堂练习LC控制—车辆制造自动化程群PPT课件.ppt

项目五PLC综合系统设计任务二自动线传送带多段速运行PLC系统设计 1 知识目标 能力目标 素质目标 1 能熟练运用PLC的基本指令和应用指令编写PLC程序 并写入PLC进行综合调试运行 2 学会运用PLC知识解决实际工程问题的能力 3 通过学习 提高编程技巧 1 培养学生团队协作精神 诚信意识 2 通过讨论 答辩 汇报等 培养学生的表达与沟通能力 3 提高拓展学习模块 课外 培养创新思维能力和主动学习的能力 一 任务目标 1 熟悉变频器工作原理 操作方法 2 掌握变频器常用参数及设置方法 3 掌握用PLC控制变频器的接线与编程 4 掌握PLC控制系统的设计原则和设计步骤 学会运用PLC设计复杂电气控制系统的方法 2 二 任务导入 在汽车制造自动化生产线传送带上 传送带的运行速度速度并不是单一不变的 而是根据各个工位完成情况来运行 传送带的运动是依靠电机的转动来实现 传送带的运行速度快慢主要是依靠变频器和PLC的控制来完成 这种多段速的控制是如何实现的 这就是我们本次课要介绍和解决的内容 3 控制要求 用PLC和变频器控制交流电动机工作 实现交流电动机的多段速度运行 交流电动机运行转速变化如下图所示 4 1 根据交流电动机运行转速变化的情况 实现控制系统的单周期自动运行方式 要求按下启动按钮 交流电动机以n1启动 按照运行时间自行切换转速 直至n5结束 在运行的任何时刻 都可以通过按下停止按钮使电动机减速停止 各挡速度 加速度及运行时间见下表 2 利用 单速运行 调整 自动运行 选择开关 可以实现单独选择任一挡速度保持恒定运行 按下启动按钮启动恒速运行 按下停止按钮 恒速运行停止 旋转方向都为正转 3 为了检修或调整方便 系统设有 点进 和 点退 功能 选择开关位于 单速运行 调整 挡 电动机选用n1转速运行 任务分析 5 三 知识学习 一 变频器的分类 1 按变频的原理分类可分为交 交变频器和交 直 交变频器两种形式 后者使用更多 其原理图如下图所示 单一交 交变频器原理图 6 三 知识学习 交 直 交变频器的基本组成如下图示 交 直 交变频器的基本组成 7 三 知识学习 2 按变频器的用途分类可分为通用变频器和专用变频器 通用变频器的特点是其通用性 随着变频技术的发展和市场需要的不断扩大 通用变频器也在朝着两个方向发展 一是低成本的简易型通用变频器 二是高性能的多功能通用变频器 专用变频器包括用在超精密机械加工中的高速电动机驱动的高频变频器 以及大容量 高电压的高压变频器 8 三相异步电动机的变频调速必须按照一定的规律同时改变其定子电压和频率 即必须通过变频器获得电压和频率均可调节的供电电源 二 基本调速原理 9 1 输入侧的额定值主要是电压和相数在我国的中小容量变频器中 输入电压的额定值有以下几种 380 400V 50Hz 200 230V 50Hz或60Hz 2 输出侧的额定值 1 输出电压UN输出额定电压是指输出电压中的最大值 在大多数情况下 它就是输出频率等于电动机额定频率时的输出电压值 通常 输出电压的额定值总是和输入电压相等的 2 输出电流IN输出额定电流是指允许长时间输出的最大电流 是用户在选择变频器时的主要依据 三 变频器的额定值和频率指标 10 3 输出容量 kVA SN 4 配用电动机容量 kW PN变频器说明书中规定的配用电动机容量 仅适合于长期连续负载 5 过载能力3 频率指标 1 频率范围 2 频率精度 3 频率分辨率 三 变频器的额定值和频率指标 11 四 变频器的型号说明 12 1 输出频率范围 Pr 1 Pr 2 Pr 18 2 多段速度运行 Pr 4 Pr 5 Pr 6 Pr 24 Pr 27 3 加减速时间 Pr 7 Pr 8 Pr 20 4 电子过电流保护 Pr 9 5 启动频率 Pr 13 6 适用负荷选择 Pr 14 7 点动运行 Pr 15 Pr 16 8 参数写入禁止选择 Pr 77 9 操作模式选择 Pr 79 五 变频器的基本参数 13 六 变频器的主接线 14 七 变频器的操作面板 15 1 PU显示模式在PU显示模式下 