課題七_(dá)PLC、變頻器和觸摸屏綜合應(yīng)用

1、 本課題任務(wù)：本課題任務(wù)：任務(wù)一任務(wù)一 電動(dòng)機(jī)調(diào)速與故障報(bào)警電動(dòng)機(jī)調(diào)速與故障報(bào)警任務(wù)二任務(wù)二 PID算法與水箱水位控制算法與水箱水位控制任務(wù)引入任務(wù)引入 本任務(wù)控制要求如下：本任務(wù)控制要求如下： 1電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)由PLC、模擬量擴(kuò)展模塊、觸摸、模擬量擴(kuò)展模塊、觸摸屏和變頻器構(gòu)成，要求控制功能強(qiáng)，操作方便。屏和變頻器構(gòu)成，要求控制功能強(qiáng)，操作方便。 2可以在屏幕上通過修改和設(shè)定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)電可以在屏幕上通過修改和設(shè)定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制。動(dòng)機(jī)調(diào)速控制。 3既可以通過觸摸屏操作畫面上的既可以通過觸摸屏操作畫面上的“啟動(dòng)啟動(dòng)”、“停止停止”按鈕對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控

2、制，也可以由啟動(dòng)按鈕對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，也可以由啟動(dòng)/停止按鈕進(jìn)行控制。停止按鈕進(jìn)行控制。外接硬件外接硬件“緊急停止緊急停止”按鈕用于生產(chǎn)現(xiàn)場出現(xiàn)緊急情況或按鈕用于生產(chǎn)現(xiàn)場出現(xiàn)緊急情況或觸摸屏無法顯示時(shí)停機(jī)。觸摸屏無法顯示時(shí)停機(jī)。4出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)停車并顯示故障畫面。出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)停車并顯示故障畫面。 相關(guān)知識相關(guān)知識PLC轉(zhuǎn)換指令轉(zhuǎn)換指令 項(xiàng)目項(xiàng)目整數(shù)轉(zhuǎn)雙整數(shù)整數(shù)轉(zhuǎn)雙整數(shù)雙整數(shù)轉(zhuǎn)整數(shù)雙整數(shù)轉(zhuǎn)整數(shù)雙整數(shù)轉(zhuǎn)實(shí)數(shù)雙整數(shù)轉(zhuǎn)實(shí)數(shù)四舍五入取整四舍五入取整取整取整梯形梯形圖圖指令指令表表ITD IN，OUTDTI IN，OUTDTR IN，OUTROUND IN，OUTTRUNC IN，OUT1. ITD將整

3、數(shù)值將整數(shù)值IN轉(zhuǎn)換成雙整數(shù)值，存入轉(zhuǎn)換成雙整數(shù)值，存入OUT2. DTI將一個(gè)雙整數(shù)值將一個(gè)雙整數(shù)值IN轉(zhuǎn)換成一個(gè)整數(shù)值，存入轉(zhuǎn)換成一個(gè)整數(shù)值，存入OUT3. DTR將一個(gè)將一個(gè)32位，有符號整數(shù)值位，有符號整數(shù)值IN轉(zhuǎn)換成一個(gè)轉(zhuǎn)換成一個(gè)32位實(shí)數(shù)，存位實(shí)數(shù)，存入入OUT4. ROUND將實(shí)數(shù)值將實(shí)數(shù)值IN轉(zhuǎn)換成雙整數(shù)值，存入轉(zhuǎn)換成雙整數(shù)值，存入OUT。如果小數(shù)部。如果小數(shù)部分大于等于分大于等于0.5，則數(shù)字向上取整。，則數(shù)字向上取整。 5. TRUNC將一個(gè)實(shí)數(shù)值將一個(gè)實(shí)數(shù)值IN轉(zhuǎn)換成一個(gè)雙整數(shù)，存入轉(zhuǎn)換成一個(gè)雙整數(shù)，存入OUT。只有。只有實(shí)數(shù)的整數(shù)部分被轉(zhuǎn)換，小數(shù)部分舍去。實(shí)數(shù)的整數(shù)部分

