毕业设计精品]PLC控制变频调速系统设计与调试.doc

西门子PLC课程设计专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：设计题目：PLC控制变频调速系统设计与调试设计报告格式20分设计内容60分10分10分总计得分封面3页面布局5目录格式3图表质量4间距、行距、字体6工艺过程分析8系统控制要求8I/O分配5设备选型5电气原理图系统程序设计10动手实践能力10总印象评分10主电路8控制电路8外围接线图8目录第一章绪论.1第二章课程设计内容.22.1设计要求.22.2设计任务和目的.22.3系统控制求.22.4控制系统的I/O点.3第三章总体设计方案.43.1选择机型.43.2系统控制结构.43.2.1系统主电路图.43.2.2系统控制电路图.43.2.2系统外围接线图.43.3设计步骤.53.4系统流程框图.6第四章硬件部分设计.74.1输出规格.74.2标度变换.74.3变频器参数设置表.7第五章软件部分设计.85.1程序的主体.85.1.1控制主程序.85.1.20-20秒上升子程序.。.95.1.33O-40秒下降子程序.105.1.460-65秒下降子程序.10第六章调试过程和结果.126.1调试过程.126.2调试结果.12第七章心得体会.13第八章参考文献.14西门子PLC课程设计：PLC控制变频调速系统设计与调试1第一章绪论可编程控制器（PLC）是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发出来的，现已广泛应用于工业控制的各个领域。它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。如今，PLC在我国各个工业领域中的应用越来越广泛。在就业竞争日益激烈的今天，掌握PLC设计和应用是从事工业控制研发技术人员必须掌握的一门专业技术。任何生产机械电气控制系统的设计，都包括两个基本方面：一个是满足生产机械和工艺的各种控制要求，另一个是满足电气控制系统本身的制造、使用以及维修的需要。因此，电气控制系统设计包括原理设计和工艺设计两个方面。前者决定一台设备使用效能和自动化程度，即决定着生产机械设备的先进性、合理性，而后者决定着电气控制设备生产可行性、经济性、外观和维修等方面的性能。在现代控制设备中，机-电、液-电、气-电配合得越来越密切，虽然生产机械的种类繁多，其电气控制设备也各不相同，但电气控制系统的设计原则和设计方法基本相同。在最大限度满足生产设备和生产工艺对电气控制系统要求的前提下，力求运行安全、可靠，动作准确，结果简单、经济，电动机及电气元件选用合理，操作、安装、调试和维修方便。要完成好电气控制系统的设计系统，除要求我们掌握必要的电气设计基础知识外，还要求我们必须经过反复实践，深入生产现场，将我们所学的理论知识和积累的经验技术应用到设计中来。本次课程设计正是本着这一目的而着手实施的实践性环节，它是一项初步的模拟工程训练。通过这次课程设计，我感到更深地了解一般电气控制系统的设计要求、设计内容和设计方法。西门子PLC课程设计：PLC控制变频调速系统设计与调试2第二章课程设计内容2.1设计要求1.确定控制方案，选择PLC和变频器。2.画出电气控制线路原理图。3.设计程序4.完成PLC控制系统梯形图软件及其语句表的编制任务。5.在实验室条件下，通过试验调试初步验证其程序的正确性。2.2设计任务和目的1.了解PLC控制变频调速系统。2.了解S7-200系列CPU加MM440变频器参数设置。3.了解电气控制系统设计的基本原则、内容与一般步骤。4.掌握PLC控制变频调速系统调试基本过程及方法。2.3系统控制要求1.变频调速器受010V输入电压控制；0V输出频率为0HZ，对应同步转速为0r/min；5V输出频率为50HZ，对应同步转速为1500r/min；10V输出频率为100HZ，对应同步转速为3000r/min；输入电压与输出频率按线性关系变化。2.要求输出转速按函数变化，请编写梯形图控制程序，并完成调试。图2.3转速与时间的函数关系西门子PLC课程设计：PLC控制变频调速系统设计与调试33.改变输出转速时间的变化函数，重复上述过程.2.4控制系统的I/0点图2.4控制系统I/0分配图西门子PLC课程设计：PLC控制变频调速系统设计与调试4第三章总体设计方案本次设计是实现控制变频调速系统，选用PLC和变频器的组合可完成数字量的输入，实现模拟量和数字量的输出控制。可以通过对频率的调节来实现对速度的控制，使得速度变化更加平滑和实现精确调速。3.1选择机型本次设计采用西门子S7-200系列PLC进行控制，从以上分析可以知道，该系统只需开关量输入点2个，模拟量输出点1个。参照西门子S7-200产品目录及市场实际价格，选用主机为CPU224XP(2个模拟量输入，1个模拟量输出)，本系统变频器采用西门子MM440通用变频器。3.2系统控制结构由PLC和变频器组成的控制系统，开关量输入端由两输入，开始与停止按钮；PLC输出端是从010V的模拟量作为变频器的输入。实现如下控制：0V输出频率为0Hz，对应同步转速为0r/min；5V输出频率为50Hz，对应同步转速为1500r/min；7.5V输出频率为75HZ,对应同步转速为2250r/min；10V输出频率为100Hz，对应同步转速为3000r/min。3.2.1系统主电路图图3.3.1系统主电路图3.2.2系统控制电路图西门子PLC课程设计：PLC控制变频调速系统设计与调试5图3.3.2系统控制电路图3.2.3系统外围接线图图3.2.3外围接线图3.3设计步骤(1)使用PLC的两个输入点I0.0和I0.1分别作为系统的启动和停止信号的输入点；(2)使用PLC的一个模拟量输出点AQWO作为使电机正转启动的输出信号，接到MM440变频器的AIN1+，AIN1-端子上；(3)调节变频器使其输出频率受模拟量输入电压控制；西门子PLC课程设计：PLC控制变频调速系统设计与调试6(4)然后编制输出按时间函数循环的梯形图程序；(5)最后调试并运行。3.4系统流程框图图4.5系统流程框图西门子PLC课程设计：PLC控制变频调速系统设计与调试7第四章硬件部分设计4.1输出规格图4.1输出规格图如果设置值超过下面提供的规定，将发生输出设置错误，并将输出有输出保持功能规定的输出量。根据设计要求选取输出范围:010V.4.2标度变换输出范围:010V所对应的十进制数为:0000032000标度变换公式：V=AIWO/32004.3变频器参数设置表图4.3变频器参数设置图