按MODE键可改变PU显示模式 2 监视模式3 频率设定模式4 参数设定模式5 操作模式 八 变频器的基本操作 16 变频器的基本操作示例 17 九 变频器的外部端子 18 思路电动机的5段速运行可采用变频器的多段运行来控制 变频器的多段运行信号通过PLC的输出端子来提供 即通过PLC控制变频器的RL RM RH STR STF端子与SD端子的通和断 将P79设为3 采用操作面板PU与外部信号的组合控制 用操作面板PU设定运行频率 用外部端子控制电动机的起动 停止 四 任务实施 19 根据对控制要求的分析 这个控制系统的输入有控制系统启动按钮 控制系统停止按钮 点进按钮 点退按钮 五段速度设置开关及 单速运行 调整 自动运行 的功能选择开关共10个输入点 输出有电动机正转选择 电动机反转选择及多段速度选择 3个点 共5个点 选择型号为FX2N 32MR的PLC 该模块采用交流220V供电 I O点数各为16点 可满足控制要求 且留有一定的裕量 一 PLC的选择及I O口分配 20 根据系统的控制要求 设计思路和变频器的设定参数 PLC的输入 输出分配如下表 21 变频器选用三菱小型变频器FR S540 0 75 CH R 变频器的L1 N接入220V外部输入交流电 U V W接负载电动机 多段速度设定情况见下表 由于系统要求实现电动机的正 反转控制及多段速度控制 因此将变频器正 反转输入端及多段速度控制端分别与PLC各输出点相连就可以实现各种速度的控制 二 变频器选型 22 上限频率Pr 1 50Hz 下限频率Pr 2 0Hz 基底频率Pr 3 50Hz 加速时间Pr 7 1 5s 减速时间Pr 8 1s 电子过电流保护Pr 9等于电动机的额定电流 操作模式选择 外部 Pr 79 2 多段速度设定 1速 Pr 4 10Hz 多段速度设定 2速 Pr 5 15Hz 多段速度设定 3速 Pr 6 30Hz 多段速度设定 4速 Pr 24 45Hz 多段速度设定 5速 Pr 25 5Hz 三 变频器参数设置 23 四 硬件接线 24 2019 12 28 25 五 编程 26 27 28 中间继电器M0表示启动信号 M1 M5表示5种速度状态 在自动控制中 各个速度的转换是通过定时器的常开触点完成的 在每一种速度的恒速运行中 启动信号由选择开关X15的状态 多段速度开关X1 X5的任一状态及启动按钮决定 在点动控制中 通过点进按钮X6和选择开关X15的状态选择电动机点进的转速和方向 通过点退开关X7和选择开关X15的状态选择电动机点退的转速和方向 六 程序说明 29 实践操作 七 实践操作 操作步骤 1 先给变频器上电 按上述变频器的设定参数值进行变频器的参数设定 2 输入PLC梯形图程序 通过编程软件正确输入计算机中 并将PLC程序文件下载到PLC中 3 PLC模拟调试 当接线图正确连接好输入设备 按钮SB1 SB2 进行PLC的模拟调试 观察PLC的输出指示灯是否按要求指示 按下起动按钮SB1 PLC输出指示灯Y0 Y1亮 5s后Y1灭 Y0 Y2亮 再过5s后Y2灭 Y0 Y3亮 再过5s后Y1灭 Y0 Y2 Y3亮 再过5s后Y2灭 Y0 Y1 Y3亮 再过5s后Y3灭 Y0 Y1 Y2亮 再过5s后Y0 Y1 Y2 Y3亮 任何时候按下停止按钮SB2 Y0 Y3都熄灭 Y4闪一下 若输出有误 检查并修改程序 直至指示正确 操作任务 用PLC和变频器控制交流电动机工作 实现交流电动机的5段速度运行 交流电动机运行转速变化如下图所示 30 实践操作 七 实践操作 4 空载调试 将PLC与变频器连接好 但不接电动机 进行PLC 变频器的空载调试 通过变频器的操作面板观察变频器的输出频率是否符合要求 即按下起动按钮SB1 变频器输出10Hz 5s后输出20Hz 以后分别以5s的间隔输出25Hz 30Hz 35Hz 40Hz 45Hz 任何时候按下停止按钮SB2 变频器在2s内减速至停止 若变频器的输出频率不符合要求 检查变频器参数 PLC程序 直至变频器按要求运行 31 实践操作 七 实践操作 5 系统调试 