PLC课程设计报告-电机闭环调速

绍兴文理学院电气控制课程设计（自动化13级）电机闭环调速目录TOC\o"1-2"\h\z\u1 设计任务及背景 31.1 务要求 31.1课题背景 32 电机控制总体方案 52.1总体方案设计 52.2原理图设计 53 器件简介 63.1PLC概述 63.2PLC工作原理 63.3PLC功能特点 73.4变频器的综合技术特性 73.5变频器安装 83.6主回路端子（220V等级） 93.7标准接线图 103.8控制回路配置及配线 113.94.5变频器参数设定 114 PLC程序设计 124.1电机正反转设计： 124.25.2电机速度下达程序设计 124.3电机测速程序设计 134.4D/A电压模块设置 134.5电压反馈补偿 145 触摸屏设计 145.1初始界面 145.2主界面 155.3PID调节界面 166 元器件清单 167 实物图 178 遇到的问题 188.1触摸屏的原理图的设计 188.2接实物图 188.3PLC程序问题 189 个人体会 1810 参考文献 19绍兴文理学院设计任务及背景务要求有一交流电动机，通过威纶屏输入转速，控制电机的转速，并检测电机的转速。1．根据设计要求，设计电机控制系统方案；2．完成控制原理图设计；3．选用元器件和编制元器件目录清单；4．编写控制程序框图；并编写相应的程序；5．编写设计说明书，其中包括系统参数，设计过程及操作使用说明等；6．器件选型，并编制各种材料定额清单。电机控制总体方案总体方案设计本次设计需要一台交流电动机，电动机的转速由人为控制，通过在威纶屏上输出理想的转速，下达转速控制plc，plc控制invt变频器，由变频器控制交流电动机转动。再测出转速传送到plc，形成一个开环控制。STYLEREF1\s2SEQ图\*ARABIC\s11设计方案原理图设计交流电机变频闭环调速设计系统控制对象为三相异步电动机，由变频器控制电机的电压。电机的起停由变频器的面板控制，频率通过串行口由PLC发送。电机的转速由接近开关测量，即在单位时间内由PLC计算接近开关的闭合次数，算出的频率与设定的频率比较，若不一样，则给定频率再乘上一个比例系数重新与变频器进行通讯。每隔1分钟再进行转速的测量。PLC外接220V电源，通过RDA、SDA口与变频器的RS485(+)、（-）端口连接用于通讯。接近开关接24V电压，信号端口接中间继电器，继电器的公共端接PLC输入端口的COM。图2-2传统电气原理图设计器件简介PLC概述可编程逻辑控制器，是一种采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：中央处理单元(CPU)、存储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块。PLC工作原理当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。输入采样阶段、用户程序执行阶段、输出刷新阶段。PLC功能特点1.使用方便，编程简单。2.功能强，性能价格比高。3.硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强。4.可靠性高，抗干扰能力强。5.系统的设计、安装、调试工作量少。6.维修工作量小，维修方便变频器的综合技术特性输入输出特性输入电压范围：380/220士15%输入频率范围：47——63HZ输出电压范围：0——额定输入电压输出频率范围：0——400HZ外围接口特性可编程数字输入：7路开关量输入，1路高速脉冲输入。支持PNP、NPN双极性光耦隔离输入可编程模拟量输入：AI1：-10——10V输入，AI2:0——10V或0——20mA输入可编程开路集电极输出：1路输出（开路集电极输出或告诉脉冲输出）继电器输出：2路输出模拟量输出：2路输出，分别可选0/4——20mA或0——10V技术性能特性控制方式：V/F控制，开环矢量控制（SVC）过载能力：150%额定电流60s；180%额定电流10s调速比：1:100（SVC）载波频率：1——15.0kHZ功能特性频率设定方式：数字设定、模拟量设定、脉冲频率设定、串行通讯设定、多段速及简易PLC设定、PID设定等，可实现设定的组合和方式切换PID控制功能简易PLC、多段速控制功能：16段速控制摆频控制功能瞬时停电不停机功能转速追踪再启动功能：实现对旋转中的电机的无冲击平滑起动“QUICK/JOG”键功能：用户自由定义的多功能快捷键自动电压调整功能：当电网电压变化时，能自动保持输出电压恒定提供多种故障保护功能：过流、过压、欠压、过温、缺相、过载等保护功能变频器安装变频器应安装在室内、通风良好的场所，一般应垂直安装。选择安装环境时，应注意以下事项：1.