用PLC和變頻器實現(xiàn)電機的變頻調速和遠程控制畢業(yè)設計論文

1、湖南工程學院應用技術學院畢業(yè)設計（論文）任務書 設計（論文）題目： 用PLC和變頻器實現(xiàn)電機的變頻調速和遠程控制姓名 王松濤 專業(yè) 自動化 班級 0481 學號 3 指導老師 趙葵銀 職稱 教授 教研室主任 趙葵銀 李曉秀 一、 基本任務及要求：隨著電力電子技術、計算機技術、自動控制技術的迅速發(fā)展，交流調速取代直流調速已成為現(xiàn)代電氣傳動的主要發(fā)展方向之一。電機由變頻器來控制，變頻器帶有PROFIBUS-DP通訊接口，通過PROFIBUS網(wǎng)絡由主站對變頻器進行遠程控制，可在觸摸屏上生成組態(tài)畫面實現(xiàn)遠程控制，也可通過工業(yè)以太網(wǎng)在上位機PC實現(xiàn)遠程控制。 具體要求有： 1. 采用西門子的可編程控制器

2、、觸摸屏及有關的應用軟件，實現(xiàn)對電動機調節(jié)控制。 2. 在觸摸屏上生成組態(tài)畫面由觸摸屏來實現(xiàn)遠程控制。 3. 采用PROFIBUS-DP總線，通過組態(tài)王生成畫面由PC機來實現(xiàn)遠程控制 二、 進度安排及完成時間：1、（24周）接受任務、準備資料、擬定方案，寫出開題報告 2、（5周）根據(jù)題目要求及已知條件，確定控制方案及所選用的控制器件 3、（67周）控制程序的設計 4、（8周）畢業(yè)實習，撰寫畢業(yè)實習報告5、（912周）程序的現(xiàn)場調試 6、（1314周）相關圖紙的設計 7、（15周）完成設計、撰寫論文 8、（16周）修改完善論文，準備答辯 目 錄摘 要IAbstract：II第1章 緒論11.1

3、概論11.2 設計論文的主要內容和要求11.3相關技術的發(fā)展展望21.3.1變頻調速系統(tǒng)的發(fā)展展望21.3.2 組態(tài)軟件31.3.2.1. 發(fā)展概況31.3.3變頻器的應用與發(fā)展概況71.3.4PLC的應用與發(fā)展概況81.4 變頻調速理論101.4.1 異步電動機調速方式101.4.2 變頻調速原理101.4.3 變頻調速的特點及發(fā)展11第2章 確定設計方案和系統(tǒng)的構成132.1 方案確定132.2 主電路的設計142.3 網(wǎng)絡系統(tǒng)組成及說明142.3.1 系統(tǒng)說明152.3.2 以太網(wǎng)絡及組成162.3.3 系統(tǒng)DP拓撲結構及說明172.3.4 工業(yè)通訊網(wǎng)絡SIMATIC NET性能202.

4、3.5 Profibus-DP現(xiàn)場總線20第3章 系統(tǒng)硬件設計223.1 變頻調速單元的構成及其功能223.1.1 變頻調速單元的構成223.1.2 變頻器的選擇與參數(shù)設定233.2 PLC的選型與功能說明263.2.1 西門子PLC的基本組成263.2.2 S 7-400PLC及其相關模塊273.3 MP270B觸摸屏283.4 系統(tǒng)設計元器件匯總表（見附錄3）29第4章 系統(tǒng)軟件設計304.1 Step7及其特點304.1.1 Step7應用304.1.2 使用STEP7完成一個項目304.2軟件設計324.2.1 系統(tǒng)硬件組態(tài)324.2.2 創(chuàng)建網(wǎng)絡組態(tài)334.2.3 PLC程序設計34

5、4.2.4 梯形圖及功能說明344.3 組態(tài)王軟件控制系統(tǒng)的設計444.3.1 組態(tài)王軟件控制444.3.2 建立本系統(tǒng)工程應用項目的基本方法45第5章 系統(tǒng)調試及結果475.1 系統(tǒng)操作中的注意事項475.1.1 系統(tǒng)上電475.1.2 變頻器的操作注意事項475.1.3 畫面操作中的注意問題475.2 系統(tǒng)調試及結果48第6章 總結52參考文獻53致 謝55附 錄56附錄A：變頻調速控制電氣圖56附錄B：多功能PLC網(wǎng)絡控制屏電氣圖57附錄C：系統(tǒng)設計元器件明細表58 用PLC和變頻器實現(xiàn)電機的變頻調速摘 要：在本設計任務中，為了實現(xiàn)能源的充分利用和生產(chǎn)的需要，需要對電機進行轉速調節(jié)，考慮

6、到電機的啟動、運行、調速和制動的特性，采用高功能性v/f控制的通用變頻器西門子SIMTIC MANGER440，此變頻器能很好的解決轉速之間的切換和啟動問題。系統(tǒng)中由PLC完成數(shù)據(jù)的采集和對變頻器、電機等設備的控制任務?；赟7-1200 PLC的編程軟件 step7 V13 采用模塊化的程序設計方法，大量采用功能模塊重用，減少軟件的開發(fā)和維護。利用組態(tài)軟件Wince，Protool/Pro良好的人機界面和通信能力和Profibus總線技術，使工程師、操作人員可以在中央控制室的工控機上方便的瀏覽現(xiàn)場的工業(yè)流程、實現(xiàn)變頻器的參數(shù)設置、故障診斷和電機的啟動和停止的控制；同時可以在現(xiàn)場進行電機的啟動

7、、停止及增減速等的操作。關鍵詞： PLC；變頻器；變頻調速；組態(tài)軟件第1章 緒論1.1 概論科學技術的發(fā)展，對于改變社會的生產(chǎn) 面貌，推動人類文明向前發(fā)展，具有極其重要的意義。電氣自動化技術是多種學科的交叉綜合，特別在電力電子、微電子及計算機技術迅速發(fā)展的今天，電氣自動化技術日新月異。隨著電力電子技術、微電子技術和計算機控制技術的飛速發(fā)展，交流變頻調速技術的發(fā)展也十分迅速。電動機交流變頻調速技術是當今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質量和改善環(huán)境，推動技術進步的一種主要手段。變頻調速以其優(yōu)異的調速性能和起制動平穩(wěn)性能、高性能、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點而被國內外公認為最有發(fā)

