基于PLC的可逆三相异步电机调速系统

1、基础课程设计（论文）基于PLC的可逆三相异步电机调速系统学生姓名：指导教师：学生学号：专 业：信息技术学院电气工程系年 月 日摘要 本论文设计了基于PLC的可逆变三相异步电机调速系统，实现三相异步电动机的正反转控制。与传统的继电器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点。三相异步电动机的应用广泛，具有机构简单，效率高，控制方便，运行可靠的优点。本文研究的这个系统的控制是采用PLC的编程语言-梯形图,梯形语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能，使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路。它采用

2、可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数等操作的指令，并采用数字式，模拟式的输入和输出，控制各种的机械或生产过程。关键词：PLC 三相异步电动机 可编程控制 梯形目录摘要I目录II引言1第一章 系统的方案确定21.1可逆控制电路的工作原理21.1.1重联锁的正反转控制电路21.1.2器连锁的正反转控制电路21.1.3按钮连锁的正反转控制电路41.1.4按钮、接触器双重联锁的正反转控制电路51.1.5自动往返行程控制路线51.2 变频调速系统71.2.1 三相交流异步电动机的结构和工作原理71.2.2 变频调速原理71.2.3 变频调速的基本控制方式81.3 系统的控制

3、要求81.4 方案的确定91.4.1 电动机的选择91.4.2 开环控制的选择91.4.3 变频器的选择9第二章 系统的硬件设计112.1 S7-200 PLC112.2 MicroMaster420变频器112.3 外部电路设计112.3.1 变频开环调速112.3.2 数字量方式多段速控制132.3.3 PLC、触摸屏及变频器通信控制15第三章 系统的软件设计173.1 编程软件的介绍173.2 变频调速系统程序设计17第四章 PLC系统的抗干扰设计264.1变频器的干扰源264.2 干扰信号的传播方式264.3主要抗干扰措施264.3.1 电源抗干扰措施264.3.2 硬件滤波及软件抗干

4、扰措施274.3.3 接地抗干扰措施27结 论28参考文献29 引言三相异步电动机的应用非常广泛，具有机构简单，效率高，控制方便，运行可靠，易于维修成本低的有点，几乎涵盖了工农业生产和人类生活的各个领域,在这些应用领域中,三相异步电动机运行的环境不同，所以造成其故障的发生也很频繁，所以要正确合理的利用它。要合理的控制它。我研究的这个系统的控制是采用PLC的编程语言-梯形图,梯形语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能，使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路，可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，

5、它是专为在恶劣工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术等操作的指令，并采用数字式，模拟式的输入和输出，控制各种的机械或生产过程。长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化设备提供了非常可靠的控制应用，它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业，企业对自动化的需要。进入20世纪80年代，由于计算机技术和微电子技术的迅猛发展，极大地推动了PLC的发展，使得PLC的功能日益增强，目前，在先进国家中，PLC已成为工业控制的标准设备，应用面几乎覆盖了所有工业，企业。由于PLC综合了计算机和

6、自动化技术，所以它发展日新月异，大大超过其出现时的技术水平，它不但可以很容易的完成逻辑，顺序，定时，计数，数字运算，数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动化控制。特别是超大规模集成电路的迅速发展以及信息，网络时代的到来，扩展了PLC的功能，使它具有很强的联网通讯能力，从而更广泛的运用于众多行业。第一章 系统的方案确定1.1可逆控制电路的工作原理1.1.1重联锁的正反转控制电路 图1-11.1.2器连锁的正反转控制电路接触器连锁的正反转控制电路如图1-1所示。电路中采用了两个接触器，即正转用的接触器KM1和反转用的接触器KM2，它们

7、分别由正转按钮SB2和反转按钮SB3控制。从主电路中可以看出，这两个接触器的主触点所接通的电源相序不同，KM1按L1L2L3相序接线，KM2则对调了两相的相序，按L3L2L1相序接线。相应地控制电路有两条：一条是由按钮SB2和KM1线圈等组成的正转控制电路；另一条是由按钮SB3和KM2线圈线圈等组成的反转控制电路。必须指出，接触器KM1和KM2的主触点绝不允许同时闭合，否则将造成两相电源（L1相和L3相）短路事故。为了保证一个接触器得电动作时，另一个接触器不能得电动作，以避免电源的相间短路，就在正转控制电路中串接了反转接触器KM2的常闭辅助触点，而在反转控制电路中串接了正转接触器KM1的常闭辅

