频器7 2

2、.2.6 通风机10第三章 系统通信与连接123.1 PLC与PC及触摸屏之间的通信123.1.1 RS-232123.1.2 PLC与PC及触摸屏连接13 3.2 PLC与变频器之间的连接143.2.1 PLC与D/A模块连接14 3.2.2 D/A模块与变频器连接14 3.3 PLC与传感器之间的通信153.3.1 传感器与A/D模块连接15 3.3.2 A/D模块与PLC连接16 3.4 变频器与通风机连接17第四章 系统软件部分18 4.1 编程软件操作19 4.1.1 GX编程软件19 4.2 PLC系统流程图20 4.3 PLC的I/O口分配表21 4.4 系统程序局部分析22 4

3、.5 触摸屏的界面设计25 4.5.1 GT Desiginer画面设计软件26第五章 结论31参考文献33附录34致 谢40金陵科技学院学士学位论文 摘要基于PLC控制的变频调速通风机系统摘 要近年我国通风机品种多样, 控制使用情况也各有其特点，对于传统通风机控制方式，风机系统长期处于全功率下运行，以及主控制系统采用继电器控制方式时，系统的不稳定性及不可监测性，进而造成能源的大量浪费，鉴于以上问题，改造当前通风机控制系统是很有必要的，因此对其进行PLC 控制的变频调速监控系统的设计和研究，不仅可以大大提高煤矿生产的机械化、自动化水平，还能节省大量的电能，具有较高的经济效益系统。本文针对通风环

4、境建立了模型，以其中的一组轴流式风机为控制对象，采用三菱FX2N-48MR可编程控制器 PLC、FR-700-740-1.5k变频器和通风机，有效地实现了通风机的变频调速，该控制系统操作方便、运行可靠、自动化程度高。克服了恒速交流传动中耗电量大的问题，达到了良好的节能效果，可应用于通风系统等地方。 关键字：PLC，变频调速，自动化，通风机金陵科技学院学士学位论文 Abstract THE CONTROL OF VARIABLE FREQUENCY SPEED REGULATION OF VENTILATING MACHINE SYSTEN BASED ON PLC AbstractIn rec

5、ent year, our fans variety control usage also have their own characteristics, the traditional fan control, the fan system in the long run at full power, and the main control system using relay control mode, the instability of the system and can not be monitored sex, and cause a lot of wasted energy,

6、 in view of the above problems, the transformation of the current fan control system is necessary, therefore its design and research of frequency control monitoring system PLC control, not only can greatly improve the mechanization of coal production , the level of automation, but also save a lot of

7、 energy, with high economic systems. Aiming to establish a model for ventilation, to which a group of axial fans as the control object, Mitsubishi FX2N-48MR programmable controller PLC, FRE740 drive and fan, effectively implement the inverter fan, the control system is easy to operate, reliable, hig

8、h degree of automation. Overcome the constant speed AC drive large power consumption, to achieve a good energy saving effect can be used in places such as ventilation systemsKey words: PLC, frequency control, automation, fan金陵科技学院学士学位论文 第一章 绪论 第一章 绪论1.1前言 通风机广泛用于工厂、隧道、冷却塔、矿井、车辆、船舶和建筑物的通风、冷却和排尘；锅炉和工业

9、炉窑的通风和引风；风洞风源和气垫船的充气和推进；谷物的烘干和选送；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风等。随着世界范围内能源短缺和经济的增长对能源需求的进一步增加, 这就迫切的要求人们有节约能源和保护环境的意识。但是很多矿井的主通风机都要整日的工作,因此选择节约、低噪型的通风机对矿井有很重要的意义。20 世纪80 年代后, 随着新技术、新工艺陆续出现和运用, 通风机的效率大大得到提高, 不仅扩大了调节范围, 而且提高变负荷条件下通风机的运行效率。甚至有的国家还应用电脑和控制器结合的方法来控制调节通风机, 这逐渐成为世界科技进步的趋势。煤矿的主通风机是煤矿安全的主要保障系统，不仅功率大且需要