8、展前途的調速方式。本次設計是以電梯控制技術為背景，針對以前的拖曳電梯的一些缺點，采用現(xiàn)在流行的PLC控制技術、變頻調速技術、現(xiàn)場總線技術來實現(xiàn)電梯的各種控制。在本課題的系統(tǒng)中，需要對電機進行轉速調節(jié)，考慮到電機的啟動、運行、調速和制動的特性，采用高功能性控制的通用變頻器，此變頻器的S型加減速功能和轉矩提升功能，能很好的解決轉速之間的切換和啟動問題。系統(tǒng)中由PLC完成數(shù)據(jù)的采集和對變頻器、電機等設備的控制任務?；赟7-1200 PLC的編程軟件采用模塊化的程序設計方法，大量采用功能模塊重用，減少軟件的開發(fā)和維護。利用組態(tài)軟件良好的人機界面和通信能力及PROFIBUS總線技術，使工程師、操作人員

9、可以在中央控制室的工控機上方便的瀏覽現(xiàn)場的工業(yè)流程、實現(xiàn)變頻器的參數(shù)設置、故障診斷和電機的啟動和停止的控制；同時可以在現(xiàn)場進行電機的啟動、停止及增減速等的操作。1.3.2.1. 發(fā)展概況組態(tài)的概念最早來自英文configuration，含義是使用軟件工具對計算機及其軟件的各種資源進行配置，達到使計算機和軟件按照預先設置，自動執(zhí)行特定任務，滿足使用者要求的目的。組態(tài)軟件是面向監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(super visors control and data acquisition SCADA)的軟件平臺工具。具有豐富的設置項目，使用方式靈活，功能強大。組態(tài)軟件最早出現(xiàn)時，HMI (human machi

10、ne interface)或MMI(man machine interface)是其主要內涵，即主要解決人機界面的問題。隨著它的快速發(fā)展，實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、SCADA、通信及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對I/0設備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內容。隨著時代的發(fā)展，組態(tài)軟件將不斷的被賦予新的內容。組態(tài)軟件是伴隨著計算機技術的突飛猛進發(fā)展起來的。20世紀50年代雖然計算機開始涉足工業(yè)過程控制，但由于計算機技術人員缺乏工廠儀表和工業(yè)過程的知識，導致計算機工業(yè)過程系統(tǒng)在各行業(yè)的推廣速度比較緩慢。20世紀70年代初，微處理器的出現(xiàn)，促進了計算機控制技術走向成熟。首先，微處理器在提高計算能力的基礎上，大大降低了

11、計算機的硬件成本，縮小了計算機的體積，很多從事控制儀表和原來一直就從事工業(yè)控制計算機的公司先后推出了新型控制系統(tǒng)，其中具有代表性的是美國Honeywell公司于1975年推出的世界上第一套DCS，即TDC-2000。在隨后的20年中，DCS及其計算機控制技術日趨成熟，并得到了廣泛應用，市場發(fā)展迅速。但當時的DCS軟件是專用和封閉的，且成本居高不下。80年代中后期，隨著個人計算機的普及和開放系統(tǒng)(open system)概念的推廣，基于個人計算機的監(jiān)控系統(tǒng)開始進入市場并發(fā)展壯大?；趥€人監(jiān)控系統(tǒng)呈現(xiàn)出智能化、小型化、網(wǎng)絡化、PC化的發(fā)展趨勢，并逐漸形成了各種標準的網(wǎng)絡結構、硬件規(guī)范。組態(tài)軟件在自

12、動化系統(tǒng)的“水平”和“垂直”集成中起著橋梁和紐帶的作用，已成為自動化系統(tǒng)中的重要組成部分。計算機的監(jiān)控系統(tǒng)開始進入市場，為組態(tài)軟件提供了發(fā)展空間。目前自動化產(chǎn)品呈現(xiàn)出智能化、小型化、網(wǎng)絡化、PC化的發(fā)展趨勢，并逐漸形成了各種標準的網(wǎng)絡結構、硬件規(guī)范。組態(tài)軟件作為個人計算機監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，比PLC監(jiān)控的硬件系統(tǒng)具有更為廣闊的發(fā)展空間。這是因為，第一，很多DCS和PLC廠家主動公開通信協(xié)議，加入“PLC監(jiān)控”的陣營；第二，由于PLC監(jiān)控大大降低了系統(tǒng)成本，使得市場空間得以擴大，從無人值守的遠程監(jiān)視(如防盜報警、江河汛情監(jiān)視、環(huán)境監(jiān)控、電信線路監(jiān)控、交通管制與監(jiān)控、礦井報警等)、數(shù)據(jù)采集與計

13、量(如居民水電氣表的自動抄表、鐵道信號采集與記錄等)、數(shù)據(jù)分析(如汽車和機車自動測試、機組和設備參數(shù)測試、醫(yī)療化驗儀器設備實時數(shù)據(jù)采集、虛擬儀器、生產(chǎn)線產(chǎn)品質量抽檢等)到過程控制，幾乎無處不用。第三，各類智能儀表、調節(jié)器和PLC可與組態(tài)軟件構筑完整的低成本自動化系統(tǒng)，具有廣闊的市場空間。第四，各類嵌入式系統(tǒng)和現(xiàn)場總線的異軍突起，把組態(tài)軟件推到了自動化系統(tǒng)主力軍的位置，組態(tài)軟件越來越成為工業(yè)自動化系統(tǒng)中的靈魂。1.3.2.2. 組態(tài)軟件的構成1) 以使用軟件的工作階段劃分從總體上講，組態(tài)軟件是由系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境和系統(tǒng)運行環(huán)境兩大部分構成。系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境它是自動化工程設計工程師為實施其控制方案，在組態(tài)軟

14、件的支持下進行應用程序的系統(tǒng)生成工作所必須依賴的工作環(huán)境。通過建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標應用系統(tǒng)，供系統(tǒng)環(huán)境運行時使用。系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境由若干個組態(tài)程序組成，如圖形界面組態(tài)程序，數(shù)據(jù)庫組態(tài)程序等。系統(tǒng)運行環(huán)境在系統(tǒng)運行環(huán)境中，由系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境下生成的各種應用程序無論是圖形或者數(shù)據(jù)庫，可以結合現(xiàn)場的數(shù)據(jù)實時地運行，同時可以各種關聯(lián)關系也可以得到體現(xiàn)。系統(tǒng)運行環(huán)境由若干個運行程序組成，如圖形界面運行程序和實時數(shù)據(jù)庫運行程序等。自動化工程設計師最先接觸的一定是系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，通過一定工作量的系統(tǒng)組態(tài)和調試，最終將目標應用程序在系統(tǒng)運行環(huán)境投入實時運行，完成一個工程項目。2) 按照成員構成劃分