8、助触点。这样，当KM1得电动作时，串接在反转控制电路中的KM1常闭触点分断，切断了反转控制电路，保证了KM1主触点闭合时，KM2的主触点不能闭合。同样，当KM2得电动作时，其KM2的常闭触点分断，切断了正转控制电路，从而可靠地避免了两相电源短路事故的发生。像上述这种在一个接触器得电动作时，通过其常闭辅助触点使另一个接触器不能得电动作的作用叫联锁（或互锁）。实现联锁作用的常闭辅助触点称为联锁触点（或互锁触点）。图1-2 接触器联锁的正反转控制电路工作原理：先合上电源开关QS，然后进行正、反转控制。 （1）正转控制 按下SB2KM1线圈得电KM1主触点闭合、KM1自锁触点闭合自锁、KM1联锁触点分

9、断对KM2联锁电动机M启动连续正转。 （2）反转控制 先按下SB1KM1线圈失电KM1主触点分断、KM1自锁触点分断解除自锁、KM1联锁触点恢复闭合解除对KM2联锁电动机M失电停转； 再按下SB3KM2线圈得电KM2主触点闭合、KM2自锁触点闭合自锁、KM2联锁触点分断对KM1联锁电动机M启动连续反转。 停止时，按下停止按钮SB1控制电路失电KM1（或KM2）主触点分断电动机M 失电停转。 从以上分析可见，接触器联锁正反转控制电路的优点是工作安全可靠，缺点是操作不便。因电动机从正转变为反转时，必须先按下停止按钮后，才能按反转启动按钮，否则由于接触器的联锁作用，不能实现反转。为克服此电路的不足，

10、可采用按钮联锁或按钮和接触器双重联琐的正反转控制电路1.1.3按钮连锁的正反转控制电路把图1-2中的正转按钮SB2和反转按钮SB3换成两个复合按钮，使复合按钮的常闭触点代替接触器的常闭联锁触点，就构成了按钮联琐的正反转控制线路，如图1-3所示。 这种控制线路的工作原理与接触器的联琐的正反转控制线路的工作原理基本相同，只是当电动机从正转改变为反转时，可直接按下反转按钮SB3即可实现，不必先按下停止按钮SB1图1-3按钮联锁的正反转控制电路当按下反转按钮SB3时，串接在正转控制电路中SB3的常闭触点先分断，使正转接触器KM1线圈失电，KM1的主触点和自锁触点分断，电动机M失电惯性运转。SB3的常闭

11、触点分断后，其常开触点才随后闭合，接通反转控制电路，电动机M便反转。这样既保证了KM1和KM2的线圈不会同时通电，又可不按停止按钮而直接按反转按钮实现反转。同样，若使电动机从反转运行变为正转运行时，也只要按下正转按钮SB2即可。这种电路的优点是操作方便。缺点是容易产生电源两相短路故障。如：当正转接触器KM1发生主触点熔焊或被杂物卡住等故障时，即使接触器线圈失电，主触点也分断不开，这时若直接按下反转按钮SB3，KM2得电动作，触点闭合，必然造成电源两相短路故障。所以此线路欠安全可靠，在实际工作中，经常采用的是按钮、接触器双重联锁的正反转控制电路。 1.1.4按钮、接触器双重联锁的正反转控制电路

12、图1-1所示为按钮、接触器双重联锁的正反转控制电路。这种电路操作方便，工作安全可靠，因此，在电力拖动中被广泛采用。 工作原理：先合上电源开关QS，然后进行正、反转控制。 （1） 正转控制 按下SB2SB2常闭触点先分断对KM2联锁（切断反转控制电路），SB2常开触点后闭合KM1线圈得电KM1主触点闭合电动机M启动连续正转，KM1联锁触点分断对KM2联锁（切断反转控制电路）； （2）反转控制 按下SB3SB3常闭触点先分断KM1线圈失电KM1主触点分断电动机M失电，SB3常开触点后闭合KM2线圈得电KM2主触点闭合电动机M启动连续反转，KM2联锁触点分断对KM1联锁（切断正转控制电路）。 若要停