4、被轉(zhuǎn)換，小數(shù)部分舍去。 任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施 一、主電路一、主電路二、二、PLC控制電路控制電路 三、觸摸屏的組態(tài)三、觸摸屏的組態(tài) 1. 建立觸摸屏與建立觸摸屏與PLC的通訊連接的通訊連接 2. 創(chuàng)建變量創(chuàng)建變量 3. 組態(tài)監(jiān)控畫面組態(tài)監(jiān)控畫面 4. 組態(tài)設(shè)置畫面組態(tài)設(shè)置畫面 5. 報(bào)警的組態(tài)報(bào)警的組態(tài) （1）報(bào)警類別的設(shè)置）報(bào)警類別的設(shè)置 （2）離散量報(bào)警的組態(tài)）離散量報(bào)警的組態(tài) （3）模擬量報(bào)警的組態(tài)）模擬量報(bào)警的組態(tài) （4）報(bào)警窗口和報(bào)警指示器的組態(tài)）報(bào)警窗口和報(bào)警指示器的組態(tài) 監(jiān)控畫面應(yīng)用模板監(jiān)控畫面應(yīng)用模板設(shè)置畫面應(yīng)用模板設(shè)置畫面應(yīng)用模板四、編寫四、編寫PLC控制程序控制程序 1. 電動(dòng)

5、機(jī)轉(zhuǎn)速的測量與顯示電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測量與顯示 類別類別地址地址作用作用高速計(jì)數(shù)器高速計(jì)數(shù)器HSC0SMB37控制字節(jié)控制字節(jié)SMB38初始值初始值HC0當(dāng)前值當(dāng)前值觸摸屏顯示的當(dāng)前轉(zhuǎn)速觸摸屏顯示的當(dāng)前轉(zhuǎn)速VW10速度顯示存儲器速度顯示存儲器定時(shí)器定時(shí)器T38采樣時(shí)間采樣時(shí)間圖圖7.10 旋轉(zhuǎn)編碼器接線旋轉(zhuǎn)編碼器接線 2. 電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)/停止與調(diào)速停止與調(diào)速 符符 號號地地 址址注注 釋釋觸摸屏觸摸屏“啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)按鈕”M0.0啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)按鈕觸摸屏觸摸屏“停止按鈕停止按鈕”M0.1停止按鈕停止按鈕SB1按鈕按鈕I0.7緊急停車緊急停車SB2按鈕按鈕I1.0啟動(dòng)啟動(dòng)SB3按鈕按鈕I1.1

6、停止停止KMQ0.0控制電動(dòng)機(jī)控制電動(dòng)機(jī)存儲器存儲器VW20觸摸屏設(shè)定轉(zhuǎn)速觸摸屏設(shè)定轉(zhuǎn)速存儲器存儲器AQW0模擬量輸出存儲器模擬量輸出存儲器3. 故障控制故障控制 字字事故信息事故信息MW10字節(jié)字節(jié)MB10MB11位位M11.7M11.6M11.5M11.4M11.3M11.2M11.1M11.0故障故障信息信息緊急停緊急停車車車門打開車門打開故障故障變頻器變頻器故障故障控制電路控制電路跳閘跳閘主電路主電路跳閘跳閘輸入輸入I0.7I0.6I0.5I0.4I0.3五、操作步驟五、操作步驟按圖按圖7.1和圖和圖7.2連接控制連接控制線路線路 接通接通QS、QF2，撥狀態(tài)開關(guān)于撥狀態(tài)開關(guān)于“RUN

7、” 圖圖7.117.13下載到下載到PLC 把已組態(tài)的觸把已組態(tài)的觸摸屏畫面下載摸屏畫面下載到觸摸屏到觸摸屏 用用RS485電電纜將纜將PLC和和觸摸屏連接觸摸屏連接 按表按表7.7設(shè)設(shè)置變頻器置變頻器參數(shù)參數(shù) 觸摸屏中設(shè)置觸摸屏中設(shè)置設(shè)定轉(zhuǎn)速為設(shè)定轉(zhuǎn)速為700r/min、軋、軋車轉(zhuǎn)速為車轉(zhuǎn)速為100r/min 點(diǎn)擊點(diǎn)擊“啟動(dòng)啟動(dòng)” 或按或按SB2，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng) 模擬各種模擬各種故障發(fā)生故障發(fā)生按按SB3或觸或觸摸屏的摸屏的“停停止止”按鈕，按鈕，電動(dòng)機(jī)停止電動(dòng)機(jī)停止 任務(wù)引入任務(wù)引入 有一個(gè)水箱需要維持一定的水位（例如，有一個(gè)水箱需要維持一定的水位（例如，75%水位高度），該水位高度

8、），該水箱的水以變化的速度流出，這就需要一個(gè)用變頻器控制的電水箱的水以變化的速度流出，這就需要一個(gè)用變頻器控制的電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)水泵供水。當(dāng)出水量增大時(shí)，變頻器輸出頻率提高，動(dòng)機(jī)拖動(dòng)水泵供水。當(dāng)出水量增大時(shí)，變頻器輸出頻率提高，使電動(dòng)機(jī)升速，增加供水量；反之電動(dòng)機(jī)降速，減少供水量，使電動(dòng)機(jī)升速，增加供水量；反之電動(dòng)機(jī)降速，減少供水量，始終維持水位不變化。始終維持水位不變化。 相關(guān)知識相關(guān)知識PID指令指令 1. PID算法算法 離散化離散化地址偏地址偏移量移量 參參 數(shù)數(shù) 數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式 參數(shù)類型參數(shù)類型 說說 明明 0過程變量當(dāng)前值過程變量當(dāng)前值PVn雙字，實(shí)數(shù)雙字，實(shí)數(shù)輸入輸入必須在必須在0.