系统接线图正确连接好全部设备 进行系统调试 观察电动机能否按控制要求运行 即按下起动按钮SB1 电动机以10Hz速度运行 5s后转为20Hz速度运行 以后分别以5s的间隔转为25Hz 30Hz 35Hz 40Hz 45Hz的速度运行 任何时候按下停止按钮SB1 电动机在2s内减速至停止 否则 检查系统接线 变频器参数 PLC程序 直至电动机按控制要求运行 32 一 起动频率 P13 P13为变频器的起动频率 即当起动信号为ON时的开始频率 如果设定变频器的运行频率小于P13的设定值时 则变频器将不能起动 注意 当P2的设定值高于P13的设定值时 即使设定的运行频率小于P2的设定值 只要起动信号为ON 电动机都以P2的设定值运行 当P2的设定值小于P13的设定值时 若设定的运行频率小于P13的设定值 即使起动信号为ON 电动机也不运行 若设定的运行频率大于P13的设定值 只要起动信号为ON 电动机就开始运行 五 任务拓展 33 二 适用负荷选择 P14 P14用于选择与负载特性最适宜的输出特性 V F特性 根据用途 负荷特性 选择输出频率和输出电压的形式 当P14 0时 适用恒转矩负载 即从低速到高速需要比较大转矩的情况 如运输机械 当P14 1时 适用低减转矩负载 风机 水泵类的低速时转矩小的情况 当P14 2时 适用升降负载 反转时转矩提升为0 当P14 3时 适用升降负载 正转时转矩提升为0 34 三 参数写入禁止选择 P77 P77用于参数写入与禁止的选择 当P77 0时 仅在PU操作模式下 变频器处于停止时才能写入参数 当P77 1时 除P75 P77 P79外不可写入参数 当P77 2时 即使变频器处于运行也能写入参数 注意 有些变频器的部分参数在任何时候都可以设定 35 四 PLC控制系统设计的原则与步骤 1 原则1 满足被控对象的控制要求考虑将来发展的需要 PLC选用功能较强的新品 并留有适当的余量 2 系统安全 可靠3 尽可能简单 经济 使用与维修方便4 具有高的性能价格比 36 2 PLC控制系统设计的步骤 37 五 PLC机型选择 I O相应时间的选择 联网通信的选择 PLC电源的选择 I O点数及I O接口设备的选择 存储容量的选择 38 输入器件 指连接到PLC输入接线端子用于产生输入信号的器件 分类 主令器件 检测器件 有源触点输入器件 无源触点输入器件 输入信号 模拟信号 数字信号 开关信号 六 输入设备的选择 按钮 选择开关 数字开关 行程开关 接近开关 光电开关 继电器触点 接触器辅助触点 行程开关 接近开关 光电开关 继电器触点 接触器辅助触点 行程开关 接近开关 光电开关 继电器触点 接触器辅助触点 压力传感器 温度传感器 数字开关 按钮 转换开关 形成开关 触点 39 输出器件 指连接到PLC输出接线端子用于执行程序运行结果的器件 分类 驱动负载 显示负载 输出端口 继电器输出 晶体管输出 晶闸管输出 接触器 继电器 电磁阀 七 输出设备的选择 指示灯 数字显示装置 电铃 蜂鸣器 交直流负载 直流负载 交流负载 40 实践操作 想一想 端口应如何分配 变频器参数如何设定 程序怎么编制 操作任务 用PLC和变频器控制交流电动机工作 实现交流电动机的7段速度运行 六 课堂练习 41 1 变频器的参数设定 1 上限频率P1 50Hz 2 下限频率P2 0Hz 3 基波频率P3 50Hz 4 加速时间P7 2 5s 5 减速时间P8 2 5s 6 电子过电流保护P9设为电动机的额定电流 7 操作模式选择 组合 P79 3 8 多段速度设定 1速 P4 10Hz 9 多段速度设定 2速 P5 20Hz 10 多段速度设定 3速 P6 25Hz 42 1 变频器的参数设定 11 多段速度设定 4速 P24 30Hz 12 多段速度设定 5速 P25 35Hz 13 多段速度设定 6速 P26 40Hz 14 多段速度设定 7速 P27 45Hz 15 将STR端子功能选择设为 复位 RES 功能 即P63 10 43 2 PLC的I O分配 根据系统的控制要求 设计思路和变频器的设定参数 PLC的输入 输出分配