10、每天昼夜运作。这不仅消耗了大量的电量，还对通风机类机械产生巨大损害。目前煤矿矿井通风系统中，大多仍采用继电、接触器控制系统，但这种控制系统存在着体积大、机械触点多、接线复杂、可靠性低、排除故障困难等很多的缺陷；且因工作通风机一直高速运行，备用通风机停止，不能轮休工作，易使工作通风机产生故障，降低使用寿命。针对这一系列问题，本系统将 PLC与变频器有机地结合起来，采用以矿井气压压力为主控参数，实现对电动机工作过程和运转速度的有效控制，使矿井中用的离心通风机通风高效、安全，达到了明显的节能效果。PLC控制系统具有对驱动风机的电机过热保护、故障报警、机械故障报警和瓦斯浓度断电等功能特点，为

11、煤矿矿井通风系统的节能技术改造提供一条新途径。1.2国内外的研究水平及趋势 随着全球工业的的飞速迅猛发展，电子电学也得到技术提高，多种大功率的半导体器件的相继被发明，使交流调速技术得到了飞跃进步。仅仅20多年的时间，直流调速和交流调速在世界发达国家已从根本上调换了位置，交流调速取代直流调速已经成为了发展趋势。目前很多国家及其它一些发达国家采用变频调速占百分之八十，而直流调速仅占百分之二十。风机在生产中的应用尤为广泛。而对于风机的风量控制，过去也没有很好的办法。一般采用异步电动机拖动，进行恒速转动，当需要调节风量时，只是采用的调节挡风板来控制风量。这种简陋的控制风量方法，从经济和节能两方来看都是

12、不理想的。而对于风速，则没有任务作为。电气传动关系到合理地使用电动机以节约电能和控制机械的运转状态(位置、速度、加速度等)实现电能机械能的转换，达到优质、高产、低耗的目的。电驱动分为两类不加快控制和速度控制，速度控制和交流变频调速和直流调速两种方式。不加快由电源直接调节电机，但随着电力电子技术等机器，这是不是速度越来越切换到速度驱动，以节省能源（节省15-20以上），以提高发展产品质量，增加产量。在我国，电力60是通过电动机消耗的，所以它是一个重要的产业，已获得国家的重视，也有一定规模。1.3 课题的总体设计方案 本文针对通风环境建立模型，以其中的一组轴流式风机为控制对象。平常的时候在以PLC

13、变频器触摸屏控制的风机运行，成为1号组风机，其次在有突发情况时，2号风机组投入使用，此组控制系统与1号风机组完全相同，作为的备用，比方说前面1组风机在检修时候等。我们重点分析1号风机组。首先，根据通风机的控制功能要求和功能，选择适合的对系统控制的方案，并且根据选定的方案设计系统电路，并对PLC、变频器、温度传感器和触摸屏等硬件进行选型并连接配置。通过研究温度控制算法并利用PLC的编程软件GX8 来设计控制系统程序。然后结合通风机实际监控系统的功能要求，结合触摸屏技术和组态软件以及PLC的使用，实现控制通风机系统要求，完成系统监控设计并通过对系统中的FR-700-740-1.5k变频器设置适当的

14、参数，来对通风机来实现加速减速和急停等状态。金陵科技学院学士学位论文 第二章 控制系统总体设计 第二章 控制系统总体设计及硬件选择2.1 系统设计框图及原理分析 本方案采用PLC为控制核心，由HMI、D/A模块、A/D模块、变频器、温度传感器等部分组成，方案框图如图2-1所示。其主要完成任务是在触摸屏上设定温度的值，使通风机风速达到设定值。 PLC触摸屏 变频器输入信号手动控制开 关瓦斯浓 度温度气压风机M矿井图2-1系统总体框图原理分析：本系统以PLC为控制核心，将系统中的温度参数通过温度传感器检测，检测到模拟量送入A/D模块，模拟量转换成数字量送入PLC中。该值和系统设定值进行比较，不等则

15、会产生偏差，经过PID运算，则得到一个控制信号，输出调整信号到D/A模块，产生一个模拟量电压信号，控制变频器，从而改变通风机的工作状态，使各个参数达到稳定值。变频器可以进行相关设定值的设置与相关信息的监控。2.2 控制及功能模块的硬件选择2.2.1 可编程控制器PLC1）PLC的选型 PLC是以微处理器为核心，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置，PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。PLC采用了典型的计算