15、組態(tài)軟件因為功能強大，而每個功能相對來說又具有一定的獨立性，因此其組成形式是一個集成軟件平臺，由若干程序組件構成。組態(tài)軟件必備的典型組件包括以下部分：應用程序管理器 ；圖形界面開發(fā)程序 ；圖形界面運行程序 ；實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組態(tài)程序；實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行程序；I/0 驅動程序 ；組態(tài)軟件擴展可選組件包括：通用數(shù)據(jù)庫接口(ODBC接口)組態(tài)程序；通用數(shù)據(jù)庫接口組件用來完成組態(tài)軟件的實時數(shù)據(jù)庫與通用數(shù)據(jù)庫(如oracle，Sybase，F(xiàn)oxPro，DB2，SQL，Server等)。通用數(shù)據(jù)庫接口(ODBC接口)運行程序。策略(控制方案)編輯組態(tài)程序；它是以PC為中心的實現(xiàn)低成本監(jiān)控的核心軟件，具有很

16、強的邏輯、算術運算能力和豐富的控制算法。它以工EC-1131-3標準為使用者提供標準的編程環(huán)境，共有四種編程方式：梯形圖、結構化編程語言、指令助記符、功能化模塊。實用通信程序組件。極大的增強了組態(tài)軟件的功能，可以實現(xiàn)與第三方程序的數(shù)據(jù)交換。實用通信組件可以使用以太網(wǎng)、RS485，PSTN等多種通信介質和網(wǎng)絡來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程訪問和傳輸。1.3.2.3. 組態(tài)軟件的功能特點組態(tài)軟件有以下功能：與采集、控制設備之間的進行數(shù)據(jù)交換；使來自設備的數(shù)據(jù)與計算機圖形界面上的各元素關聯(lián)起來；處理數(shù)據(jù)報錯和系統(tǒng)報錯；存儲歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢；各類報表的生產(chǎn)和打印輸出；為使用者提供靈活、靈活的組態(tài)工具，可

17、以適應不同應用領域的需求；最終輸出的應用系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠；具有與第三方程序的接口，方便數(shù)據(jù)共享。組態(tài)軟件的特點：實時多任務是最大特點。例如數(shù)據(jù)采集與輸出、數(shù)據(jù)處理與算法實現(xiàn)、圖形顯示及人機對話、實時數(shù)據(jù)的存儲、檢索管理、實時通信等多個任務要在同一臺計算機上同時運行。程序設計人員在組態(tài)軟件中只需要填寫一些事先設計的表格，再利用圖形功能把被控對象(如溫度計、電動機、趨勢曲線、報表)形象的畫出來，通過內部數(shù)據(jù)連接把被控對象的屬性與工/0設備的實時數(shù)據(jù)進行邏輯連接。當由組態(tài)軟件生成的應用系統(tǒng)投入運行后，與被控對象相連的工/0設備數(shù)據(jù)發(fā)生變化會直接帶動被控對象的屬性變化。1.3.2.4. SIMATIC

18、 PROTOOL組態(tài)軟件性能介紹SIMATIC PROTOOL/Pro Runtime即是一種基于用戶標準PC的軟件，理想用于各種工業(yè)領域中機器或小型系統(tǒng)的操控：通用，靈活，高效，SIMATIC PROTOOL/Pro Runtime是一種基于先進Windows的可視化軟件，為了實現(xiàn)直觀、友好的可視化界面，PROTOOL /Pro Runtime提供有多種現(xiàn)成圖片對象，諸如幻燈片控件、條形圖、模擬顯示、時鐘、開關、狀態(tài)顯示等；通過配方管理，數(shù)據(jù)記錄(相關數(shù)據(jù))可以從PROTOOL/Pro站同步傳送PLC，反之亦然。例如機器設置數(shù)據(jù)或生產(chǎn)參數(shù)。每個配方都可在線管理、保存和編輯大量的數(shù)據(jù)記錄；預組

19、態(tài)報警系統(tǒng)可自動采集錯誤信息和系統(tǒng)狀態(tài)信息，并使之清晰可視化。例如：對于不同的報警狀態(tài)，可采用不同的顏色或指示燈閃爍。所有的報警事件隨時即可獲得并打印。當前信息可顯示故障位置和時間。根據(jù)特定的報警信息，調用支持信息，操作者可以快速排隊故障，過程畫面(“Loop in Alarm”)可以提供機器或系統(tǒng)的當前狀況的詳細信息；PROTOOL /Pro可以通過監(jiān)控PLC內的數(shù)據(jù)范圍產(chǎn)生報警。如果一個位發(fā)生變化，PROTOOL /Pro Runtime會隨之顯示相應的報警信息。如果與SIMATIC S7連接使用，PLC可主動發(fā)送報警信號進行可視化(Alarm多)，減輕通訊負荷；為了實現(xiàn)質量控制或過程優(yōu)化

20、，報警或過程值可以暫時或長期存檔。不管是標準存儲格式US還是ODBC數(shù)據(jù)庫，不管是本地可視化PC還是網(wǎng)絡數(shù)據(jù)服務器，測量值檔案都可直接通過趨勢分析曲線(版本b以上還有一條讀線)或標準工具(如：Microsoft Excel)在機器中進行分析：使用分頁和縮放功能，可以很方便地查看趨勢；在報告系統(tǒng)中，過程數(shù)據(jù)和報警文件可以單獨創(chuàng)建。例如：質量控制或班次報告。PROTOOL/Pro Runtime采用Windows標準，全面支持OLE-Automation，ODBC或OPC，實現(xiàn)了全面開放，具有如下優(yōu)點：1) 開放性：標準PC硬件，Windows操作系統(tǒng)，全面支持Windows標準，更靈活，更獨立，