13、止，按下SB1，整个控制电路失电，主触点分断，电动机M失电停转。 1.1.5自动往返行程控制路线 有些生产机械，要求工作台在一定距离能自动往返运动，以便实现对工件的连续加工，提高生产效率。这就需要电气控制电路能对电动机实现自动转换正反转控制。图22-4所示为工作台自动往返运动示意图。图1-4工作台自动往返运动示意图为了使电动机的正反转控制与工作台的左右运动相配合，在控制线路中设置了两个位置开关SQ1，SQ2，并把它们安装在工作台需限位的地方。图1-5工作台自动往返行程控制电路图其中SQ1，SQ2被用来自动换接电动机正反转控制电路，实现工作台的自动往返行程控制；在工作台的T形槽中装有两块挡铁，挡

14、铁1只能和SQ2相碰撞，挡铁2只能只能和SQ1相碰撞。当工作台运动到所限位置时，挡铁碰撞位置开关，使其触点动作，自动换接电动机正反转控制电路，通过机械传动机构使工作台自动往返运动。工作台行程可通过移动挡铁位置来调节，拉开两块挡铁间的距离行程变短，反之则加长.工作原理：先合上电源开关QS，其余动作如下：按下SB2KM1线圈得电KM1主触点闭合、KM1自锁触点闭合自锁、KM1联锁触点分断对KM2联锁电动机M正转工作台左移至限定位置挡铁1碰SQ2SQ22先分断、SQ21后闭合KM1线圈失电、KM1主触点分断、KM1联锁触点恢复闭合KM1自锁触点分断解除自锁电动机停止正转，工作台停止左移KM2线圈得电

15、KM2自锁触点闭合自锁、KM2主触点闭合、KM2联锁触点分断对KM1联锁电动机M反转工作台右移（SQ2触点复位）至限定位置挡铁2碰SQ1SQ12先分断、SQ11后闭合KM2线圈失电、KM2主触点分断、KM2联锁触点恢复闭合KM2自锁触点分断解除自锁工作台停止右移KM1线圈得电KM1自锁触点闭合自锁、KM1主触点闭合、KM1联锁触点分断对KM2联锁电动机M又正转工作台又左移（SQ2触点复位），以后重复上述过程，工作台就在限定的行程内自动往返运动。 停止时，按下SB1整个控制电路失电KM1（KM2）主触点分断电动机M失电停转工作台停止运动。 1.2 变频调速系统1.2.1 三相交流异步电动机的结构

16、和工作原理三相交流异步电动机是把电能转换成机械能的设备。一般电动机主要由两部分组成：固定部分称为定子，旋转部分称为转子。三相交流异步电动机的工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律和电磁力定律等基础上的。当磁极沿顺时针方向旋转，磁极的磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势。电动势的方向由右手定则来确定。因为运动是相对的，假如磁极不动，转子导条沿逆时针方向旋转，则导条中同样也能感应出电动势来。在电动势的作用下，闭合的导条中就产生电流。该电流与旋转磁极的磁场相互作用，而使转子导条受到电磁力，电磁力的方向可用左手定则确定。由电磁力进而产生电磁转矩，转子就转动起来。1.2.2 变频调速原理

17、变频器可以分为四个部分，如图2.1所示。通用变频器由主电路和控制回路组成。给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，称为主电路。主电路包括整流器、中间直流环节（又称平波回路）、逆变器。图2.1变频器简化结构图 整流器。它的作用是把工频电源变换成直流电源。 平波回路（中间直流环节）。由于逆变器的负载为异步电动机，属于感性负载。无论电动机处于电动状态还是发电状态，起始功率因数总不会等于1。因此，在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换，这种无功能量要靠中间直流环节的储能元件电容器或电感器来缓冲，所以中间直流环节实际上是中间储能环节。 逆变器。与整流器的作用相反，逆变器是将直流功率变换为所要

18、求频率的交流功率。逆变器的结构形式是利用6个半导体开关器件组成的三相桥式逆变器电路。通过有规律的控制逆变器中主开关的导通和断开，可以得到任意频率的三相交流输出波形。 控制回路。控制回路常由运算电路，检测电路，控制信号的输入、输出电路，驱动电路和制动电路等构成。其主要任务是完成对逆变器的开关控制，对整流器的电压控制，以及完成各种保护功能。控制方式有模拟控制或数字控制。1.2.3 变频调速的基本控制方式 普通控制型V/f通用变频器 普通控制型V/f通用变频器是转速开环控制，无需速度传感器，控制电路比较简单；电动机选择通用标准异步电动机，因此其通用性比较强，性价比比较高，是目前通用变频器产品中使用较