16、机结构，主要由微处理器，存储器、输入/输出模块、外设I/O接口、通信接口及电源等组成。 根据实验室现有的设备，PLC选择了三菱PLC的FX2N系列。如图2-1三菱FXPLC是小的形状，高速度，高性能和所有方面都是相当小的FX系列高档程序单元，除了能够进入三菱PLC FX2N的16到25 单点独立使用，也可应用到的组件，模拟量控制，位置控制等特殊用途之间的多个基地的连接，是一个集PLC，可满足广泛变化的需求。端口如图2-2，与系统配置的特点，固定和灵活。编程简单;配有自由选择，丰富的品种;而令人欣慰的表现;高速运行;用于各种特殊用途。和简单的外部设备通信。 图2-2 PLC端口2.2.2 触摸屏

17、HMI1）触摸屏选型人机界面（Human Machine Interface，HMI）产品，常被大家称为“触摸屏”，它是连接可编程序控制器(PLC)、变频器、直流调速器、仪表等工业控制设备，利用显示屏显示，通过输入单元(如触摸屏、键盘、鼠标等)写入工作参数或输入操作命令，实现人与机器信息交互的数字设备，由硬件和软件两部分组成。GOT（Graphic Operation Terminal-人机介面）是电子操作面板，在其监视屏幕上可进行开关操作、指示灯、数据显示、信息显示和其他一些在原有由操作面板执行的操作。显示在GOT 上的监视屏幕数据是在个人电脑上用专用软件(GT Designer)创建的。为

18、了执行GOT 的各种功能，首先在GT Designer 上通过粘贴一些指示灯图形，开关图形，数值显示等被称为对象的框图来创建屏幕；然后通过设置PLC CPU 中的元件（位，字）规定屏幕中的这些对象的动作；最后通过RS-232或USB接口将创建的监视屏幕数据传送到GOT。本次设计所选的触摸屏型号为GT1055-QSBD-C系列，分辨率为320*240像素，显示颜色为256色，内置I/F有RS-422(9针凹形)、RS-232（9针凸形）、USB,电源电压为DC24V,此触摸屏抗干扰能力强，耐压值为AC500V，寿命长，实物如图2-3所示。符号 电源规格 A AC100-* 22.2.3 A/D.

19、D/A转换模块1) A/D模块选型FX2N-4A/D模拟量输入模块是FX系列专用的模拟量输入模块，该模块4个输入通，分别为通道1（CH1）、通道2（CH2）、通道3（CH3）、通道4（CH4）。每一通道都可进行A/D转换。输入通道接受模拟信号并转换成等价的数字信号，这称之为A/D转换。此次比赛选择了FX2N-4A/D型号的模块，但选择FX2N-2A/D也能满足要求，因利用实验室现有的设备，故选择了FX2N-4A/D型号的模块。2) 主要参数：FX2N-4AD模拟量输入模块是FX系列专用的模拟量输入模块，其分辨率为12位。输入的模拟电压值范围从直流-10V到+10V，分辨率为5mV。若为电流输入

20、范围为4到20mA或20mA到+20mA，分辨率为20微安。FX2N-4AD占用FX2N扩展总线的8个点。这8个点可以分配成输入点或输出点。FX2N-4AD消耗FX2N主单元或有源扩展单元5V电源槽的30mA的电流，实物如图2-5所示。 2.2.4温度传感器温度传感器(temperature transducer) 是利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。温度传感器热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。本次设计所选的是SBWZ热电阻温度传感器，这种传

21、感器主要用于0100温度范围内的温度测量。主要制造材料纯金属，具有电阻率高，热容量小，反应速度快、材料的复现性和工艺性好，价格低、 热敏电阻温度特性、在测温范围内化学物理特性稳定等特性，实物如图2-6所示。 2.2.5 变频器1) 变频器选型变频器选型不能仅看负载的功率的，主要应该是看电流，一般情况下，所选的变频器的额定电流要大于等于负载的额定电流。 控制方式，现在常见的有两种，一种是早期的V/F控制，另外一种就是现在的矢量控制。这两种控制方式的主要区别在于： 第一，控制精度。矢量控制是闭环控制，因此，控制精度较高，而V/F控制属于开环控制，其控制精度相对于矢量控制来讲，要低一些。 第二，就是

