畢業(yè)設計（論文）多段速PLC控制系統(tǒng)設計

1、1 引言1.1 論文研究的背景及意義在現(xiàn)代工業(yè)社會中許多機械由于工藝需要，要求對電動機調(diào)速。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和成熟，交流電動機的應用越來越廣泛，采用變頻調(diào)速能夠更好的提高生產(chǎn)機械的控制精度、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化，和工作經(jīng)濟的需要.使交流拖動系統(tǒng)具有優(yōu)良的控制性能，而且在許多生產(chǎn)場合具有顯著的節(jié)能效果，交流調(diào)速正逐步取代直流調(diào)速，往往需要進行是失量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制，來滿足各種工藝要求1。近年來，隨著大功率電力晶體管和計算機控制技術(shù)的發(fā)展，變頻器被廣泛應用于三相交流異步電動機的調(diào)速、節(jié)能改造、改善生產(chǎn)工藝等。異步電動機調(diào)速的基本途徑有：改變電動機的極對數(shù)p（即變極

2、調(diào)速）、改變電動機的轉(zhuǎn)差率s（即變轉(zhuǎn)差率調(diào)速）和改變電動機的電源頻率f1（即變頻調(diào)速）。本文是針對變頻調(diào)速的設計，采用變頻對異步電動機進行調(diào)速，具有調(diào)速范圍廣、靜態(tài)穩(wěn)定性好、運行效率高、使用方便、可靠性高、經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)點2。1.2 多段速的應用現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，在不同場合下要求生產(chǎn)機械采用不同的速度進行工作，以保證生產(chǎn)機械的合理運行，并提高產(chǎn)品的質(zhì)量。改變生產(chǎn)機械的速度就是調(diào)速。如金屬切削機械在進行精加工時，為提高工件的表面光潔度而需要提高切削速度，對鼓風機和泵類負載，用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量的方法，比通過閥門來調(diào)節(jié)的方法更要節(jié)能等等。20世紀70年代，隨著交流電動機的調(diào)速控制理論、電力電子技術(shù)

3、、以微處理為核心的全數(shù)字化控制等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，交流電動機變頻調(diào)速技術(shù)逐步成熟。目前，變頻技術(shù)的運用幾乎已經(jīng)擴展到了工業(yè)的所有領域，并且在空調(diào)、洗衣機、電冰箱等家電產(chǎn)品中也得到了廣泛的應用3。變頻調(diào)速的核心是變頻器，本設計主要針對變頻器控制電動機實現(xiàn)八段速運行作相應介紹。2 mcgs通用版組態(tài)軟件簡介計算機技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展，為工業(yè)自動化開辟了廣闊的發(fā)展空間，用戶可以方便快捷地組建優(yōu)質(zhì)高效的監(jiān)控系統(tǒng)，并且通過采用遠程監(jiān)控及診斷、雙機熱備等先進技術(shù)，使系統(tǒng)更加安全可靠，在這方面，mcgs系列（通用版、網(wǎng)絡版、嵌入版）工控組態(tài)軟件將為您提供強有力的軟件支持。2.1 mcgs組態(tài)軟件的功能和特

4、點mcgs即監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)，英文全稱為monitor and control generated system。mcgs是為工業(yè)過程控制和實時監(jiān)測領域服務的通用計算機系統(tǒng)軟件，具有功能完善、操作簡便、可視性好、可維護性強的突出特點。mcgs工控組態(tài)軟件的功能和特點可歸納如下：（1）概念簡單，易于理解和使用。普通工程人員經(jīng)過短時間的培訓就能正確掌握、快速完成多數(shù)簡單工程項目的監(jiān)控程序設計和運行操作。用戶可避開復雜的計算機軟硬件問題，集中精力解決工程本身的問題4，按照系統(tǒng)的規(guī)定，組態(tài)配置出高性能、高可靠性、高度專業(yè)化的上位機監(jiān)控系統(tǒng)。（2）功能齊全，便于方案設計。mcgs為解決工程監(jiān)控問題提供

5、了豐富多樣的手段，從設備驅(qū)動（數(shù)據(jù)采集）到數(shù)據(jù)處理、報警處理、流程控制、動畫顯示、報表輸出、曲線顯示等各個環(huán)節(jié)，均有豐富的功能組件和常用圖形庫可供選用，用戶只需根據(jù)工程作業(yè)的需要和特點，進行方案設計和組態(tài)配置，即可生成用戶應用軟件系統(tǒng)5。(3)實時性與并行處理。mcgs充分利用了windows操作平臺的多任務、按優(yōu)先級分時操作的功能，使pc機廣泛應用于工程測控領域成為可能。工程作業(yè)中，大量的數(shù)據(jù)和信息需要及時收集，即時處理，在計算機測控技術(shù)領域稱其為實時性任務關(guān)鍵任務，如數(shù)據(jù)采集、設備驅(qū)動和異常處理等6。另外許多工作則是非實時性的，或稱為非時間關(guān)鍵任務，如畫面顯示，可在主機運行周期時間內(nèi)插空進