19、多的一种控制方式。 具有恒定磁通功能的V/f通用变频器为了克服普通控制型的V/f通用变频器对V/f的值进行调整的困难，如果采用磁通反馈，让异步电动机所输入的三相正弦电流在空间产生圆形旋转磁场，那么就会产生恒定的电磁转矩。这样的控制方法叫做磁链跟踪控制。由于磁链的轨迹是靠电压相加矢量得到的，所以磁链跟踪控制也叫做电压空间矢量控制。 矢量控制方式矢量控制方式的基本思想是：仿照直流电动机的调速特点，使异步交流电动机的转速也能通过控制两个互相独立的直流磁场进行调节。矢量控制方式分为无速度传感器的矢量控制和有速度传感器的转速或转矩闭环矢量控制。无速度传感器的矢量控制。它是对异步电动机进行单电动机传动的典

20、型模式。主要性能是：在1：10的速度范围内。速度精度小于0.5%，转速上升时间小于100ms；在额定功率10%的范围内，采用电流闭环控制的转速开环控制。工作模式可采用软件功能选择。当工作频率高于额定频率的10%时，进入矢量控制状态。转速的实际值可以利用由微型机支持的对异步电动机进行模拟的仿真模型来计算。有速度传感器的转速或转矩闭环矢量控制。这种方式的主要特征更是：在速度设定值的全范围内，转矩上升时间大约为15ms，速度设定范围大于1：100；对于闭环控制而言，转速上升时间不大于60ms。1.3 系统的控制要求本系统的结构如图1.2所示。变频器 PLC控制信号M-触摸屏图2.2 系统的结构图由图

21、1.2可知，本文通过PLC控制变频器达到变频调速的目的，从而实现交流电机的正反转、起停、加速、减速控制以及速度的调节，并且能够在在触摸屏上进行操作，控制电机调速。1.4 方案的确定1.4.1 电动机的选择在变频电机中，电动机类型选择的原则是，在满足工作机械对于拖动系统要求的前提下，所选电动机应尽可能结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉。因此，在选用电动机种类时，若机械工作对拖动系统无过高要求，应优先选用交流电动机。在交流电动机中，笼型异步电动机结构简单，运行最可靠，维护最方便，对起动性能无过高要求的调速系统，应优先考虑。在电机工作中起动、制动比较频繁，为提高生产率，又要求电动机具有较大的起动

22、、制动转矩以缩短起动制动时间，同时还有一定的调速要求，所以本设计采用笼型异步电动机，其参数为：型号：WDJ26；电压：380V；接法：角接；转速：1430r/min;功率：40W；电流：0.2A；频率：50HZ；绝缘等级：E。1.4.2 开环控制的选择开环控制是最简单的一种控制方式，他所具有的特点是，控制量与被控制量之间只有前向通路而没有反向通路。这种控制方式的特点是控制作用的传递具有单向性。由于开环控制结构简单，调整方便，成本低。在国民经济各部门均有采用。因此，本系统采用开环控制系统。1.4.3 变频器的选择随着变频器性能价格比的提高，交流变频调速己应用到许多领域，由于变频调速的诸多优点，使

23、得交流变频调速得到广泛应用。其功能较强，使用灵活，但其价格相对较贵。所以我选用了通用变频器，通过合理的配置、设计和编程，同样可以达到专用变频器的控制效果。本设计采用的变频器是西门子公司面向世界推出的21世纪通用型变频器MM420。它可实现平稳操作和精确控制，使电动机达到理想输出，这种变频器不仅考虑了V/f控制，而且还实现了矢量控制，通过其本身的自动调谐功能与无速度传感器电流矢量控制，很容易得到高起动转矩与较高的调速范围。MM420变频器的特点如下： 包括电流矢量控制在内的四种控制方式均实现了标准化。 有丰富的内藏与选择功能。 由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、体积小。 保护功能完善、维修性

24、能好。 通过LCD操作装置，可提高操作性能。第二章 系统的硬件设计2.1 S7-200 PLC 本系统选用的是西门子公司生产的SIMATIC S7-200系列小型PLC，可用于代替继电器的简单控制场合，也可用于复杂的自动化控制系统。由于它极强的的通信功能，在大型网络控制系统中也能充分发挥其功能。S7-200的可靠性高，可以用梯形图语句表功能块图三种语言来编程。它的指令丰富，指令功能强，易于掌握，操作方便，内置有高速计数器、高速输出、PID控制器、RS-485通信/编程接口、PPI通信协议、MPI通信协议和自由端口模式通信功能，最大可以扩展到248点数字量I/O或35路模拟量I/O，最多有30多