21、更富投資保證。2) 外向型：提供有在線語言轉換功能。3) 無縫解決方案，不同選項級別：PROTOOL /Pro是全套產(chǎn)品系列的操作和監(jiān)控部分。項目一經(jīng)創(chuàng)建，即應用于各種HMI平臺。4) 全集成自動化：SIMATIC系列的全線集成，即意味著營造了一種通訊、數(shù)據(jù)管理及組態(tài)或編程的無縫環(huán)境。5) 組態(tài)簡單、快速：豐富的在線幫助功能，直觀的界面環(huán)境及面向對象的設計，一經(jīng)啟動，即可運行。6) 各種控制器，輕松相連： PROTOOL /Pro Runtime為各種不同的自動化系統(tǒng)提供有驅動程序，全面集成開放。7) 卓越的系統(tǒng)性能：快速數(shù)據(jù)采集和存儲，響應時間短，即使在點動模式，也可確保過程控制的可靠性。1

22、.3.3變頻器的應用與發(fā)展概況本世紀70年代初，變頻技術迅速發(fā)展，已經(jīng)成為集電力、電子、計算機技術于一體的高科技產(chǎn)品。全球一些著名的電氣公司像西門子、ABB、東芝、三菱等，在這一領域的開發(fā)與研究都取得了巨大成就，使得變頻調速技術迅速發(fā)展并日漸成熟，它較直流調速系統(tǒng)及其它類型的調速系統(tǒng)有以下3個最突出的特點：1) 省電節(jié)能，可使電耗降低。這是因為，一方面，一個常識性的問題就是交流電機的效率比其它類型的電機都要高。另一方面，一般的電機控制回路中都有過流過壓失相等安全保護元件，而“變頻器一電機”控制回路則沒有這些耗能元件，更不需要像直流調速系統(tǒng)所必備的勵磁電源變壓器等。2) 系統(tǒng)造價低。同直流傳動系

23、統(tǒng)相對比，異步電機的價格要比直流電機的價格低130%-350%；另外，技術的發(fā)展使得變頻器成本逐年下降，現(xiàn)市場價格約為1000元/千瓦，而直流整流設備110kw容量以下平均每套的價格約為21000元。因此對于紙機電氣傳動系統(tǒng)，單機容量不超過160kw，在同樣裝機容量下，交流傳動系統(tǒng)的造價要比直流傳動系統(tǒng)低5%-15%。針對中低檔紙機，裝機容量不太大交流調速具有大的價格優(yōu)勢。3) 維護工作量小。變頻器普遍采用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路，設有附加的外圍元器件，因此從某種意義上說，變頻器是免費維護設備。直流電機的維護周期為1個月，而交流電機的維護周期為3個月以上，且維護工作量要小的多。隨著時間的推移，

24、產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，矢量控制(Vector control)、IGBT(雙極絕緣可關斷晶閘管)、操作面板(OPRATE PANEL)等新技術不斷在變頻領域采用，最明顯的特征是變頻器的體積在變小，同時功能逐漸增強，維護操作更為方便。這一時期的代表產(chǎn)品有ABB公司的ACS400系列，日本三肯公司的MF，IF系列，富士公司的500系列等型號的變頻器，此時控制系統(tǒng)多為雙閉環(huán)結構，并開始采用模擬量速度鏈技術。由于此時數(shù)字技術未在操作控制回路采用，所以變頻器的抗干擾能力較以前沒有太大的改善，通訊能力也比較差。數(shù)字化技術的采用及模塊化結構設計風格的出現(xiàn)使得更為高級的變頻器誕生，內部采用模塊化的結構，使得參數(shù)的

25、配置與修改及各功能的實現(xiàn)乃至連接更為方便，速度鏈上傳遞的為數(shù)頻信號，使系統(tǒng)的抗干擾能力更強，故障的診斷，信號的檢查也很方便。數(shù)頻處理、速度設定、馬達控制等模塊的鏈接位置讓操作者修改參數(shù)比較直觀、簡潔。1.3.4PLC的應用與發(fā)展概況第一臺可編程控制器(以下簡稱PLC)的設計規(guī)范是美國通用汽車公司提出的。當時的目的是要求設計一種新的控制裝置以取代繼電器盤，在保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂。操作方便、價格便宜等優(yōu)點的基礎上，同時具有現(xiàn)代化生產(chǎn)線所要求的時間響應快、控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計算機接口、維修方便等諸多高品質與功能。這一設想提出后，美國數(shù)字設備公司(DEC)于1

26、969年研制成第一臺PLC，型號為PDP-14，投入通用汽車公司的生產(chǎn)線控制中，取得了令人滿意的效果，從此開創(chuàng)了PLC的新紀元。在短時間內，PLC在其他工業(yè)部門也得到應用。到20世紀70年代初，食品、金屬和制造等工業(yè)部門相繼使用PLC代替繼電器控制設備，邁出其實用化階段的第一步。70年代中期，由于大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使8位微處理器和位片處理器相繼問世，在邏輯運算功能的基礎上，增加了數(shù)值運算。閉環(huán)控制，提高了運算速度，擴大了輸入輸出規(guī)模。在這個時期，日本、西德(原)和法國相繼研制出自己的PLC，我國在1974年也開始研制。70年代末由于超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使PLC向大規(guī)模、高速性能方向發(fā)展

27、，形成了多種系列化產(chǎn)品。進入八九十年代后，PLC的軟硬件功能進一步得到加強，PLC已發(fā)展成為一種可提供諸多功能的成熟的控制系統(tǒng)，能與其他設備通信，生成報表，調度產(chǎn)出，可診斷自身故障及機器故障。PLC未來的發(fā)展不僅依賴于對新產(chǎn)品的開發(fā)，還在于PLC與其他工業(yè)控制設備和工廠管理技術的綜合。無疑， PLC將在今后的工業(yè)自動化中扮演重要角色。在未來的工業(yè)生產(chǎn)中，PLC技術和機器人、CAD/CAM將成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱。1. 目前PLC朝以下幾個方向發(fā)展1) 大型網(wǎng)絡化：主要朝DCS方向發(fā)展，網(wǎng)絡化和強通信能力是PLC發(fā)展的一個主要的方面，向下與多個智能裝置相連，向上與工業(yè)計算機、以太網(wǎng)等相