6、行。而像打印數(shù)據(jù)一類的工作，可運行于后臺，稱為脫機作業(yè)。mcgs是真正的32位系統(tǒng)，可同時運行于microsoft windows95，98和microsoft windows nt平臺，以線程為單位進行分時并行處理。（4）建立實時數(shù)據(jù)庫，便于用戶分步組態(tài)，保證系統(tǒng)安全可靠運行。mcgs組態(tài)軟件由主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分構(gòu)成。其中的“實時數(shù)據(jù)庫”是整個系統(tǒng)的核心。在生成用戶應用系統(tǒng)時，每一部分均可分別進行組態(tài)配置，獨立建造，互不相干；而在系統(tǒng)運行過程中，各個部分都通過實時數(shù)據(jù)庫交換數(shù)據(jù)，形成互相關(guān)聯(lián)的整體7。實時數(shù)據(jù)庫是一個數(shù)據(jù)處理中心，是系統(tǒng)各個部分及其各種功

7、能性構(gòu)件的公用數(shù)據(jù)區(qū)。各個部件獨立地向?qū)崟r數(shù)據(jù)庫輸入和輸出數(shù)據(jù)，并完成自己的差錯控制。（5）設立“設備工具箱”，針對外部設備的特征，用戶從中選擇某種“構(gòu)件”，設置于設備窗口內(nèi)，賦予相關(guān)的屬性，建立系統(tǒng)與外部設備的連接關(guān)系，即可實現(xiàn)對該種設備的驅(qū)動和控制。不同的設備對應于不同的構(gòu)件，所有的設備構(gòu)件均通過實時數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系，而建立時又是相互獨立的，即對某一構(gòu)件的操作或改動，不影響其它構(gòu)件和整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，從這一意義上講，mcgs是一個“設備無關(guān)”的系統(tǒng)，用戶不必因外部設備局部改動，而影響整個系統(tǒng)。（6）“面向窗口”的設計方法，增加了可視性和可操作性。以窗口為單位，構(gòu)造用戶運行系統(tǒng)的圖形界面，使得m

8、cgs的組態(tài)工作既簡單直觀，又靈活多變。用戶可以使用系統(tǒng)的缺省構(gòu)架，也可以根據(jù)需要自己組態(tài)配置，生成各種類型和風格的圖形界面，包括dos風格的圖形界面、標準windows風格的圖形界面以及帶有動畫效果的工具條和狀態(tài)條。（7） 利用豐富的“動畫組態(tài)”功能，快速構(gòu)造各種復雜生動的動態(tài)畫面。以圖象、圖符、數(shù)據(jù)、曲線等多種形式，為操作員及時提供系統(tǒng)運行中的的狀態(tài)、品質(zhì)及異常報警等有關(guān)信息。用變化大小、改變顏色、明暗閃爍、移動翻轉(zhuǎn)等多種手段，增強畫面的動態(tài)顯示效果。圖元、圖符對象定義相應的狀態(tài)屬性，即可實現(xiàn)動畫效果。同時，mcgs為用戶提供了豐富的動畫構(gòu)件，模擬工程控制與實時監(jiān)測作業(yè)中常用的物理器件的動

9、作和功能。每個動畫構(gòu)件都對應一個特定的動畫功能。如：實時曲線構(gòu)件、歷史曲線構(gòu)件、報警顯示構(gòu)件、自由表格構(gòu)件等。（8）引入“運行策略”的概念。復雜的工程作業(yè)，運行流程都是多分支的。用傳統(tǒng)的編程方法實現(xiàn)，既繁瑣又容易出錯。mcgs開辟了“策略窗口”，用戶可以選用系統(tǒng)提供的各種條件和功能的“策略構(gòu)件”，用圖形化的方法構(gòu)造多分支的應用程序，實現(xiàn)自由、精確地控制運行流程，按照設定的條件和順序，操作外部設備，控制窗口的打開或關(guān)閉，與實時數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換。同時，也可以由用戶創(chuàng)建新的策略構(gòu)件，擴展系統(tǒng)的功能。（9） mcgs系統(tǒng)由五大功能部件組成，主要的功能部件以構(gòu)件的形式來構(gòu)造。不同的構(gòu)件有著不同的功能，

10、且各自獨立。三種基本類型的構(gòu)件（設備構(gòu)件、動畫構(gòu)件、策略構(gòu)件）完成了mcgs系統(tǒng)三大部分（設備驅(qū)動、動畫顯示和流程控制）的所有工作。用戶也可以根據(jù)需要，定制特定類型構(gòu)件，使mcgs系統(tǒng)的功能得到擴充。這種充分利用“面向?qū)ο蟆钡募夹g(shù)，大大提高了系統(tǒng)的可維護性和可擴充性。（10）支持ole automation技術(shù)。mcgs允許用戶在visual basic中操作mcgs中的對象，提供了一套開放的可擴充接口，用戶可根據(jù)自己的需要用vb編制特定的功能構(gòu)件來擴充系統(tǒng)的功能。（11）mcgs中數(shù)據(jù)的存儲不再使用普通的文件，而是用數(shù)據(jù)庫來管理一切。組態(tài)時，系統(tǒng)生成的組態(tài)結(jié)果是一個數(shù)據(jù)庫；運行時，數(shù)據(jù)對象、