25、KB的程序和数据存储空间。2.2 MicroMaster420变频器 本系统采用的是通用变频器MicroMaster420，MicroMaster420是全新一代模块化设计的多功能标准变频器。它有强大的通讯能力、精确的控制性能、模块化结构设计，具有更多的灵活性，操作方便。最新的IGBT技术，具有7个固定频率，4个跳转频率。灵活的斜坡函数发生器带有起始段和结束段的平滑特性，防止运行中不应有的跳闸，直流制动和复合制动方式提高制动性能。用BiCo技术，实现I/O端口自由连接。MICROMASTER420是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列，从单相电源电压额定功率120W到三相电源电压额定功率11

26、KW可供选用，由微处理器控制，用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为功率输出器件。因此，具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选的，因而降低了电动机运行的噪声，全面完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。MICROMASTER420具有缺省的工厂设置参数，它是给数量众多的简单的电动机控制系统供电的理想变频驱动装置。由于MICROMASTER420具有全面而完善的控制功能，在设置相关参数以后，它也可用于更高级的电动机控制系统。2.3 外部电路设计本系统主要完成异步电机三种调速，由于变频器参数设置的不同，调速方式也有所不同，分别为变频开环调速、

27、数字量方式多段速控制和PLC触摸屏及变频器通信控制。2.3.1 变频开环调速变频开环调速根据输入端的控制信号经过程序运算后由通信端口控制变频器运行。打开启动开关，变频器开始运行。首先应对变频器的参数进行设置，如表3.1 所示。表3.1 变频器的参数设置 序号变频器参数出厂值设定值功能说明1P0304230380电动机的额定电压( 380V )2P03053.250.35电动机的额定电流( 0.35A )3P03070.750.06电动机的额定功率( 60W )4P031050.0050.00电动机的额定频率( 50Hz )5P031101430电动机的额定转速( 1430 r/min )6P1

28、00023固定频率设定7P108000电动机的最小频率( 0Hz )8P10825050.00电动机的最大频率( 50Hz )9P11201010斜坡上升时间( 10S )10P11211010斜坡下降时间( 10S )11P070022选择命令源（ 由端子排输入 ）12P0701117固定频率设值（二进制编码选择+ON命令）13P07021217固定频率设值（二进制编码选择+ON命令）14P0703917固定频率设值（二进制编码选择+ON命令）15P10010.005.00固定频率116P10025.0010.00固定频率217P100310.0020.00固定频率318P100415.00

29、25.00固定频率419P100520.0030.0固定频率520P100625.0040.00固定频率621P100730.0050.00固定频率7其中：在设置参数前先将变频器参数复位为工厂的缺省设定值；设定P0003=2 允许访问扩展参数；设定电机参数时先设定P0010=1(快速调试),电机参数设置完成设P0010=0(准备)。根据系统分析，需要九个输入量，输出端由三-八通信线实现 其I/O分配如表3.2 所示。表3.2 系统的I/O分配序号PLC地址（PLC端子）电气符号（面板端子）功能说明1I0.0启动开关变频器开始运行2I0.1停止开关变频器停止运行3I0.2急停开关变频器紧急停止4

30、I0.3复位开关变频器错误复位5I0.4反转开关变频器反转运行6I0.5减速开关变频器减速运行7I0.6加速开关变频器加速运行8I0.7全速开关变频器全速运行9I1.0归零开关变频器频率归零变频开环调速外部接线如图3.3所示。图2.3 变频开环调速外部接线图2.3.2 数字量方式多段速控制在MM420变频器通过数字量的输入DIN1、DIN2、DIN3不同的组合方式可实现七种不同的输出频率，从而实现多段速的控制。变频器的参数设置如表4.4所示。 表3.4 变频器的参数设置序号变频器参数出厂值设定值功能说明32P070022选择命令源（ 由端子排输入 ）33P0701117固定频率设值（二进制编码