28、連構成特殊的控制任務。2) 多功能：為了適應特殊功能的需要，連續(xù)推出多種智能模塊，如模擬量輸入輸出、回路控制、通信控制、機械運動控制、高速技術、中斷輸入等。這些智能模塊以微處理器為基礎，其CPU與PLC的CPU并行工作，占用主機CPU時間很少，有利于提高PLC掃描速度和完成特殊的控制任務。3) 高可靠性、好兼容性：由于現(xiàn)代控制系統(tǒng)的可靠性和兼容性日漸受到人們的重視，一些公司強自診斷技術、冗余技術、容錯技術廣泛應用到現(xiàn)有產(chǎn)品中，推出了高可靠的冗余系統(tǒng)。4) 編程語言向高級語言發(fā)展：PLC的編程語言在原有梯形圖語言、順序功能塊和指令表語言基礎上，推出了可運行與計算機windows環(huán)境下，界面友好的

29、強勁的梯形圖和語句表兩種形式的編程、調試、診斷等功能。SIMATIC則使用C/C+等高級語言進行編程，體現(xiàn)了面向未來的種種特征。2. PLC的特點PLC是一種用于工業(yè)自動化控制的專用計算機，實質上屬于計算機控制方式。PLC與普通微機一樣，以通用或專用CPU作為字處理器，實現(xiàn)通道(字)的運算和數(shù)據(jù)存儲，另外還有位處理器(布爾處理器)，進行點(位)運算與控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、維修、編程簡單、靈活性強等特點。1) 可靠性：對可維修的產(chǎn)品，可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性 PLC不需要大量的活動元件和接線電子元件，它的接線大大減少，與此同時，系統(tǒng)的維修簡單，維修時間短。 PLC采用

30、了一系列可靠性設計的方法進行設計，例如，冗余設計，斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復等，提高了MTBF，降低了MTTR，使可靠性提高。 PLC有較高的易操作性，它具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點，一般不易發(fā)生操作的錯誤。 PLC是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設計的控制裝置，它具有比通用計算機控制更簡單的編程語言和更可靠的硬件。采用了精簡化的編程語言，編程出錯率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設計的硬件使可靠性大大提高。 在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如：采用可靠性的元件；采用先進的工藝制造流水線制造；對干擾的屏蔽、隔離和濾波等；對電源的斷電保護；對存儲器內容的保護等。 P

31、LC的軟件方面，也采取了一系列提高系統(tǒng)可靠性的措施。例如：采用軟件濾波；軟件自診斷；簡化編程語言等。2) 易操作性，PLC的易操作性表現(xiàn)在下列幾個方面： 操作方便對PLC的操作包括程序輸入和程序更改的操作。大多數(shù)PLC采用編程器進行輸入和更改的操作。編程器至少提供了輸入信息的顯示，對大中型的PLC，編程器采用了CRT屏幕顯示，因此，程序的輸入直接可以顯示。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需要的地址編號或接點號進行搜索或順序尋找，然后進行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT上顯示。 編程方便PLC有多種程序設計語言可供使用。對電氣技術人員來說，由于梯形圖與電氣原理圖較為接近，容易掌握和理解。采用布爾助

32、記符編程語言時，十分有助于編程人員的編程。 維修方便PLC具有的自診斷功能對維修人員維修技能的要求降低。當系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快的找到故障的部位，以便維修。3) 靈活性，PLC的靈活性表現(xiàn)在以下幾個方面： 編程的靈活性。PLC采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言。編程方法的多樣性使編程方便、應用面拓展。 擴展的靈活性。PLC的擴展靈活性是它的一個重要特點。它可根據(jù)應用的規(guī)模不同，即可進行容量的擴展、功能的擴展、應用和控制范圍的擴展。 操作的靈活性。操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變得十分容易。1.4 變頻調速理論1.4.1 異步

33、電動機調速方式根據(jù)電機學和電力拖動基礎中提供的結論，異步電動機轉速n的轉速方程為：n=n1(1S)=60f1(1S)/p (1.1)式(1.1)中： n電動機的實際轉速；f1電動機定子繞組的供電頻率；p旋轉磁場的磁極對數(shù)；S轉差率，表示定子旋轉磁場的同步轉速n.與n的關系。由上述交流電動機的轉速公式(1.1)可以知道要改變轉速可以采取以下三種基本措施：(1)改變轉差率S； (2)改變磁極對數(shù)p； (3)改變電動機的定子供電頻率。調節(jié)轉差率調速的實質是將輸入功率的一部分轉化為轉差功率以削減軸上輸出功率的大小，迫使電動機運行速度下降。改變電動機的定子供電頻率f(即變頻調速)，可使電機始終運行在高效

34、率區(qū)，并保證良好的動態(tài)性能，是目前最為廣泛使用的調速方式。1.4.2 變頻調速原理由電機學理論，在忽略定子漏阻抗的情況下，三相異步電動機定子每相電壓U；有以下關系式：U1E1=4.44f1N1k1m (1.2)式中：U1定子相電壓；E1定子相電動勢；N1定子相繞組總匝數(shù)；K1基波繞組系數(shù)；m每極氣隙磁通。由上式可以知道：為了保持電動勢的平衡關系，當電源頻率f1改變時，如果電源U1保持不變，那么必然引起氣隙磁通m的變化，但是m的變化都會給異步電動機的運行性能帶來不良影響。所以要必須保持主磁通不發(fā)生改變。由(1.2)式可以看出，m是由E1和f1來共同決定的，對E1和f1進行適當控制，就可以保持m保

35、持額定值不發(fā)生改變。但是這種控制受到基頻f1(電機額定頻率)的影響，在f1 fN（即基頻以上調速控制方式）時，E1的變化規(guī)律不一樣。1.4.3 變頻調速的特點及發(fā)展交流變頻調速技術是強弱電混合、機電一體的綜合性技術，既要處理巨大電能的轉換(整流、逆變)，又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它的共性技術必定分成功率和控制兩大部分。前者要解決與高壓大電流有關的技術問題和新型電力電子器件的應用技術問題，后者要解決(基于現(xiàn)代控制理論的控制策略和智能控制策略)的硬、軟件開發(fā)問題(在目前狀況下主要全數(shù)字控制技術)。接近我們生活的高速電力機車、汽車、電梯、音樂噴泉、冰箱、洗衣機、空調等，采用變頻控制的越來越