11、報警信息的存儲也是一個數(shù)據(jù)庫。利用數(shù)據(jù)庫來保存數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的可靠性和運行效率，同時，也使其它應用軟件系統(tǒng)能直接處理數(shù)據(jù)庫中的存盤數(shù)據(jù)。（12）設立“對象元件庫”，解決了組態(tài)結(jié)果的積累和重新利用問題。所謂對象元件庫，實際上是分類存儲各種組態(tài)對象的圖庫。組態(tài)時，可把制作完好的對象（包括圖形對象，窗口對象，策略對象，以至位圖文件等等）以元件的形式存入圖庫中，也可把元件庫中的各種對象取出，直接為當前的工程所用。隨著工作的積累，對象元件庫將日益擴大和豐富，組態(tài)工作將會變得越來越簡單方便。（13）提供對網(wǎng)絡的支持。考慮到工控系統(tǒng)今后的發(fā)展趨勢，mcgs充分運用現(xiàn)今發(fā)展的dccw(distri

12、buted computer cooperator work)技術(shù)，即分布式計算機協(xié)同工作方式，來使分散在不同現(xiàn)場之間的采集系統(tǒng)和工作站之間協(xié)同工作。通過mcgs，不同的工作站之間可以實時交換數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制和管理。2.2 mcgs組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成2.2.1 mcgs組態(tài)軟件的整體結(jié)構(gòu)mcgs組態(tài)軟件（以下簡稱mcgs）由“mcgs組態(tài)環(huán)境”和“mcgs運行環(huán)境”兩個系統(tǒng)組成。兩部分互相獨立，又緊密相關(guān)。mcgs組態(tài)環(huán)境是生成用戶應用系統(tǒng)的工作環(huán)境，由可執(zhí)行程序mcgsset.exe支持，其存放于mcgs目錄的program子目錄中。用戶在mcgs組態(tài)環(huán)境中完成動畫設計、設備

13、連接、編寫控制流程、編制工程打印報表等全部組態(tài)工作后，生成擴展名為.mcg的工程文件，又稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫，其與mcgs 運行環(huán)境一起，構(gòu)成了用戶應用系統(tǒng)，統(tǒng)稱為“工程” 。mcgs運行環(huán)境是用戶應用系統(tǒng)的運行環(huán)境，由可執(zhí)行程序mcgsrun.exe支持，其存放于mcgs目錄的program子目錄中。在運行環(huán)境中完成對工程的控制工作。2.2.2 mcgs工程的五大部分mcgs組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。(1)主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一個設備窗口和多個用

14、戶窗口，負責調(diào)度和管理這些窗口的打開或關(guān)閉。主要的組態(tài)操作包括：定義工程的名稱，編制工程菜單，設計封面圖形，確定自動啟動的窗口，設定動畫刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫存盤文件名稱及存盤時間等。(2)設備窗口：是連接和驅(qū)動外部設備的工作環(huán)境。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設備，注冊設備驅(qū)動程序，定義連接與驅(qū)動設備用的數(shù)據(jù)變量。(3)用戶窗口：本窗口主要用于設置工程中人機交互的界面，諸如：生成各種動畫顯示畫面、報警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。(4)實時數(shù)據(jù)庫：是工程各個部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心，它將mcgs工程的各個部分連接成有機的整體。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動畫連

15、接及設備驅(qū)動的對象。(5)運行策略：本窗口主要完成工程運行流程的控制。包括編寫控制程序（ifthen腳本程序），選用各種功能構(gòu)件，如：數(shù)據(jù)提取、歷史曲線、定時器、配方操作、多媒體輸出等。 圖2.2 mcgs組態(tài)軟件構(gòu)成圖2.3 mcgs組態(tài)軟件的工作方式mcgs如何與設備進行通訊：mcgs通過設備驅(qū)動程序與外部設備進行數(shù)據(jù)交換。包括數(shù)據(jù)采集和發(fā)送設備指令。設備驅(qū)動程序是由vb程序設計語言編寫的dll（動態(tài)連接庫）文件，設備驅(qū)動程序中包含符合各種設備通訊協(xié)議的處理程序，將設備運行狀態(tài)的特征數(shù)據(jù)采集進來或發(fā)送出去。mcgs負責在運行環(huán)境中調(diào)用相應的設備驅(qū)動程序，將數(shù)據(jù)傳送到工程中各個部分，完成整個

16、系統(tǒng)的通訊過程。每個驅(qū)動程序獨占一個線程，達到互不干擾的目的。mcgs如何產(chǎn)生動畫效果：mcgs為每一種基本圖形元素定義了不同的動畫屬性，如：一個長方形的動畫屬性有可見度，大小變化，水平移動等，每一種動畫屬性都會產(chǎn)生一定的動畫效果。所謂動畫屬性，實際上是反映圖形大小、顏色、位置、可見度、閃爍性等狀態(tài)的特征參數(shù)。然而，我們在組態(tài)環(huán)境中生成的畫面都是靜止的，如何在工程運行中產(chǎn)生動畫效果呢？方法是：圖形的每一種動畫屬性中都有一個“表達式”設定欄，在該欄中設定一個與圖形狀態(tài)相聯(lián)系的數(shù)據(jù)變量，連接到實時數(shù)據(jù)庫中，以此建立相應的對應關(guān)系，mcgs稱之為動畫連接。當工業(yè)現(xiàn)場中測控對象的狀態(tài)（如：儲油罐的液面