环境温度要求在-10℃～40℃的范围内，超过40℃以上须降额使用，最高不超过50℃。超过40℃环境温度，每升高1℃，降额4%。2.空气的相对湿度<=90%,无凝露。3.变频器安装在海拔高度1000m以下时，可以运行在其额定功率，当海拔高度超过1000m后，变频器功率需要降额，具体降额幅度如下图所示：STYLEREF1\s4SEQ图\*ARABIC\s11安装海拔高度与变频器降额曲线4.安装在振动小于5.8米/秒2（0.6g）的场所；5.避免安装在阳光直射的场所；6.避免安装在多尘埃、金属粉末的场所；7.严禁安装在有腐蚀性、爆炸性气体场所；8.如有特殊安装要求，请事先咨询和确认。9.安装间隔及距离要求下图4-2所示。STYLEREF1\s4SEQ图\*ARABIC\s12变频器安装间隔主回路端子（220V等级）（+）PB（—）LNUVWPOWERMOTOR图4-3主回路接线端子图（4——5.5KW）主回路端子的功能说明如下表所示：端子名称功能说明L、N两相交流输入端子(+)、（—）外接制动单元预留端子(+)、PB外接制动电阻预留端子U、V、W变频器三相交流输出端子安全接地端子STYLEREF1\s4SEQ图\*ARABIC\s13端子说明表标准接线图STYLEREF1\s4SEQ图\*ARABIC\s14标准接线图控制回路配置及配线STYLEREF1\s4SEQ图\*ARABIC\s15变频器回路接线图4.5变频器参数设定变频器参数设定如下表：功能码名称参数详细说明设定值P0.01运行指令通道0：键盘指令通道1：端子指令通道2：通讯指令通道2P0.07A频率指令选择0：键盘设定1：模拟量AI1设定2：模拟量AI2设定3：高速脉冲HDI设定4：简易PLC程序设定6：PID控制设定0——6P0.08B频率指令选择0：模拟量AI1设定1：模拟量AI2设定2：高速脉冲设定（HDI）0P0.10设定源组合方式0：A2：A+B1：B2PLC程序设计电机正反转设计：图5-1电机正反转梯形图说明：当M5与M6息合时电机启动（即Y3表示电机的正传），当按下X4时电机正转（Y2表示正转），按下X2时电机反转（Y3表示电机反转）。按下X3电机停止转动。Y2Y3形成互锁。5.2电机速度下达程序设计STYLEREF1\s5SEQ图\*ARABIC\s11电机速度下达梯形图 说明:此程序为台达DVP-12SA2的RS-485通讯，首先设置通讯格式H87(7位，偶校验，波特率9600，停止位1位)，然后设置相关辅助寄存器及通讯协议，此处校验为CRC校验，有专门指令CRC进行计算。电机测速程序设计STYLEREF1\s5SEQ图\*ARABIC\s12电机测速梯形图说明：SPD指令是用来进行脉冲计数的，我们通过计数两秒内脉冲的个数来计算电机的转速（r/min）。D/A电压模块设置说明：用了TO指令对电压模块进行与PLC对接，并设置其模式（模式0），并通过寄存器D103的参数写入来达到我们的控制目的。电压反馈补偿说明：：预期转速（D11）与实际转速(D100)总有误差，通过对误差的计算转换成相应的电压（D103）补偿，来达到对速度的补偿。触摸屏设计初始界面STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s11触摸屏初始界面图说明：使用威纶屏的设计软件EB8000设计的触摸屏初始界面，主要用到了功能键、窗口切换设置、图库设置选择、按键声音设置选择。主界面STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s12触摸屏主界面设计说明：使用威纶屏的设计软件EB8000设计的触摸屏主界面，主要用到了数值输入，位状态输入，功能键设置，声音、图片及文字设计。点击初始界面的“进入”，跳转到触摸屏主界面，如下图所示：PID调节界面STYLEREF1\s6SEQ图\*ARABIC\s13PID调节界面元器件清单元器件名称型号（规格）数量交流接触器CJX2-9101中间继电器CDZ9-52P2开关常开、常闭2熔断器2通讯编程电缆SC-091威纶屏下载线1直流电源5V1控制电箱1变频器invt英威腾CHF100A系列1交流电机1触摸屏i系列1实训导线若干D/A电压模块DVP-04AD1实物图遇到的问题下面我对这次实训做了一下经验总结：触摸屏的原理图的设计1．触摸屏的程序设计上我遇到了许多问题。程序下载不了：显示的错误是触摸屏密码错误，遇到这种情况需要重启触摸屏，并在其右下角的功能界面点设置，在弹出的密码框中输入密码，初始密码6个111111进行校正匹配。接实物图1．接实物图我遇到了很多问题主要是不知道一些器件的用法。交流接触器，11个接口，顶部4对接口分别是四对常开开关，在其底下有3个接口，2个A2接口，一个A1接口。其原理是给A1和A2通220V交流电，线圈受电吸合，使上面的4对接口导