PLC实训报告变频器组态王-基于PLC及组态监控的变频器调速系统的设计.doc

天津天狮学院可编程逻辑控制器应用技术课程设计报告题 目：基于PLC及组态监控的变频器调速系统的设计专 业： 自动化 班 级： 姓 名： 指导教师： 天津天狮学院信息与自动化学院 2015 年3 月 目 录一、课程设计题目2二、课程设计目的2三、所用仪器和设备2四、所需设备及软件介绍21、西门子S7-200 PLC简介22、松下VF0型变频器简介33、组态王6.5软件简介3五、课程设计内容31、控制要求32、变频器输出曲线的要求43、总体设计思路44、组态王设置步骤55、梯形图程序及注释106、变频器参数设置117、成果展示11六、组内分工13七、总结体会13八、参考文献14九、教师评语：0一、课程设计题目基于PLC及组态监控的变频器调速系统的设计二、课程设计目的熟悉西门子S7-200硬件结构及其实验装置的结构；熟悉应用上位机实验程序设计及调试过程；熟悉组态王软件的使用；熟悉变频器的原理及使用；编写PLC程序，控制变频器输出信号，使得电动机按照给定曲线频率转动。三、所用仪器和设备n 三相异步电动机 1台n 变频器控制实验箱 1台n 西门子S7-200PLC（CPU226） 1台n 模拟量模块EM235 1块n 计算机 1台n 连接导线 若干四、所需设备及软件介绍1、西门子S7-200 PLC简介SIMATICS7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性价比。S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械。 S7-200系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性、极丰富的指令集、易于掌握、便捷的操作、丰富的内置集成功能、实时特性、强劲的通讯能力、丰富的扩展模块。S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供您使用。我们使用的是CPU226。-集成的24V负载电源：可直接连接到传感器和变送器（执行器），CPU226输出400mA。可用作负载电源。-CPU226具有24个输入点和16个输出点。-允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。-CPU224/226具有6个高速计数器（30KHz）-CPU222/224/226可方便地用数字量和模拟量扩展模块进行扩展。可使用仿真器（选件）对本机输入信号进行仿真，用于调试用户程序。-CPU226还具有脉冲输出2路高频率脉冲输出（最大20KHz），用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。-实时时钟，为信息加注时间标记，记录机器运行时间或对过程进行时间控制。EEPROM存储器模块（选件）。-电池模块用于长时间数据后备。用户数据（如标志位状态，数据块，定时器，计数器）可通过内部的超级电容存贮大约5天。选用电池模块能延长存贮时间到200。电池模块插在存储器模块的卡槽中。2、松下VF0型变频器简介松下VF0型变频器具有小巧、操作简单，可由PLC直接调节频率的小型产品。1、小巧：为了满足各类机器小型化的需要，我们实现了同类产品中最小型化；体积仅是我公司过去产品的4056； 2、操作简单：采用了新设计的调频电位器，使调频操作简单轻松；而且用操作盘就可容易地操作正转/反转； 3、可由PLC直接调节频率：可直接接收PLC的PWM信号并可控制电动机频率；同时可与我公司PLC（FP0等）配套使用，无需模拟I/O单元； 4、功能齐全的小型产品：8段速控制制动功能；再试功能；根据外部SW调整频率增减和记忆功能；再生制动功能的充实；400V系列型：内置制动电路；200V系列型：内置0.4-1.5kW电阻；0.2kW电路没有制动电阻；0.4kW是外部设置的同包装电阻；3、组态王6.5软件简介组态王6.5是运行于Microsoft Windows 98/2000/XP，中文平台的中文界面的人机界面软件，采用了多线程、COM+组件等新技术，实现了实时多任务，软件运行稳定可靠。组态王6.5软件由工程浏览器、工程管理器和画面运行系统三部分组成。在工程浏览器中，您可以查看工程的各个组成部分，也可以完成数据库的构造、定义外部设备等工作；工程管理器内嵌画面管理系统用于新工程的创建和已有工程的管理。画面的开发和运行由工程浏览器调用画面制作系统TOUCHMAK和工程运行系统TOUCHVEW来完成的。五、课程设计内容1、控制要求n 用PLC进行程序设计，并使用EM235模拟块输出模拟信号；n 采用模拟量输入方式控制变频器，从而实现变频调速的目标；n 要求变频器的输出频率按照课程设计的要求曲线变化(每组一图)；n 变频器的工作方式需手动设置（参数），其工作过程由PLC进行控制；n 需用组态王监控变频器的工作过程。2、变频器输出曲线的要求图1 变频器输出曲线3、总体设计思路系统主要由三个部分构成，即可编程逻辑控制器件PLC、变频器和电机。首先，通过设置给定输入给PLC，即通过PPI将梯形图程序从电脑上下载到PLC中，再通过PLC的模拟量输出口控制变频器，（如下图中的M0、V0输入到变频器的2、3），PLC的输出端Q0.0连接到变频器的5，控制电机的运行和停止，再经由变频器来控制电机，从而实现调速。图2 整体外部接线电路图4、组态王设置步骤 (1)进入组态王界面。图3 进入组态王新建工程（2）组态王界面设定完毕。图4 新建完成，设置新建工程为主工程（3）双击进入工程图5 双击进入主工程（4）选择西门子品牌，S7-200系列的PPI接口图6 设置配置向导，生产厂家、设备名称、通讯方式（5） 进行设备配置图7 进行设置配置（6）设置新的设备COM3图8 设置COM3（7）对新的设备COM3进行配置图9 设置COM3的详细参数（8）设置完成图10 设置完成（9）进入监控系统图11 进入监控系统5、梯形图程序及注释图7 PLC程序图6、变频器参数设置选择运行指令P08设定数据2外控 共用端子操作面板有复位功能频率设定信号P09设定数据4外控 010V电压信号端子NO2、37、成果展示（1）实际接线图图8 PLC外部接线图图9 变频器接线图图10 电机接线图（2）设计结果与要求曲线对比图图11变频器输出要求曲线图12 实际曲线六、组内分工谷世达、严松煜：设计梯形程序图。贺一伦、俎磊：编写实训报告，梯形图绘画。7、 总结体会通过这次课程设计，让我们受益匪浅。在课程设计期间通过与同学们之间的交流和老师的指导，使我们学到了不少知识。除了学会了西门子S7-200的基本知识，并掌握了S7-200的工作原理和一些指令的功能以外，还掌握了变频器的使用方法，并且深化了对PLC的理解。在这次课程设计中，最重要的就是要有自学能力，因为这次实训中部分知识是我们之前没有接触过的，所以必须学会查找相关的资料。另外就是遇到实际问题的时候，要认真思考，运用所学的知识一步一步的解决遇到的问题。比如说，刚开始编写程序的时候，没有上升的这个过程，而是直接从0到了最后设定的值，后来经过组里的讨论，在添加的上升沿后就解决了这个问题。下降的时候也是同样的问题，在加了下降沿后问题也就迎刃而解了。还有就是在运用组态王调试的时候，曲线总是和要求曲线不符，最后发现时组态王这个软件的原因，当连续进行两次的时候，出来的图像就比较相近。虽然我们做的东西不太难，但是在设计的过程中学到了我们书本上没有的知识。只有理论，没有结合实际是很难做出东西的。所以学好专业的基础下，很好的与实际结合起来才是真正的成功。八、参考文献 1 王毓银. 数字电路逻辑设计（第2版）M. 北京：高等教育出版社.2006年1月.2 翟亚东. 变频器