17、高度等）發(fā)生變化時，通過設備驅(qū)動程序?qū)⒆兓臄?shù)據(jù)采集到實時數(shù)據(jù)庫的變量中，該變量是與動畫屬性相關(guān)的變量，數(shù)值的變化，使圖形的狀態(tài)產(chǎn)生相應的變化（如大小變化）?，F(xiàn)場的數(shù)據(jù)是連續(xù)被采集進來的，這樣就會產(chǎn)生逼真的動畫效果（如儲油罐的液面的升高和降低）。用戶也可編寫程序來控制動畫界面，以達到滿意的效果。mcgs如何實施遠程多機監(jiān)控：mcgs提供了一套完善的網(wǎng)絡機制，可通過tcp/ip網(wǎng)、modem網(wǎng)和串口網(wǎng)將多臺計算機連接在一起，構(gòu)成分布式網(wǎng)絡測控系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡間的實時數(shù)據(jù)同步、歷史數(shù)據(jù)同步和網(wǎng)絡事件的快速傳遞。同時，可利用mcgs提供的網(wǎng)絡功能，在工作站上直接對服務器中的數(shù)據(jù)庫進行讀寫操作。分布式網(wǎng)

18、絡測控系統(tǒng)的每一臺計算機都要安裝一套mcgs工控組態(tài)軟件。mcgs把各種網(wǎng)絡形式，以父設備構(gòu)件和子設備構(gòu)件的形式，供用戶調(diào)用，并進行工作狀態(tài)、端口號、工作站地址等屬性參數(shù)的設置8。如何對工程運行流程實施有效控制：mcgs開辟了專用的“運行策略”窗口，建立用戶運行策略。mcgs提供了豐富的功能構(gòu)件，供用戶選用，通過構(gòu)件配置和屬性設置兩項組態(tài)操作，生成各種功能模塊（稱為“用戶策略”），使系統(tǒng)能夠按照設定的順序和條件，操作實時數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對動畫窗口的任意切換，控制系統(tǒng)的運行流程和設備的工作狀態(tài)。所有的操作均采用面向?qū)ο蟮闹庇^方式，避免了煩瑣的編程工作。2.4 mcgs組態(tài)軟件的操作方式系統(tǒng)工作臺面是

19、mcgs組態(tài)操作的總工作臺面。鼠標雙擊windows95/98/nt工作臺面上的“mcgs組態(tài)環(huán)境”圖標，或執(zhí)行“開始”菜單中的“mcgs組態(tài)環(huán)境”菜單項，彈出的窗口即為mcgs的工作臺窗口，設有：（1）標題欄：顯示“mcgs組態(tài)環(huán)境-工作臺”標題、工程文件名稱和所在目錄；（2）菜單條：設置mcgs的菜單系統(tǒng)；（3）工具條：設有對象編輯和組態(tài)用的工具按鈕。不同的窗口設有不同功能的工具條按鈕。工作臺面可進行組態(tài)操作和屬性設置。上部設有五個窗口標簽，分別對應主控窗口、用戶窗口、設備窗口、運行策略和實時數(shù)據(jù)庫五大窗口9。鼠標單擊標簽按鈕，即可將相應的窗口激活，進行組態(tài)操作；工作臺右側(cè)還設有創(chuàng)建對象和

20、對象組態(tài)用的功能按鈕；組態(tài)工作窗口是創(chuàng)建和配置圖形對象、數(shù)據(jù)對象和各種構(gòu)件的工作環(huán)境，又稱為對象的編輯窗口。主要包括組成工程框架的五大窗口，即：主控窗口，用戶窗口，設備窗口，運行策略窗口，實時數(shù)據(jù)庫窗口。分別完成工程命名和屬性設置、動畫設計、設備連接、編寫控制流程、定義數(shù)據(jù)變量等項組態(tài)操作。屬性設置窗口是設置對象各種特征參數(shù)的工作環(huán)境，又稱屬性設置對話框。對象不同，屬性窗口的內(nèi)容各異，但結(jié)構(gòu)形式大體相同。主要由下列幾部分組成：（1）窗口標題：位于窗口頂部，顯示“屬性設置”字樣的標題；（2）窗口標簽：不同屬性的窗口分頁排列，窗口標簽作為分頁的標記，各類窗口分頁排列，鼠標單擊窗口標簽， 即可將相應

21、的窗口頁激活，進行屬性設置；（3）輸 入 框：設置屬性的輸入框，左側(cè)標有屬性注釋文字，框內(nèi)輸入屬性內(nèi)容。為了便于用戶操作，許多輸入框的右側(cè)帶有“？”、“”、“” 等標志符號的選項按鈕，鼠標單擊此按鈕，彈出一列表框，鼠標雙擊所需要的項目，即可將其設置于輸入框內(nèi)；（4）選 項 鈕：帶有“”標記的屬性設定器件。同一設置欄內(nèi)有多個選項鈕時，只能選擇其一；（5）復 選 框：帶有“”標記的屬性設定器件。同一設置欄內(nèi)有多個選項框時，可以設置多個；（6）功能按鈕：一般設有“檢查c”、“確認y”、“取消n”、“幫助h”四種按鈕：“檢查c”按鈕用于檢查當前屬性設置內(nèi)容是否正確；“確認y”按鈕用于屬性設置完畢，返回