22、低频扭矩。这主要看负载的惯性，如果负载的惯性较大，而且需要长期低频运转的话，就要选用矢量控制的变频器，所谓的低频，一般是指小于等于10Hz。 第三，矢量控制的变频器，要比普通的V/F控制的变频器的价格高一些，20%左右吧。本次设计采用FR-700-740-1.5k变频器额定容量2.7kVA，使用电机容量1.5kW，允许频率波动范围±5%，加/减速时间设定03600s 如图2-7（可分别设定加速与减速时间），可以选择直线或S形加减速模式。2) 参数说明Pr1：上限频率 设定范围 0120Hz 设定为50 HzPr2：下限频率 设定范围 0120Hz 设定为0 HzPr3：基准频率 设定

23、范围 0400Hz 设定为50 HzPr7：加速时间 设定范围 03600/ 360s Pr8：减速时间 设定范围 03600/ 360s 设定的越小，即可快速停转Pr37：转速显示 设定范围为0，19998 0：表示频率显示，设定 19998：设定60Hz时的机械速度Pr73：模拟量输入选择 图2-7 变频器Pr79：运行模式选择 设定范围0，1，2，3，4，6，7，若Pr.79=0、1,变频器处于PU运行操作方式。若Pr.79=2，变频器处于外部运行模式。若Pr.79=3、4，变频器处于组合运行操作方式。Pr117：PU通讯站号 设定范围为031. Pr118：PU通讯速率 设定范围为 4

24、8，96，192，384，设定速率。设定值×100为通讯速率。例如，设定值为192，通讯速率即为19200bps。需设置成与PLC相同的波特率方可通信成功。2.2.6 通风机1）通风机选型 通风机是一种通过依靠的机械能，来增大气体压力并排送气体的机械，它属于从动的流体机械。排气压力低于1.5×10帕。风机可制成右旋和左旋两种型式。从电动机一侧正视，叶轮顺时针旋转，称为右旋转风机，逆时针旋转，称为左旋。轴流式通风机结构紧凑，体积小，重量轻，可直接高转速电动机拖动，传动方式简单，但结构复杂维修较困难；目前煤矿上使用最广泛的是轴流式对旋风机，因为其相较离心式通风机有便于全矿性反风

25、，便于调节风量等优点，得到广泛的应用。随着科技的进步与发展，轴流式对旋式风机由于效率高，风量大，风压高，噪音低和节能显著的特点，是目前使用最广泛的通风机。电机安装在密闭罩内的风扇主内存，密闭罩具有一定的耐压性能，可以使电机和风扇切断气体轴承气体流道，也有一定的散热效果，气密盖，配有两排精简风管，通过主RAM的气氛是相通的，与地面的新鲜空气进入密闭罩，同时可以使盖板在该状态下风机运行调停正压式空气。所以这次我们采用的是轴流式通风机。如图2-8 图2-8 轴流式通风机2）通风机工作参数风量Q：单位时间内排出的气体体积，单位：m3/s、m3/min、m3/h、l/s 风压：单位体积的气体通

26、过风机获得的能量，单位：Pa     （1）全压H：风机提供的全部能量。 （2）静压Hst：用于克服通风网路阻力的能量。     （3）动压Hd：流入大气的动能。  H = Hst + Hd    （4） 转速n：风机叶轮每分钟旋转的周数，单位：r/min。 （5） （5）功率N：  a.轴功率Na电动机传给风机轴的功率即输入功率，单位：kW 。 

27、b.有效功率N风机传给气体的功率即输出功率，单位：kW 。 c.效率:风机的有效功率与轴功率的比值。金陵科技学院学士学位论文 第三章 系统通信与连接 第三章 系统通信与连接3.1 PLC与PC及触摸屏之间的通信3.1.1 RS-232 RS-232-C是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。RS-232-C总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道。在多数情况下主要使用主通道，对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条