36、多。1. 交流變頻調速具有以下特點：1) 可以使普通異步電動機實現(xiàn)無級調速；2) 啟動電流小，減少電源設備容量；3) 啟動平滑，消除機械的沖擊力，保護機械設備；4) 對電機具有保護功能，降低電機的維修費用；5) 具有顯著的節(jié)電效果。2. 其主要發(fā)展方向有如下幾項：1) 實現(xiàn)高水平的控制?；陔妱訖C和機械模型的控制策略，有矢量控制、磁場控制、直接傳矩控制和機械扭振補償?shù)龋换诂F(xiàn)代理論的控制策略，有滑模變結構技術、模型參考自適應技術、采用微分幾何理論的非線性解耦、魯棒觀察器，在某種指標意義下的最優(yōu)控制技術和逆奈奎斯特陣列設計方法等；基于智能控制思想的控制策略，有模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡、專家系統(tǒng)和各種

37、各樣的自優(yōu)化、自診斷技術等。 2) 開發(fā)清潔電能的變流器。所謂清潔電能變流器是指變流器的功率因數(shù)為1，網(wǎng)側和負載側有盡可能低的諧波分量，以減少對電網(wǎng)的公害和電動機的轉矩脈動。對中小容量變流器，提高開關頻率的PWM控制是有效的。對大容量變流器，在常規(guī)的開關頻率下，可改變電路結構和控制方式，實現(xiàn)清潔電能的變換。 3) 縮小裝置的尺寸。緊湊型變流器要求功率和控制元件具有高的集成度，其中包括智能化的功率模塊、緊湊型的光耦合器、高頻率的開關電源，以及采用新型電工材料制造的小體積變壓器、電抗器和電容器。功率器件冷卻方式的改變(如水冷、蒸發(fā)冷卻和熱管)對縮小裝置的尺寸也很有效。4) 高速度的數(shù)字控制。以32

38、位高速微處理器為基礎的數(shù)字控制模板有足夠的能力實現(xiàn)各種控制算法，Windows操作系統(tǒng)的引入使得可自由設計，圖形編程的控制技術也有很大的發(fā)展。5) 模擬與計算機輔助設計(CAD)技術。電機模擬器、負載模擬器以及各種CAD軟件的引入對變頻器的設計和測試提供了強有力的支持。第2章 確定設計方案和系統(tǒng)的構成2.1 方案確定交流變頻調速技術是當今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質量和改善環(huán)境、推動技術進步的一種主要手段。變頻調速以其優(yōu)異的調速和起制動性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點而被國內外公認為最有發(fā)展前途的調速方式。隨著現(xiàn)代化工廠的自動化程度不斷提高，不僅要求控制系統(tǒng)的

39、各個部件具有強大的通訊功能，實現(xiàn)同類控制器間的數(shù)據(jù)交換，還要和目前應用廣泛的PLC、工控機、變頻器等按一定的通訊協(xié)議進行數(shù)據(jù)交換。PLC技術，通訊技術，變頻器技術的飛躍發(fā)展，為我們實現(xiàn)現(xiàn)代化傳動控制系統(tǒng)，達到對控制系統(tǒng)在不同情況下的不同要求，提供了良好的技術基礎和理論基礎。雖然以前也學習過變頻調速的理論知識，對變頻器和可編程控制器也比較了解，但是要想很好的完成這次的畢業(yè)設計，我知道自己的能力和知識還差很遠，尤其是對于PROFIBUS-DP總線和組態(tài)軟件確實知之甚少，幾乎沒什么概念，所以剛開始的時候，心里一點底都沒有，找資料又不知道該從何入手，于是找到了趙老師訴說自己的心情，想放棄這個課題。聽了

40、我的訴說，趙老師沒有責怪我，而是耐心的勸說我，幫我建立起必勝的信心，然后又細心的指導我該如何的查找收集資料，如何的篩選有用的資料，而且還給了好一些比較好的有用的資料。于是每天去圖書館查找資料。從網(wǎng)站上下載了很多有關PLC、變頻器、電動機、變頻調速和網(wǎng)絡系統(tǒng)的資料，于是自己大概有了一個頭緒。接下來的任務就是抓緊時間閱讀手頭上的資料，及時把握相關信息，為以后的課題設計、論文寫作做好鋪墊。本課題的關鍵是PLC的構成、原理、接線及其網(wǎng)絡系統(tǒng)，所以我們最基本的工作就是從PLC入手，學好掌握好PLC 的原理及使用方法，只有打好基礎，才會有高樓大廈。于是我從圖書館借了關于西門子PLC系列的教材，如深入淺出西

41、門子S7-300PLC等，我們雖然用的主要是S7-400，但西門子系列的都是相容相通，它的基本指令都是一樣的，只要抓住核心內容就行了。在開始幾周的時間里，大部分時間就是用來熟悉相關軟件，如Step7、組態(tài)軟件等，以前基本上沒有涉及到這方面的知識，所以初學起來感覺比較吃力。但在趙老師和我自己的努力下，經(jīng)過反復的練習和摸索，最后終于掌握了基本的操作、編程等。最后剩下來的任務就是方案的確定和系統(tǒng)的調試以及論文的書寫。經(jīng)過一兩個月的準備工作，結合課題任務要求，確定了本課題的方案。基于變頻調速控制系統(tǒng)的種種優(yōu)點，我們采用基于西門子PLC的變頻調速的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，通過S7-400與工業(yè)以太網(wǎng)上的工程師站或

42、操作員站進行通訊，上位機通過軟件設計編程可以實現(xiàn)對電動機進行實時遠程監(jiān)控。S7-400與PROFIBUS-DP總線進行通訊，再通過變頻器對電動機進行開環(huán)閉環(huán)變頻調速等控制，編程站和人機交換界面-觸摸屏通過Profibus-DP總線進行通訊，在編程站編寫好程序，寫入S7-400和S7-300中，我們可以通過操作員站，也可以通過觸摸屏來實現(xiàn)對電動機的各項遠程監(jiān)控操作。而變頻器通過COMBIT MASTER CB15或COMBIMASTER CB155通訊口來實現(xiàn)與Profibus-DP總線相連。輸入/輸出信號在PLC接線端子上的地址分配是進行PLC控制系統(tǒng)設計的基礎。對軟件來說，I/O地址分配以后