22、組態(tài)窗口； “取消n”按鈕用于取消當前的設置，返回組態(tài)窗口；“幫助h”按鈕用于查閱在線幫助文件。圖形庫工具箱包括：（1）系統(tǒng)圖形工具箱：進入用戶窗口，鼠標點擊工具條中的“工具箱”按鈕，打開圖形工具箱，其中設有各種圖元、圖符、組合圖形及動畫構(gòu)件的位圖圖符。利用這些最基本的圖形元素，可以制作出任何復雜的圖形。（2）設備構(gòu)件工具箱：進入設備窗口，鼠標點擊工具條中的“工具箱”按鈕，打開設備構(gòu)件工具箱窗口，其中設有與工控系統(tǒng)經(jīng)常選用的測控設備相匹配的各種設備構(gòu)件。選用所需的構(gòu)件，放置到設備窗口中，經(jīng)過屬性設置和通道連接后，該構(gòu)件即可實現(xiàn)對外部設備的驅(qū)動和控制。（3）策略構(gòu)件工具箱：進入運行策略組態(tài)窗口，

23、鼠標點擊工具條中的“工具箱”按鈕，打開策略構(gòu)件工具箱，工具箱內(nèi)包括所有策略功能構(gòu)件。選用所需的構(gòu)件，生成用戶策略模塊，實現(xiàn)對系統(tǒng)運行流程的有效控制。（4）對象元件庫：對象元件庫是存放組態(tài)完好并具有通用價值動畫圖形的圖形庫便于對組態(tài)成果的重復利用。進入用戶窗口的組態(tài)窗口，執(zhí)行“工具”菜單中的“對象元件庫管理”菜單命令，或者打開系統(tǒng)圖形工具箱，選擇“插入元件”圖標，可打開對象元件庫管理窗口，進行存放圖形的操作。 （5）工具按鈕一覽：工作臺窗口的工具條一欄內(nèi)，排列標有各種位圖圖標的按鈕，稱為工具條功能按鈕，簡稱為工具按鈕。許多按鈕的功能與菜單條中的菜單命令相同，但操作更為簡便，因此在組態(tài)操作中經(jīng)常使

24、用。在本書的后面，用附表列出了各個窗口內(nèi)工具按鈕的名稱、位圖、功能，以備用戶查閱。3 plc簡介3.1 plc發(fā)展狀況及其前景plc英文全稱programmable logic controller ，中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程.plc是可編程邏輯電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語言，在半導體方面有很重要的應用，可以說有半導體的地方就有plc 10。plc是一種專門為

25、在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。plc及其有關(guān)的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。1968年美國gm（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字設備公司（dec）研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱programmable ,是世界上公認的第一臺plc。 20世紀70年代中末期，可編

26、程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設計、模擬量運算、pid功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應用。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個階段的另一個特點是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。上世紀80年代至90年代中期，是plc發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為3040%。在這時期，plc在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到

27、大幅度提高，plc逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的dcs系統(tǒng)。 20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程控制器的工業(yè)控制設備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領域的應用都得到了長足的發(fā)展。我國可編程控制器的引進、應用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設備中大量使用了

28、可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設備及產(chǎn)品中不斷擴大了plc的應用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器?？梢灶A期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，plc在我國將有更廣闊的應用天地11。 21世紀，plc會有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計算機技術(shù)的新成果會更多地應用于可編程控制器的設計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現(xiàn)少數(shù)幾個品

29、牌壟斷國際市場的局面，會出現(xiàn)國際通用的編程語言；從網(wǎng)絡的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計算機集散控制系統(tǒng)dcs（distributed control system）中已有大量的可編程控制器應用。伴隨著計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡和國際通用網(wǎng)絡的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領域發(fā)揮越來越大的作用。3.2 plc的結(jié)構(gòu)及其功能從結(jié)構(gòu)上分，plc分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式plc包括cpu板、i/o板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式plc包括cpu

30、模塊、i/o模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 3.2.1 cpu的構(gòu)成 cpu是plc的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套plc至少有一個cpu，它按plc的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和plc內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務產(chǎn)生相應的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。cpu主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，cpu單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)

31、電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是plc不可缺少的組成單元。在使用者看來，不必要詳細分析cpu的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。cpu的控制器控制cpu工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令12。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。cpu速度和內(nèi)存容量是plc的重要參數(shù)，它們決定著plc的工作速度，io數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。 3.2.2 i/o模塊 plc與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（i/o）完成的。i/o模塊集成了plc的i/o電路，其輸入暫存器

32、反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入plc系統(tǒng)，輸出模塊相反。i/o分為開關(guān)量輸入（di），開關(guān)量輸出（do），模擬量輸入（ai），模擬量輸出（ao）等模塊。 常用的i/o分類如下： 開關(guān)量：按電壓水平分，有220vac、110vac、24vdc，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20ma,0-20ma）、電壓型（0-10v,0-5v,-10-10v）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。 除了上述通用io外，還有特殊io模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 按i/o點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，i

33、/o模塊可多可少，但其最大數(shù)受cpu所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。 3.2.3 電源模塊 plc電源用于為plc各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24v的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220vac或110vac），直流電源（常用的為24vdc）。 3.2.4 底板或機架 大多數(shù)模塊式plc使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使cpu能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。 3.2.5 plc系統(tǒng)的其它設備 編程設備：編程器是plc開發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)

34、作一些設定、監(jiān)控plc及plc所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。小編程器plc一般有手持型編程器13，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機。 人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，由計算機（運行組態(tài)軟件）充當人機界面非常普及。 plc的通信聯(lián)網(wǎng)：依靠先進的工業(yè)網(wǎng)絡技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出網(wǎng)絡就是控制器的觀點說法。 plc具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使plc與plc 之間、plc與上位計算機以及其他智能設備之間