28、发送线、一条接收线及一条地线。RS-232-C标准规定的数据传输速率为50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400波特。RS-232-C标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的RS232（9针）接口通信。 9针串口（DB9）25针串口（DB25）针号功能说明缩写针号功能说明缩写1数据载波检测D

29、CD8数据载波检测DCD2接收数据RXD3接收数据RXD3发送数据TXD2发送数据TXD4数据终端准备DTR20数据终端准备DTR5信号地GND7信号地GND6数据设备准备好DSR6数据准备好DSR7请求发送RTS4请求发送RTS8清除发送CTS5清除发送CTS9振铃指示DELL22振铃指示DELL1.DB9和DB25的常用信号脚说明 如图3-1所示是9针的RS-232串口排序图： 图3-1 RS-232串口排序图3.1.2 PLC与PC及触摸屏连接对于PC与PLC之间的连接，只需将RS-232串口电缆接口与触摸屏相连，另一端接到PLC上，再通过GX-developer编程软件将所编写好的程序

30、下载到PLC中，即完成了PC与PLC的连接与通信。而对于PC与触摸屏的之间的连接，只需将触摸屏自带的传输线连接PC即可，再通过GT-designer软件将所画出的运行选择画面与动态显示画面下载到触摸屏中即可。三菱的FX用RS-232C电缆型号： F2-232CAB-1（25针-9针） FX-232AWC侧-PC侧 （2）-（2） （3）-（3） （6）-（4） （7）-（5） （20）-（6） FX（4）-FX（5） PC（7）-PC（8）3.2 PLC与变频器之间的连接3.2.1 PLC与D/A模块连接

31、首先通过PLC的输出24V电源给D/A模块供电（即将D/A模块上的“+24V”电源端与PLC输出+24V相连，然后将D/A模块上的“-24V”端与PLC上的“COM”端相连，就可以完成PLC与D/A模块的接线。扩展单元中附带55mm的扩展电缆，连接扩展电缆时，将电缆向里折，然后插入对方一侧接口的盖板内。如图3-2 图3-2 PLC与D/A模块3.2.2 D/A模块与变频器连接只要将D/A模块的“VI-”端与变频器的模拟电压输入端（“2”端）相连，D/A的“V+”端与变频器的 “5”端相连。由此，变频器模拟输入端即可接收到经D/A转换后的模拟量。“2”端接口：D/A模块输出的模拟电压信号要输入到

32、电压端，当输入10V时成最大输出频率，输出频率与输入成正比。“5”端接口：设定公共信号的公共端子。如图3-3所示 图3-3 变频器与D/A模块3.3 PLC与传感器之间的通信3.3.1 传感器与A/D模块连接传感器与A/D模块的接线，首先将四组输入通道（CH1、CH2、CH3、CH4）中的“I+”端分别连接各个传感器的一端，并将每个通道中的“I+”端与“V+”端相连，而传感器的另一端则连接A/D模块的“24+”端，最后将每个通道的“VI-”端与“24+”端相连。外部输入是电流输入量，则需把V+和I+相连接，由于传感器为两线制电流输出接法，传感器的电流信号端接A/D模块的信号端。传感器与A/D模

33、块的实际接线，如图3-4所示。 图3-4 传感器与A/D模块3.3.2 A/D模块与PLC连接A/D模块与PLC的连线，首先通过PLC的输出+24电源给A/D模块供电，即将A/D模块上的“+24V”电源端与PLC输出+24V相连，然后将A/D模块上的“-24V”端与PLC上的“COM”端相连，就可以完成PLC与A/D模块的接线。扩展单元中附带55mm的扩展电缆，连接扩展电缆时，将电缆向里折，然后插入对方一侧接口的盖板内。A/D模块与PLC的实际接线，如图3-5所示。 图3-5 PLC与A/D模块 本次设计是根据温度传感器来检测温度变化，将获得的温度传入A/D模块传感器，由A/D转换器将温度模拟