43、才可進行編程；對控制柜及PLC的外圍接線來說，只有I/O地址確定以后，才可以繪制電氣接線圖、裝配圖。2.2 主電路的設計本課題設計的變頻調速系統(tǒng)單元，采用交流變頻調速，通過控制變頻器來實現(xiàn)三相異步電動機的開閉環(huán)、正反轉和快慢速的轉換。其具體工作過程如下：從電網(wǎng)上接入380V交流三相電源，首先通過一個空氣開關作為漏電保護，然后接入三個熔斷器作為過流保護。電動機三相U、V、W接在變頻器的輸出端口，輸入端口L1、L2、L3通過了A級濾波器連接在交流接觸器KM1上，變頻電機的風機則通過熱繼電器FR1連接在交流接觸器KM2上，再連接到交流接觸器KM1的電網(wǎng)上。接下來是變頻電機簡單的起、停、開閉環(huán)、變頻調

44、速電器控制線路。其控制線路說明如下：QF1為空氣斷路器，當空氣開關閉合，沒有按下啟動按鈕SB1時，交流接觸器KM1處于斷開狀態(tài)；當按下起動按鈕SB1時，接通交流接觸器KM1，KM1繼電器通電，交流接觸器KM1保持通電狀態(tài)，可編程序控制器運行，輸出端給變頻器一個啟動信號，電源指示燈HR4亮。在運行中按下停止按鈕SB2，則KM1繼電器斷電，交流接觸器KM1斷開。同時我們還用了熱繼電器FR1，用于過載保護。在加速和減速過程以外，電機一直是穩(wěn)速運行。變頻電機的加速、減速、慢速和穩(wěn)速運行全部都由變頻器控制。加速和減速過程時間的長短，以及穩(wěn)速值的大小由人為在變頻器中根據(jù)需要設定。變頻調速控制電氣圖如附錄圖

45、A所示：2.3 網(wǎng)絡系統(tǒng)組成及說明本系統(tǒng)中，對三相異步電機采用一臺變頻器來進行頻率的調節(jié)控制。通過PLC輸出的模擬量信號作為變頻器的控制端輸人信號，由總線Profibus-DP作為信號的傳輸通道，完成對電動機的自動控制。變頻調速器對電機具有完善的自我保護和電機保護的功能，它通過接受PLC的信號控制電機轉速大小，并且向PLC反饋自身的工作狀態(tài)信號，當發(fā)生故障時，能夠向PLC及上位機發(fā)出報警信號。由于變頻調速是通過改變電動機定子供電頻率以改變同步轉速來實現(xiàn)的，故在調速過程中從高速到低速都可以保持有限的轉差功率，因此具有高效率、寬范圍、高精度的調速性能。2.3.1 系統(tǒng)說明本課題是由三個站點（工程師

46、站、操作員站、編程站）、工業(yè)以太網(wǎng)、Prifibus-DP總線、S7-400、S7-300、變頻器、三相異步電動機以及人機交換界面-觸摸屏組成。本系統(tǒng)網(wǎng)絡結構圖如圖2.1所示：西門子工業(yè)以太網(wǎng)的建立需要相應的軟件支持，STEP7是西門子工業(yè)自動化控制系統(tǒng)軟件，該軟件為模塊化的軟件，在本體軟件的基礎上有很多可選軟件能和其實現(xiàn)無縫連接，本系統(tǒng)選用的是西門子的工業(yè)網(wǎng)絡軟件Soft Net，該軟件和STEP7配合能組建西門子的工業(yè)以太網(wǎng)、DP網(wǎng)等，并能PLC編程，如圖2.1所示。圖 2.1 系統(tǒng)結構圖系統(tǒng)網(wǎng)絡結構的最上一層為SIEMENS工業(yè)以太網(wǎng)，該網(wǎng)絡上有兩臺計算機，分別為工程師站和操作員站，工程

47、師站安裝有監(jiān)控軟件組態(tài)王運行狗，負責整個監(jiān)控系統(tǒng)的運行；同時作為OPC服務器，負責與PROFIBUS主站-西門子S7400系列可編程CPU412-2DP交換數(shù)據(jù)，使組態(tài)王的變量與PLC中的各個控制點關聯(lián)起來。工程師站、操作員站、CPU412-2DP是通過SIEMENS工業(yè)以太網(wǎng)電氣鏈路模塊（相當于HUB）6GV1 105-3AA0互相連接通訊；其中工程師站和操作員站分別裝有SIEMENS專用工業(yè)以太網(wǎng)卡CP1612；而CPU412-2DP則是通過CP443-1工業(yè)以太通訊模塊連接。（該模塊的作用相當于PLC的以太網(wǎng)卡），同時CPU412-2DP是OPC客戶端。在以太網(wǎng)中是通過各站點的IP地址來

48、標識身份的。第二層為PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)，各站點是通過DP地址來標識身份的，本系統(tǒng)的各站點地址分別為：主站CPU412-2DP其DP地址為2，掛在DP總線上的各從站點分別：CPU315-2DP其DP：3；變頻器其DP：5， CP5613其DP：0（系統(tǒng)規(guī)定，一般不允許更改），觸摸屏其DP：1（系統(tǒng)規(guī)定，一般不允許更改）由系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構圖，可以看出本課題的關鍵主要在于網(wǎng)絡系統(tǒng)的構成和編程站程序的編寫。程序編出來以后，接下來的工作就是利用組態(tài)軟件把控制圖組態(tài)到操作員站點，再連接寫入到PLC 當中去，這樣就可以把整個系統(tǒng)結構連接到一起，組成相通的網(wǎng)絡系統(tǒng)。變頻器通過DP通訊模塊掛在主站S

49、7400上，在硬件組態(tài)時，系統(tǒng)會自動分配通訊字地址給變頻器，通訊字為16位，分為控制字和狀態(tài)字，控制字用于發(fā)指令控制變頻器，狀態(tài)字用于反應變頻器的工作狀態(tài)。變頻器驅動一臺變頻電機，變頻電機的軸上裝有旋轉編碼器，旋轉編碼器的脈沖信號送至S7 300中的FM350高速記數(shù)模塊檢測轉速。變頻器在程序中設有兩種控制方式：開環(huán)和閉環(huán)，開環(huán)控制模式時，變頻器的轉速直接由PLC發(fā)出的頻率信號（050Hz）確定；閉環(huán)模式時，PLC給出轉速設定值，與旋轉編碼器檢測的速度信號比較，經(jīng)PID運算后控制變頻器轉速。(由于電源通斷的順序問題，可能有時變頻器會處于報錯狀態(tài)而通訊不上，只要按一次變頻器上的Fn鍵即可恢復)。