35、能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)plc具有rs-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。plc的通信現(xiàn)在主要采用通過多點接口（mpi）的數(shù)據(jù)通訊、profibus 或工業(yè)以太網(wǎng)進行聯(lián)網(wǎng)14。3.3 松下fp0特點本設計基于松下fp0的各種優(yōu)點，選擇了松下fp0系列plc。松下fp0系列plc具有以下特點：超小型尺寸，具有世界上最小的安裝面積，寬25x高90x長60毫米。輕松擴展，擴展單元可直接連接到控制單元上、不需任何電纜。 從i/o 10點到最大i/o 128點的選擇空間。擁有廣泛的應用領域。4 變頻器簡介4.1 變頻器的組成及作用變頻器是利用電力半導體器件

36、的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。它主要由兩部分電路構(gòu)成，一是主電路（整流模塊、電解電容和逆變模塊），二是控制電路（開關(guān)電源板、控制電路板）15。cpu就安裝在控制電路板上，變頻器的操作軟件燒錄在cpu上，同一型號的變頻器軟件是固定的，唯一例外的就是三晶變頻器，軟件可根據(jù)使用需求更改。變頻器通常分為4部分：整流單元、高容量電容、逆變器和控制器。整流單元將工作頻率固定的交流電轉(zhuǎn)換為直流電；高容量電容存儲轉(zhuǎn)換后的電能；逆變器由大功率開關(guān)晶體管陣列組成電子開關(guān)，將直流電轉(zhuǎn)化成不同頻率、寬度、幅度的方波；控制器按設定的程序工作，控制輸出方波的幅度與脈寬，使疊加為近似正弦波的交流電，驅(qū)動

37、交流電動機。變頻器集成了高壓大功率晶體管技術(shù)和電子控制技術(shù)，得到廣泛應用。變頻器的作用是改變交流電機供電的頻率和幅值，因而改變其運動磁場的周期，達到平滑控制電動機轉(zhuǎn)速的目的。變頻器的出現(xiàn)，使得復雜的調(diào)速控制簡單化，用變頻器+交流鼠籠式感應電動機組合替代了大部分原先只能用直流電機完成的工作，縮小了體積，降低了維修率，使傳動技術(shù)發(fā)展到新階段。4.2 變頻器的工作原理主電路是給異步電動機提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。 它由三部分構(gòu)成，將工頻

38、電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。 （1）整流器：最近大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進行再生運轉(zhuǎn)。 （2）平波回路：在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動，采用電感和電容吸收脈動電壓（電流）。裝置容量小時，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡單的平波回路。 （3）逆變器：同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，

39、以所確定的時間使6個開關(guān)器件導通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開關(guān)時間和電壓波形。 控制電路是給異步電動機供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進行放大的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。 （1）運算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。 （2）電壓、電流檢測電路：與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。 （3）驅(qū)動電路：驅(qū)動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導通、

40、關(guān)斷。 （4）速度檢測電路:以裝在異步電動機軸機上的速度檢測器(tg、plg等)的信號為速度信號，送入運算回路，根據(jù)指令和運算可使電動機按指令速度運轉(zhuǎn)16。 （5）保護電路:檢測主電路的電壓、電流等，當發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。4.3 松下vf0變頻器簡介4.3.1 松下vf0變頻器特點為了滿足各類機器小型化的需要，實現(xiàn)了同類產(chǎn)品中最小型化的目標 0.2kw和0.4kw型，寬78mm高110mm，體積僅松下公司過去產(chǎn)品的40%50% 可與plc直接調(diào)節(jié)頻率、直接接收plc的pwm信號并可控制電動機頻率 采用了新設計的調(diào)頻電位器

41、，用操作盤就可容易地操作正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn) 內(nèi)裝8段速控制制動功能（0.2kw無制動功能），再試功能等4.3.2 主電路接線 圖4.1 主電路接線圖4.3.3 控制電路接線 圖4.2 控制電路接線圖各端子介紹如下： 表4.1 端子功能表4.3.4 各部分名稱及功能 圖4.3 vf0變頻器結(jié)構(gòu)圖5 plc基于三相異步電機的多段速控制5.1 變頻器與電機連接調(diào)試5.1.1 接線及操作方法主線路接線方式詳見圖4.1接線時注意事項：1） 將電源連接到輸入端子（l,n）上，電動機連接到輸出端子（u,v,w）上。2） 電源和電動機的端子請使用帶套筒的圓形壓緊式端子。3） 主電路接線后，一定要確認連接的是否牢靠。否

42、則一旦控制電路接線后會因電線的進出受到限制而不能重新擰緊主電路。4） 以最短方式連接到大容量電源變壓器時（500kva以上），在變頻器的輸入端一定要設置改善功率因數(shù)的扼流圈（可選件）17。5） 為了適應ce標記的要求，變頻器的電源輸入端，必須設置過電流、短路以及漏電的保護設備。利用操作板設定頻率及正反轉(zhuǎn)功能。在操作板上設定頻率和正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)功能有兩種方式。1） 設定頻率：電位器設定方式、數(shù)字設定方式2） 正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)運行：正轉(zhuǎn)運行/反轉(zhuǎn)運行方式、運行/停止旋轉(zhuǎn)方向模式設定方式5.1.2 變頻器實現(xiàn)對電機的多段調(diào)速功能（1）通過設定sw1.2.3（控制電路端子no.7.8.9）的控制功能，實現(xiàn)對電機