34、量转换为一定的数字量,并输入到PLC中。PLC来控制变频器，来决定通风机的加减速。紧急情况下，可以由人工从触摸屏来决定通风机的加减速或急停，来解决突发事件。 3.4 变频器与通风机连接 变频器的U V W段连接一个点触开关，为了更好的保护电路的安全，所以在开关后面加了2个热继电器，对风机进行保护，避免风机在过载时可能产生的过热损失。 金陵科技学院学士学位论文 第四章 系统软件部分 第四章 系统软件部分4.1 编程软件操作 三菱电机新一代PLC软件，具有简单工程（Simple Project）和结构化工程（Structured Project）两种编程方式，指令表、支持梯形图、SFC、 ST及结

35、构化梯形图等编程语言，可实现程序编辑，网络设定，参数设定，程序监控、调试及在线更改，智能功能模块设置等功能，适用于Q、QnU、L、FX等系列可编程控制器，兼容GX Developer软件，支持三菱电机工控产品iQ Platform综合管理软件iQ Works，具有系统标签功能，可实现PLC数据与HMI、运动控制器的数据共享。4.1.1 GX编程软件 双击打开软件进入GX Develop主界面，执行菜单栏上的工程创建新工程，或者单击工具栏上的图标。会出现新建工程的提示画面，选择PLC系列FXCPU和PLC类型FX2N。1）创建一个新工程，如图所示并保存文件名：毕设2）梯形图编辑从下列功能指示表中

36、选择编写3） 梯形图编写好后，就要进行编译梯形图全部完成后，就能将梯形图与PLC硬件通信了6）通信时，要设定计算机与编程软件的端口相同，执行在线传输设置，设置端口。编程软件端口设置如图所示。 传输设置界面图双击端口设置，如图所示： 端口传输设置界面图7）完成上述步骤后，点击图标“”将梯形图转换，然后执行在线PLC写入，将PLC写入，如图所示。 PLC写入图8）在弹出的对话框中选取所需写入的程序和参数，如图5-6所示，执行完成，即实现了将程序下载到PLC中。4.2 PLC系统流程图 软件分两大部分，一部分是根据PLC对风机、温度、变频器等设备的逻辑控制，其流程图如图所示。另一部分是PLC与变频器

37、采用主从应答式RS-232通信，变频器内的端口用于通信参数的设置，PIE通过特殊寄存器D8120来确定和通信有关的一系列参数。在通讯状态下PLC是主动状态，并且不断根据需求向变频器发出读写命令；此时变频器一般是被动状态，只能对PLC的命令做出响应，而在收到PLC的读写命令后才能发送数据，PLC与变频器之间通讯数据由总和校验计算来保证准确性。PLC可以实现对变频器的运行参数读取、运行状态监控、变频器的停止和启动等操作。而温度传感器将从空气中获得的温度传入A/D模块，从而进行对PLC的控制调配。如图4-1系统上电系统初始化有无报警信号工频/变频选择风机加减速选择风机的选择风机启动运行有无启动信 号

38、 监控程序运行程序结束 图4-1总体流程图 4.3 PLC的I/O口分配表 表4-2 PLC的分配表输入点功能输出点功能中间状态功能X0启动系统Y0KM1变频M10正转X1停止系统Y1KM2 工频M11反转X2正转M12停止X3反转M13频率设定X4温度传感器输入M14风机加速X5频率设定M15风机减速X6风机加速M16监控X7风机减速D210显示变频器运行频率X8报警D200显示变频器运行频率D202 显示变频器运行电流D204显示变频器运行电压4.4系统程序局部分析 （1）PLC通讯协议及初始化 图 4-3 PLC通讯协议及初始化HOC8E即数据长度为7位、偶校验、2位停止位、波特率为96

39、00bps、无标题符、和终结符、没有添加和校验码、采用无协议通讯（RS485） ZRST D13 D19 复位D13到D19（2） 串行数据RS 图4-4 串行数据RS指令是对串口进行初始化，定义数据发送和接收的区域范围，存放在数据寄存器D里面。相关的指令为：RSD10 K12 D30 K10。即定义D10D21为数据的发送区，D30D40为数据的接收区。（3）选择数据模式 图4-5 选择数据模式通过特殊继电器M8161来选择数据处理为16位模式还是8位模式。M8161=OFF为16位数据模式；M8161=ON为8位数据模式。此次设计中采用8位模式。（4） 变频器控制编程（图4-3） 图4-3