50、2.3.2 以太網(wǎng)絡及組成SIEMENS工業(yè)以太網(wǎng)的硬件結構：西門子工業(yè)以太網(wǎng)其本質上與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)一樣，只是其硬件都是工業(yè)級專用，如網(wǎng)卡、網(wǎng)線、鏈路模塊（HUB）等；PLC連接以太網(wǎng)是通過以太網(wǎng)通訊模塊來實現(xiàn)，采用標準的TCP/IP通訊協(xié)議，10M帶寬，硬件結構見圖2.2所示： 圖 2.2 以太網(wǎng)硬件結構圖以太網(wǎng)作為通信網(wǎng)絡的技術優(yōu)勢：1. 以太網(wǎng)是一種標準的開放式網(wǎng)絡，采用TCPIP通信協(xié)議，可以解決物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層和傳輸層采用統(tǒng)一的通信協(xié)議的問題，不同廠商的控制網(wǎng)絡很容易互聯(lián)。2. 以太網(wǎng)能便捷地訪問遠程系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程診斷和遠程維護，共享訪問多數(shù)據(jù)庫。3. 以太網(wǎng)使以萬維網(wǎng)為基

51、礎的所有手段可以移植到管控一體化系統(tǒng)中來。4. 能降低系統(tǒng)成本，包括技術人員培訓費用、網(wǎng)絡維護費用及系統(tǒng)初期投資。以太網(wǎng)作為現(xiàn)場總線的技術優(yōu)勢：1. 可以保證現(xiàn)場總線技術可持續(xù)發(fā)展。2. 廣泛的開發(fā)技術支持。3. 可以有大量硬件產(chǎn)品選擇。4. 可以擁有大量的軟件資源。5. 可以避免現(xiàn)場總線技術游離于計算機網(wǎng)絡技術發(fā)展主流之外，使現(xiàn)場總線技術和計算機網(wǎng)絡主流技術很好地融合起來，形成現(xiàn)場總線技術和一般的計算機網(wǎng)絡技術同步發(fā)展的局面。在設備中心網(wǎng)絡結構中，IO設備連接到以太網(wǎng)或連接到以太網(wǎng)兼容的IO數(shù)據(jù)集中器上。在這種結構中，以太網(wǎng)取代了現(xiàn)場總線，真正構成了從企業(yè)的上層和底層統(tǒng)一的以太網(wǎng)結構。如用O

52、ptimation公司的Opti Logic以太網(wǎng)RTU構成的設備中心網(wǎng)絡結構，如圖2.3所示： 本系統(tǒng)中工業(yè)以太網(wǎng)的主要作用是連接上位機和S7-400，以實現(xiàn)上位機對變頻器和三相異步電動機的控制。圖2.3 設備中心網(wǎng)絡結構2.3.3 系統(tǒng)DP拓撲結構及說明系統(tǒng)的DP拓撲結構圖如圖2.5所示，即整個網(wǎng)絡系統(tǒng)各被控單元（變頻電動機、電梯等）通過PROFIBUS-DP總線連接起來，系統(tǒng)為每塊分配了相應的DP地址。本課題的變頻調速單元通過DP總線與上位機、觸摸屏等站點連接起來以實現(xiàn)變頻調速的控制。西門子CPU412-2DP和CPU315-2DP都帶有兩個通訊口，一個為MPI另一個為DP，在出廠時，新

53、的PLC其MPI地址和DP地址都為2，因此在CPU首次使用時，若系統(tǒng)中DP總線上有兩個以上的CPU就必須先對每個CPU進行單獨DP地址設置，否則系統(tǒng)將報錯，地址重復。CP5613既可設置為DP也可設置為MPI，先將CP5613設置為MPI方式，然后用一根兩端裝有總線接頭的DP電纜（注：電纜和總線接頭MPI和DP是一樣的）一端插在CP5613上，另一端插在PLC的MPI口上，通過STEP7就可以和PLC連接上了，此時通訊占用MPI口，DP口被自由釋放，可以修改地址。本系統(tǒng)就是通過此方式將CPU412-2DP的DP地址設置為2，CPU315-2DP的DP地址設置為3，ET200M、變頻器的DP地址

54、通過其自身撥碼開關設置，網(wǎng)關和觸摸屏可通過其設置按鍵設置。一般情況下，為保證系統(tǒng)的通訊可靠，我們只修改DP的地址，DP的通訊速率等參數(shù)均采用系統(tǒng)的默認值（1.5Mbps），這樣一致性好，且不會出錯。當硬件連接好后，主要是通過STEP7軟件中的管理器來組態(tài)各硬件之間的關系。首先在管理器中建立各個站（這里主要是指建立各類型主站），本系統(tǒng)各類型主站分別為：S7300 Station、S7400 Station、PC Station (5613)、PC Station 1 (1612)、PC Station 2 (1612)，然后再分別對每個站進行硬件配置，此處必須與實物對應，包括具體的槽位、各組件的

55、產(chǎn)品序列號等，當配置PLC的CPU時，系統(tǒng)會自動提示網(wǎng)絡選擇。本系統(tǒng)的DP主站CPU412-2DP，而CPU315-2DP也是主站類型PLC，在硬件設置時要將其改為從站，此時系統(tǒng)會要求你選擇和主站的數(shù)據(jù)交換方式，選擇MS方式，即主從方式，再設置相應的數(shù)據(jù)交換區(qū)間以及長度，這里的交換區(qū)間是指PI和PQ，S7300和S7400都有此兩個稱之為外部輸入輸出的交換區(qū)，交換數(shù)據(jù)的方式是交叉的，區(qū)間定義好了后，S7300和S7400的數(shù)據(jù)交換就會通過DP總線自動進行，無須編寫通訊程序，如圖2.4所示：圖2.4 S7300和S7400通過DP的主從方式交換數(shù)據(jù)例如：當設置了 S7 300的PQW100與S7400的PIW100交換數(shù)據(jù)，S7 400的PQW100與S7300的PIW100交換數(shù)據(jù)。在S7300中PQW100的狀態(tài)會自動同步反應在S7400的PIW100上，在S7400中對PQW100的操作將自動同步反應在S7300的PIW1