43、的多速控制。將sw功能設定為多速功能是的sw輸入組合動作如下表所示。表5.1 多段速sw輸入組合表注1）第一速為用參數(shù)p09所設定的頻率設定信號的指令值。注2）第2-8速為用參數(shù)p32-38所設定的頻率。（2）由于多功能輸入端子no.7.8.9（sw1，sw2，sw3），可選擇9種功能，它們是通過設定參數(shù)p19，p20，p21的值來實現(xiàn)的，而多段速sw功能要這三個參數(shù)設定為0，所以參數(shù)p19/p20/p21設定數(shù)據(jù)值為0。（3）設定參數(shù)p03：在最大輸出頻率（50-250hz）之中，可單獨任意設定50.60hz和50-250hz的v/f方式。表5.2 參數(shù)p03功能表根據(jù)本設計的要求，將p03

44、設定為ff模式。（4）最大輸出頻率和基本頻率的設定：設定最大輸出頻率(參數(shù)p15)為100hz，設定基本頻率（參數(shù)p16）為50hz。（5）下限頻率和上限頻率的設定：設定下限頻率（參數(shù)p53）為0.5hz，設定上限頻率（參數(shù)p54）為150hz。（6）頻率設定信號（參數(shù)p09）可選擇利用板前操作或遙控操作的輸入信號來進行頻率設定信號的操作。表5.3 參數(shù)p09功能表注1）使用4-20ma信號時，在端子no.2-3之間必須接上“200歐電阻”。（如不接200歐電阻，有可能會造成變頻器損壞。注2）在數(shù)據(jù)設定為“1”以外的模擬信號的情況下，變頻器在這個輸入信號全刻度的約1/100的條件下進行運行/停

45、止操作。（零電壓停止功能：請參照第56頁）根據(jù)上表，本設計選擇數(shù)據(jù)設定為“1”的模擬信號，按下操作板上的mode鍵，選擇頻率設定模式（fr），按下set鍵之后，顯示出用上升鍵或下降鍵所設定的頻率，按下set鍵進行設定確定。設定p09的指令頻率為5hz。（7）p09的指令頻率即為第一速頻率，參數(shù)p32-38所設定的值為第2-8速，本設計設定：p32=20hz；p33=30hz；p34=40hz；p35=50hz；p36=60hz；p37=70hz；p38=80hz。通過以上參數(shù)的設定，改變控制電路端子no7、8、9的通斷即可實現(xiàn)多段調(diào)速。5.1.3 實現(xiàn)電機啟、停和正、反轉(zhuǎn)功能選擇運行指令（參數(shù)

46、p08）可選擇用操作板（面板操作）或用外控操作的輸入信號來進行運行/停止和正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)。表5.4 參數(shù)p08功能表*操作板復位功能異常中斷時，用外控停止信號不能復位，要使用“此操作板上的停止sw信號進行復位的功能”。但是，當使用復位鎖定功能時，復位鎖定功能將會優(yōu)先。另外復位功能也有效。（1）正轉(zhuǎn)運行/反轉(zhuǎn)運行方式（將參數(shù)p08設定為“1”）按下操作板上的鍵（正轉(zhuǎn)）或鍵（反轉(zhuǎn)）來選擇旋轉(zhuǎn)方向，按下run鍵則開始運行。按下stop鍵為停止運行。注：僅按下run鍵時不會運行。當頻率設定為數(shù)字設定方式時，mop功能不能使用。（2）運行/停止旋轉(zhuǎn)方向模式設定方式（參數(shù)p08設定為“0”）最初按兩次mode

47、鍵使其變?yōu)樾D(zhuǎn)方向設定模式，用set鍵顯示旋轉(zhuǎn)方向數(shù)據(jù)，用上升鍵或下降鍵改變旋轉(zhuǎn)方向，用set鍵進行設定18。（出廠時已設定為正轉(zhuǎn)狀態(tài)）然后，按下run鍵使其開始運行，按下stop鍵使其停止運行。本次變頻器操作運用操作板運行操作：正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)功能：正轉(zhuǎn)運行/反轉(zhuǎn)運行（參數(shù)p08=1）頻率設定：電位器設定（參數(shù)p09=0）此時運行頻率為25赫茲時的正轉(zhuǎn)電源on(顯示部顯示燈亮)設定正轉(zhuǎn)（按下上升鍵將旋轉(zhuǎn)方向設定為正轉(zhuǎn)，現(xiàn)行狀態(tài)：o為停止，f為正轉(zhuǎn)，r為反轉(zhuǎn)）狀態(tài)為運行指令（按下run鍵，雖已變?yōu)檫\行狀態(tài)，但因頻率受設定鈕在min.位置上，所以處于零電壓停止狀態(tài)）狀態(tài)為設定頻率（慢慢向右轉(zhuǎn)動頻率設定