31、选择+ON命令） 34P07021217固定频率设值（二进制编码选择+ON命令）35P0703917固定频率设值（二进制编码选择+ON命令）36P10010.005.00固定频率137P10025.0010.00固定频率238P100310.0020.00固定频率339P100415.0025.00固定频率440P100520.0030.0固定频率541P100625.0040.00固定频率642P100730.0050.00固定频率7输入输出分配如表2.5所示。 表2.5 系统的I/O分配序号PLC地址（PLC端子）电气符号（面板端子）1I0.0K12I0.1K23I0.2K34I0.3K4

32、5Q0.0DIN16Q0.1DIN27Q0.2DIN3数字量方式多段速控制外部接线如图2.6所示。 图 2.6 外部接线图图2.6 数字量方式多段速控制外部接线图由图2.6可知通过切断开关的通断来控制PLC输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2的不同组合来控制变频器的不同的频率。2.3.3 PLC、触摸屏及变频器通信控制 此部分主要是能够在触摸屏上进行操作，通过通信方式对PLC进行控制，实现电机的速度调节。变频器参数设置如表2.7所示表2.7 变频器的参数设置序号变频器参数出厂值设定值功能说明1P0304230380电动机的额定电压( 380V )2P03053.250.35电动机的额定电流( 0

33、.35A )3P03070.750.06电动机的额定功率( 60W )4P031050.0050.00电动机的额定频率( 50Hz )5P031101430电动机的额定转速( 1430 r/min )6P100023固定频率设定7P108000电动机的最小频率( 0Hz )8P10825050.00电动机的最大频率( 50Hz )9P11201010斜坡上升时间( 10S )10P11211010斜坡下降时间( 10S )11P070022选择命令源（ 由端子排输入 ）12P0701117固定频率设值（二进制编码选择+ON命令）13P07021217固定频率设值（二进制编码选择+ON命令）14

34、P0703917固定频率设值（二进制编码选择+ON命令） 触摸屏及变频器通信控制外部接线如图2.8所示图2-8触摸屏及变频器通信控制外部接线图第三章 系统的软件设计3.1 编程软件的介绍 本系统采用的编程软件是STEP7 MicroWIN,该编程软件可以方便的在Windows环境下对PLC编程、调试、监控。使得PLC编程更加方便、快捷。 项目的组成 程序块程序块由可执行的代码和注释组成，可执行的代码由主程序(OB1)、可选的子程序和中断程序组成。代码被编译并下载到PLC。 数据块数据块由数据(变量存储器的初始值)和注释组成。数据被编译并下载到PLC。 系统块系统块用来设置系统的参数，例如存储器

35、的断电保持范围密码STOP模式时PLC的输出状态模拟量与数字量输入滤波值脉冲捕捉位等，系统模块中的信息需要下载到PLC。 符号表符号表允许程序员用符号来代替存储器的地址，符号地址便于记忆，使程序更容易理解。程序编译下载到PLC时，所有符号地址被转换为绝对地址，符号表中的信息不会下载到PLC。 状态表状态表用来观察程序执行时指定的内部变量的状态，状态表并不下载到PLC，仅仅是监控用户程序运行情况的一种工具。 交叉引用表交叉引用表列举出程序中使用的各操作数在哪一个程序块的哪一个网络中出现，以及使用它们的指令助记符。还可以查看哪些内存区域已经被使用，是作为单位使用还是作为字节使用。在运行模式下编译程

36、序时，可以查看程序当前正 在使用的跳变触点的编号。交叉引用表并不下载到PLC，程序编译成功后才能看到交叉引用表的内容。在交叉引用表中双击某操作数，可以显示出包含该操作数的那一部分程序。3.2 变频调速系统程序设计 基于PLC数字量方式多段速控制程序分析 本系统主要是通过I0.0控制系统的启动I0.1、I0.2、I0.3的通断来控制输出Q0.0、Q0.1、0.2的组合方式，经过调试得到以下的控制结果，如表所示。表3.1 系统输出指令表K1K2K3输出频率OFFOFFOFFOFFONOFFOFF固定频率1OFFONOFF固定频率2ONONOFF固定频率3OFFOFFON固定频率4ONOFFON固定