40、 变频器控制编程 (5) ASCI指令 图为 ASCI指令 将D210内求和结果转换为ASCII码，分别放置D18/D19/D20/D21 (6) 求和校验 图为求和检验 使用CCD自动求出数据的校验码,再用ASCI将求出两个单元的校验码变为16进的ASCII码。先求出校验码放在D28D29中，将校验码变为ASCI码放在D16D17中. （7）运行状态显示 图为 HEX指令HEX D103 D700 K4 表示将寄存器D103寄存的ASCII码转换成十六进制数，转换结果存入寄存器D200中。转换个数为4.用于显示变频器运行频率。HEX D103 D200 K4 表示将寄存器D103寄存的ASC

41、II码转换成十六进制数，转换结果存入寄存器D202中。转换个数为4.用于显示变频器运行电流。HEX D103 D204 K4 表示将寄存器D103寄存的ASCII码转换成十六进制数，转换结果存入寄存器D204中。转换个数为4.用于显示变频器运行电压。（8）加减速 M14中间继电器用来风机频率加速，M15中间继电器用于风机频率减速。在此频率最高设置为60Hz，在此频率最低设置为0Hz。4.5：触摸屏的界面设计 三菱触摸屏的表面的主要部分是非常匹配的薄膜和显示画面的电阻，它是一种多层复合膜的，它用一块玻璃或硬塑料平板作为基层，表面涂有一层导电层，上面有一层表面硬化处理，光滑摩擦的塑料层，它的内表面

42、涂有一层涂层，其中有很多小的（小于1 /的透明金属氧化物透明导电电阻1000的透明隔离点一英寸）分隔绝缘的两层导电层。当手指触摸屏幕，在触摸点位置的两层导电层过接触，电阻发生变化，在X和Y方向上产生信号，然后送触摸屏控制器。控制器侦测到这一接触并计算位置（X，Y），根据模拟鼠标操作4.5.1 GT Desiginer画面设计软件 GT-Desiginer是三菱公司所开发设计的一种用于图形终端显示屏幕制作的Windows系统平台软件，支持所有的三菱图形终端。该软件功能完善，图形、对象工具丰富，窗口界面直观形象，操作简单易用，可以方便地改变所接PLC的类型，实时读取、写入显示屏幕，还可以设置保护密

43、码。（1）双击图标打开软件新建一个工程，出现如图的向导界面：（2）根据本次设计选用的型号，设置选择的GOT型号 （3） 连接机器选择在I/F设置处选取触摸屏通信协议，如图所示 4）在完成上述设置后，出现GT-Desiginer的设计界面，在工具栏中选取所需功能名称，选择为设置数值输入功能，选择呢为设置数值显示功能，设置图形与线形可选择中的内容 。5）在GT Designer 上通过粘贴一些开关图形，指示灯图形，数值显示等被称为对象的框图来创建屏幕；然后通过设置PLC CPU 中的元件（位，字）规定屏幕中的这些对象的动作；最后通过RS-232C 电缆或USB接口将创建的监视屏幕数据传送到GOT。

44、即点击“通讯”。 通讯功能选择6）在弹出如图5-14所示的对话框中选取所需下载的画面，再点击下载，就可将编辑的画面传送到触摸屏。完成将画面传送到GOT。 GOT下载界面图 4.5.2 触摸屏的最终界面 (1)进入GT触摸屏的编辑界面，新建工程的窗口画面，根据完成毕业设计的界面(2) 设置由温度控制通风机运转的触摸界面金陵科技学院学士学位论文 第五章 结论 第五章 结论这种设计是利用PLC，变频器和风机通风系统的节能技术改造，不仅简化了系统，提高设备运行和维护的设备的可靠性和稳定性，方便，节省能源消耗，同时也大大增加了煤矿生产的安全系数。也可根据需要配置相应的通信模块，轻松集中分布式控制系统，远程监控设备现场运行状态，具体完成的工作如下1根据变频调速节能原理配合