48、鈕，使電動機開始運行，當顯示為25.0時，即在25赫茲下運行）狀態(tài)為改變頻率（將頻率設定鈕向右轉(zhuǎn)動，使之達到50赫茲，電動機旋轉(zhuǎn)速度上升，將達到50赫茲）狀態(tài)為停止指令（按下stop鍵，電機開始轉(zhuǎn)速，約5秒后停止）狀態(tài)為。反轉(zhuǎn)運行操作一致，狀態(tài)出現(xiàn)正常，可通過頻率改變實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的變化，但是操作比較麻煩，人力需要多19。5.2 plc、變頻器及電動機的連接調(diào)試5.2.1 plc控制電機正反轉(zhuǎn)圖5.1 fp0控制電機正反轉(zhuǎn)梯形圖上圖為松下fp0系列plc實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)的梯形圖。其中x0為正轉(zhuǎn)按鈕，x1為反轉(zhuǎn)按鈕，x2為停止按鈕。5.2.2 plc實現(xiàn)電機的八段調(diào)速 圖5.2 fp0實現(xiàn)電機八段調(diào)

49、速梯形圖上圖為plc實現(xiàn)電機八段速控制的梯形圖，其中x3、x4、x5、x6、x7、x8、x9、xa分別為八個段速的控制按鈕20。5.3 mcgs軟件設計的整個系統(tǒng)的調(diào)試5.3.1 mcgs設計的系統(tǒng)圖本設計為執(zhí)行多段調(diào)速，控制電機正、反轉(zhuǎn)及啟、停，實現(xiàn)遠程控制。設計圖如下：圖5.3 多段速plc控制系統(tǒng)設計圖本系統(tǒng)設定了八個按鈕，來實現(xiàn)頻率的八段調(diào)速，同時設有正、反、停按鈕來控制電機的運轉(zhuǎn)21，而指示燈就是為了指示電機的運行狀況。5.3.2 各部分的屬性設置（1）按鈕的屬性設置圖5.4 輸入按鈕屬性設置圖如上圖所示，分別對按鈕1-8進行屬性設置。 如此設定的目的是當按鈕1工作時，其他按鈕都不工

50、作。（2）正、反轉(zhuǎn)按鈕屬性設置圖5.5 正、反轉(zhuǎn)按鈕屬性設置圖如上圖所示，對正、反轉(zhuǎn)按鈕進行屬性設置，以達到控制電機正反轉(zhuǎn)的目的。（3）停止按鈕及其指示燈的屬性設置圖5.6 停止按鈕屬性設置圖圖5.7 指示燈屬性設置圖以上兩圖分別是停止按鈕和指示燈的屬性設置。5.3.3 mcgs設備驅(qū)動的設置本設備構(gòu)件用于mcgs讀寫松下fp系列plc設備的各種寄存器。mcgs通過上位機中的串行口設備和plc上的通訊單元建立串行通訊連接，從而達到操作plc設備的目的22。（1） 串口父設備設置串口父設備用來設置通信參數(shù)和通信端口。通信參數(shù)必須設置成與plc的設置一樣。否則就無法通信。在mcgs設備窗口中，右擊

51、窗口，從設備工具箱中添加通用串口父設備，然后將松下fp系列plc設備掛接在串口父設備下，最后進行屬性編輯。松下fp系列plc設備的通信參數(shù)建議設置為：波特率9600，1位停止位，奇校驗，8位數(shù)據(jù)位。如圖：圖5.8 串口設備屬性設置圖（2）松下fp系列plc設備屬性設置在串口父設備下掛接松下fp系列plc設備，然后進行設置。設置方法如下：l 設備名稱：可根據(jù)需要來對設備進行重新命名，但不能和設備窗口中已有的其它設備構(gòu)件同名。l 采集周期：為運行時，mcgs對設備進行操作的時間周期，單位為毫秒，一般在靜態(tài)測量時設為1000ms，在快速測量時設為200ms。l 初始工作狀態(tài)：用于設置設備的起始工作狀

52、態(tài)，設置為啟動時，在進入mcgs運行環(huán)境時，mcgs即自動開始對設備進行操作，設置為停止時，mcgs不對設備進行操作，但可以用mcgs的設備操作函數(shù)和策略在mcgs運行環(huán)境中啟動或停止設備23。l plc地址：在通信時必須知道plc的地址，默認的為1，具體是多少與系統(tǒng)寄存器的415對應。若只有一個plc可以設置為1。5.3.3 系統(tǒng)運行調(diào)試圖（1）模擬運行環(huán)境的啟動運行圖圖5.9 mcgs模擬運行環(huán)境啟動運行圖（2）模擬運行第一段速運行圖圖5.10 第一段速啟動運行圖（3）模擬運行第一段速正轉(zhuǎn)運行圖圖5.11 第一段速正轉(zhuǎn)運行圖（4）模擬運行第六段速反轉(zhuǎn)運行圖圖5.12 第六段速反轉(zhuǎn)運行圖如上圖所示，分別對八個按鈕即八段速進行運行調(diào)試，即可完成對整個系統(tǒng)的功能調(diào)試。6 結(jié)論隨著plc成本的降低，其功能越來越多，集成度越來越高，網(wǎng)絡能越來越強，具有良好的控制精度和高可靠性24，使得plc成為現(xiàn)代自動化的支柱。本設計利用松下vf0變頻器控制三相電機以實現(xiàn)電機的多段調(diào)速，plc的生產(chǎn)廠家和型號、種類繁多，不同型號自成體系有不同的程序語言和使用方法，本文擬用松下pf0型plc，設計plc在三相異步電機控制中的應用，最后本設計采用了mcgs軟件設計了整個控制系統(tǒng)25，以便于對系統(tǒng)進行遠端