37、频率5OFFONON固定频率6ONONON固定频率7 基于PLC通信方式变频开环调速程序分析由上边的程序可知在实现通信的过程中使用了USS指令如图4.2所示。图3.2 USS指令图USS_INIT指令:被用于启用和初始化或禁止MicroMaster驱动器通讯。在使用任何其他USS协议指令之前，必须先执行USS_INIT指令，才能继续执行下一条指令。EN：输入打开时，在每次扫描时执行该指令。仅限为通讯状态的每次改动执行一次USS_INIT指令。使用边缘检测指令，以脉冲方式打开EN输入。欲改动初始化参数，执行一条新USS_INIT指令。MODE（模式）:输入值1时将端口0分配给USS协议，并启用该

38、协议；输入值0时将端口0分配给PPI，并禁止USS协议。BAUD（波特率）：将波特率设为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或。ACTIVE（激活）表示激活的驱动器。按启动按扭I0.0变频器启动，电机开始运行。变频器在运行的时候按开关I0.6，变频器提高运行频率电机转速加快。按动减速开关I0.5，变频器降低运行频率转速降低。按动反转开关I0.4，变频器先停止运行，再反方向运行。按停止开关I0.1，变频器惯性停止。变频器在出现错误时，按复位开关I0.3，清除错误信号，变频器重新运行。 PLC 触摸屏及变频器通信控制第四章 PLC系统的抗干扰设计4.1变频器的

39、干扰源在变频器的输入输出电路中，除较低次的谐波成分外，还有许多频率很高的谐波电流，这些电流除了增加输入侧的无功功率，降低功率因数以外，还将以各种方式把自己的能量传播出去，形成对其他设备的干扰信号，严重的甚至使某些设备无法正常工作。变频器干扰其他设备的根本原因是因为输入和输出电流中具有高次谐波成分。变频器的输入电流中具有很大的高次谐波成分，这些高次谐波电流除了影响功率因数外，也可能对其他设备进行干扰。由于绝大多数逆变桥都采用SPWM调制方式，其输出电压为输出占空比按正弦规律分布的系列矩形波。又由于电动机定子绕组的电感性质，其定子电流十分接近正弦波，但其中与载波频率相等的谐波分量仍较大。4.2 干

40、扰信号的传播方式 电路传导方式 通过电源网络传播。这时变频器输入电流干扰信号的主要传播方式。 通过漏电流传播。这是变频器输出侧干扰信号的主要传播方式。 感应耦合方式 电磁感应方式。这是电流干扰信号的主要传播方式。由于变频器的输入电流与输出电流中的高频成分要产生高频磁场，该磁场的高频磁力线穿过其他设备的控制线路而产生感应干扰电源。 静电感应方式。这是电压干扰信号的主要传播方式。是变频器输出的高频电压波通过线路的分布电容传播给主电路。 空中辐射方式频率很高的谐波分量具有向空中辐射电磁波的能力，从而多其他设备形成干扰。4.3主要抗干扰措施4.3.1 电源抗干扰措施 在PLC控制系统中，电源占有极重要

41、的地位。电网干扰串入PLC控制系统主要通过PLC系统的供电电源（如CPU电源、I/O电源等）、变送器供电电源与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在，对于PLC系统供电的电源，一般都采用隔离性能较好电源，而对于变送器供电的电源和PLC系统有直接电气连接的仪表的供电电源，并没受到足够的重视，虽然采取了一定的隔离措施，但普遍还不够，主要是使用的隔离变压器分布参数大，抑制干扰能力差，经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以，对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带大（如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术）的配电器，以减少PLC系统的干扰。此外，为保证电网馈点不中断，可采用在

42、线式不间断供电电源供电，提高供电的安全可靠性。并且UPS还具有较强的干扰隔离性能，是一种PLC控制系统的理想电源。4.3.2 硬件滤波及软件抗干扰措施 信号在接入计算机前，在信号线与地间并接电容，以减少共模干扰；在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。由于电磁干扰的复杂性，要根本消除迎接干扰影响是不可能的，因此在PLC控制系统的软件设计和组态时，还应在软件方面进行抗干扰处理，进一步提高系统的可靠性。常用的一些措施：数字滤波和工频整形采样，可有效消除周期性干扰；定时校正参考点电位，并采用动态零点，可有效防止电位漂移；采用信息冗余技术，设计相应的软件标志位；采用间接跳转，设置软件陷阱等提高软件结构可靠性。4.3.3 接地抗干扰措施 接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。系统接地方式有：浮地方式、直接接地方式和电容接地三种方式。对PLC控制系统而言，它属高速低电平控制装置，应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响，装置之间的信号交换频率一般都低于1MHz，所以PLC控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式