PLC课程设计书

1、 PLC课程设计说明书设计题目：异步电动机变频调速系统的PLC控制 学院：机电工程学院 姓名：黄志武 学号： 班级：机电092 摘要可编程控制器（Programmable Controller)是计算器家中的一员，是为工业控制应用而设计的，早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller)，简称PLC.它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC.但是为了避免与个人计算机（Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器称作PLC.采

2、用机电合一的组合方式便与普通机类或电类技术人员维修，但由于使用的电气元件体积大.触点多.故障率大，因此，运行的可靠性较低。随着PLC技术的发展，使用PLC进行电机的运行控制已经成为必然趋势。关键词：可变控制器 PLC 电机 变频调速 引言在实现异步电动机的变频调速的过程中，常采用计算机或单片机，这就要求用户有较高的计算机水平，可编程控制器是一种常用工业数控手段。PLC采用与继电器控制线路图非常阶梯形图作为编程语言，它有继电器电路清新直观的容易开发程序改变也十分容易，对用户的计算机几乎没什么要求。在使用环境要求不太高的情况下，用PLC实现异步电机的变频调速，不但技术上可行，而且成本也低廉，易于推

3、广。 目录第一章 设计任务书第二章 系统设计步骤第三章 变频器设置第四章 变频器接线图第五章 PLC接线图第六章 设计小结第七章 参考文献第八章 附录(程序表 梯形图） 第一章 设计任务书设计题目：异步电动机变频调速系统的PLC控制目的意义：综合运用并巩固所学机电一体化设计知识；采用编程的方法实现异步电动机变频调速系统设计设计内容：1、变频器：采用松下VF0超小型变频器2、要求输出转速按下图（见附图）函数变化，请编写梯形图控制程序，并完成调试。第2章 系统设计步骤 2.1 PLC与变频器接线 输入： 启动：INPUT00接P01 停止：INPUT01接P02输出： 变频器5（运行/停止）接OU

4、TPUT00 ：低电平有效 变频器6（正转/反转）接OUTPUT01 ：低电平有效 变频器7（SW1）接OUTPUT02 ：低电平有效 变频器8（SW2）接OUTPUT03 ：低电平有效 变频器9（SW3）接OUTPUT04 ：低电平有效为实现低电平控制，从PLC控制箱中，寻找+24V端子，由于PLC的COM端子与+24V电源端子短接，可以将变频器3管脚接PLC的COM端口，其他管脚由PLC的输出端控制。当PLC端子存在输出时，输出端子被接到+24V电源端，从而实现与COM端子短接的目的。2.2 I/O分配表2.2输入输出ST120000SW1接触器01002ST201000SW2接触器010

5、03ST301001SW3接触器01004启动按钮00000停止按钮000012.3 变频器的基本知识变频器的它由主电路（包括整流器、中间直流环节、逆变器）和控制电路组成。1整流器：整流器的作用是把三相或单相交流电变成直流电。2 中间直流环节：由于逆变器的负载为电动机，属于感应负载，其功率因数总不会为一，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，这种无功能量需要考中间直流环节的储能原件来缓冲。3 逆变器：最常用的逆变器是三相桥式逆变电路，有规律的控制逆变器中主开关元器件的通与断，可以得到任意频率的三相交流电输出。4 控制电路：控制电路通常由运算电路、检测电路、控制信号的输入、输出电

6、路和驱动电路等构成。其主要任务是完成对逆变器的开关控制，对整流的电压控制以及完成各种保护功能等。控制方法可以采用模拟控制或数字控制。高性能的变频器目前已经采用微机进行全数字控制，采用尽可能简单的硬件电路，主要靠软件来完成各种功能。由于软件的灵活性，数字控制方式常可以完成模拟控制方式难以完成的功能。 2.4 变频器的选择和参数设置 2.4.1 变频器的选择正确选择通用型变频器对于传动系统能够正常运行时至关重要的，首先要明确使用通用变频器的目的，按照生产机械的类型、调速范围、速度响应和控制精度、启动转矩等要求，充分了解变频器所驱动负载特性，决定采用什么功能的通用变频器构成控制系统，然后决定选用哪种

7、控制方式最合适。所选用的通用变频器应是既满足生产工艺要求，又要在技术经济指标上合理。若对通用变频器选型、系统设计及使用不当，往往会使通用变频器不能正常的运行、达不到预期目标，甚至引发设备故障，造成不必要的损失。另外，为了确保通用变频器长期可靠的运行，变频器的地线的连接也是非常重要的。变频器在调速系统中的优点：1控制电机的启动电流；2降低电力线路的电压波动；3启动时需要的功率更低；4可控的加速功能；5可调的运行速度；6可调的转矩极限；7受控的停止方式；8节能；9可逆运行控制；10减少机械传动部件。 2.4.2 变频调速原理变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。 n=60f(1

8、-s)/p对于成品电机，其磁极对数p已经确定，转差率s变化不大，故电机的转速n与电源的频率f成正比，因此改变输入电源的频率就可以改变电机的同步转速，进而达到异步电机的调试目的。 2.4.3 变频器的工作原理变频器的工作原理是把市电（380V 、50Hz）通过整流器变成平滑直流，然后利用半导体器件（GTO、GTR或IGBT）组成的三相逆变器，将直流电变成可变电压和可变频率的交流电。 第三章 变频器设置 3.1 变频器的设定方法3.2 变频器操作面板的说明关键参数为P8：外控方式 P8 = 2 % 共用端子3；无操作面板复位功能；5：On/Off运行/停止；6：On/Off反转/正转P9：第一速度

9、对应频率 P9 = 0P32：第二速度对应频率 P32 = 15 P33：第三速度对应频率 P33 = 20 P34：第四速度对应频率 P34 = 25 P35：第五速度对应频率 P35 = 30 P36：第六速度对应频率 P36 = 35 P37：第七速度对应频率 P37 = 40 P38：第八速度对应频率 P38 = 45第四章 变频器接线图4.1 主电路接线方法4.2 控制电路接线方法第五章 PLC接线图输入： 变频器5（运行/停止）接OUTPUT00 ：低电平有效 变频器6（正转/反转）接OUTPUT01 ：低电平有效 变频器7（SW1）接OUTPUT02 ：低电平有效 变频器8（SW

10、2）接OUTPUT03 ：低电平有效 变频器9（SW3）接OUTPUT04 ：低电平有效为实现低电平控制，从PLC控制箱中，寻找+24V端子，由于PLC的COM端子与+24V电源端子短接，可以将变频器3管脚接PLC的COM端口，其他管脚由PLC的输出端控制。输出：将COM节220V电压，中间加个熔断器起保护作用。 将1000接电机，使其运行。第六章 设计小结通过这次的课程设计，让我受益匪浅。在课程设计期间通过与同学们之间的交流和老师的指导，使自己学到了不少知识。除了学会了西门子S7200 的基本知识，并掌握了S7200的工作原理和一些指令的功能以外，还掌握了传感器和变频器的使用方法，并且深化了

11、我对PID控制技术的理解。在这次课程设计中我觉得最重要的就是要有自学能力，因为这次实训中有部分知识我们之前还没有接触过，所以自己必须学会查找相关的资料。另外就是在遇到实际问题的时候，要认真思考，运用所学的知识，一步一步的去探索，是完全可以解决遇到的一般问题的。而在这次设计程序的过程中，我一开始时走了很多弯路，这也是自己的知识不够扎实的原因。不过经过自己几天的努力，最后还是做了出来，而且还做得挺不错的。虽然我们设计的东西并不难，但是在设计的过程中我学到了书本上所没有学到的东西。只有理论，没有结合实际是很难做出东西的。比如在调试的过程中，遇到问题往往是书本上的知识不能直接的解决的，只要在扎实的专业

12、知识的前提下，我们才能把东西做好。经过这次的课程设计，让我深深的感受到理论联系实践的重要性，平时在学习中不能够透彻理解的知识，通过动手，会有更好的认知。本次课程设计虽然不长，但是它给我们带来了很多收获。它使我意识到自己的操作能力的不足，在理论上还存在很多缺陷。所以在以后的学习生活中，我会更加努力地加强理论联系实践的学习，在努力学好专业知识的同时努力加强自己的专业技能方面的能力，使自己的知识在实践中不断增长，在实践中锻炼自己，培养自己各方面的能力，不断提高自己的能力。第七章 参考文献1 林小峰.可编程控制器原理及应用.北京：高等教育出版社，19942 田瑞庭.可编程控制器应用技术.北京：机械工业

13、出版社，19943 张万忠.可编程控制器应用技术.北京：化学工业出版社，2001.124 于庆广.可编程控制器原理及系统设计.北京：清华大学出版社.20045可编程序控制器原理及应用 赵金荣 叶 真编 上海应用技术学院6可编程序控制器应用指南 易传禄主编 上海科普出版社7可编程序控制器（PC）原理与应用 朱绍祥主编 上海交大出版社 8可编程序控制器教程 王兆义主编 机械工业出版社9工厂电气控制技术 方承远主编 机械工业出版社 10可编程序控制器原理及应用 钟肇新 彭 侃编 华南理工大学出版社 11现代电气及可编程技术 王永华主编 北京航空航天大学出版社12电气与可编程序控制器技术 汤以范主编

14、机械工业出版社13PLC编程及应用 廖常初主编 机械工业出版社14 机电传动与控制第四版15电子技术 高等教育出版社16可编程序控制器原理、应用、网络（第二版） 华中科技大学出版社第八章 附录LD 00000OR 20000AND NOT 00001OUT 20000OUT 10000OUT 10001LD 20000AND NOT TIM014TIM 000 #50AND TIM000 TIM 001 #50AND TIM 001 TIM 002 #50AND TIM 002 TIM 003 #50AND TIM 003 TIM 004 #50AND TIM 004 TIM 005 #50A

15、ND TIM 005 TIM 006 #50AND TIM 006 TIM 007 #50AND TIM 007 TIM 008 #50AND TIM 008 TIM 009 #50AND TIM 009 TIM 010 #50AND TIM 010 TIM 011 #50AND TIM 011 TIM 012 #50AND TIM 012 TIM 013 #50AND TIM 013 TIM 014 #50LD TIM000AND NOT TIM001 LD TIM002AND NOT TIM003OR LD LD TIM004AND NOT TIM005OR LD LD TIM006AND NO