9、01.0范圍內(nèi)范圍內(nèi) 4給定值給定值SPn雙字，實(shí)數(shù)雙字，實(shí)數(shù)輸入輸入必須在必須在0.01.0范圍內(nèi)范圍內(nèi) 8輸出值輸出值Mn雙字，實(shí)數(shù)雙字，實(shí)數(shù)輸入輸入/輸出輸出在在0.01.0范圍內(nèi)范圍內(nèi) 12增益增益KC雙字，實(shí)數(shù)雙字，實(shí)數(shù)輸入輸入比例常量，可為正數(shù)或負(fù)數(shù)比例常量，可為正數(shù)或負(fù)數(shù) 16采樣時(shí)間采樣時(shí)間TS雙字，實(shí)數(shù)雙字，實(shí)數(shù)輸入輸入以秒為單位，必須為正數(shù)以秒為單位，必須為正數(shù) 20積分時(shí)間積分時(shí)間TI雙字，實(shí)數(shù)雙字，實(shí)數(shù)輸入輸入以分鐘為單位，必須為正數(shù)以分鐘為單位，必須為正數(shù) 24微分時(shí)間微分時(shí)間TD雙字，實(shí)數(shù)雙字，實(shí)數(shù)輸入輸入以分鐘為單位，必須為正數(shù)以分鐘為單位，必須為正數(shù) 28上一次

10、的積分值上一次的積分值Mx雙字，實(shí)數(shù)雙字，實(shí)數(shù)輸入輸入/輸出輸出0.01.0之間之間(根據(jù)根據(jù)PID運(yùn)算結(jié)果運(yùn)算結(jié)果更新更新) 32上一次過程變量上一次過程變量PVn-1雙字，實(shí)數(shù)雙字，實(shí)數(shù)輸入輸入/輸出輸出最近一次最近一次PID運(yùn)算值運(yùn)算值在許多控制系統(tǒng)中，只需要一種或兩種回路控制類型。例如在許多控制系統(tǒng)中，只需要一種或兩種回路控制類型。例如只需要比例回路或者比例積分回路。通過設(shè)置常量參數(shù)，可只需要比例回路或者比例積分回路。通過設(shè)置常量參數(shù)，可以選擇需要的回路控制類型。以選擇需要的回路控制類型。如果不想要積分動(dòng)作（如果不想要積分動(dòng)作（PID計(jì)算中沒有計(jì)算中沒有“I”），），可以把積分可以把積

11、分時(shí)間（復(fù)位）置為無窮大時(shí)間（復(fù)位）置為無窮大“INF”。即使沒有積分作用，積分。即使沒有積分作用，積分項(xiàng)還是不為零，因?yàn)橛谐踔淀?xiàng)還是不為零，因?yàn)橛谐踔礛X。如果不想要微分回路，可以把微分時(shí)間置為零。如果不想要微分回路，可以把微分時(shí)間置為零。如果不想要比例回路，但需要積分或積分微分回路，可以把如果不想要比例回路，但需要積分或積分微分回路，可以把增益設(shè)為增益設(shè)為0.0，系統(tǒng)會在計(jì)算積分項(xiàng)和微分項(xiàng)時(shí)，把增益當(dāng)系統(tǒng)會在計(jì)算積分項(xiàng)和微分項(xiàng)時(shí)，把增益當(dāng)作作1.0看待?？创?。2. PID控制回路類型的選擇控制回路類型的選擇 3. PID指令指令LADSTL說說 明明PID TBL，LOOPTBL：參數(shù)表起

12、始地址：參數(shù)表起始地址VB，數(shù)據(jù)類型：字節(jié)數(shù)據(jù)類型：字節(jié)LOOP：回路號，常量（：回路號，常量（07），），數(shù)據(jù)類型：字節(jié)數(shù)據(jù)類型：字節(jié)任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施 一、編寫一、編寫PLC控制程序控制程序 1. PID回路參數(shù)表回路參數(shù)表 地地 址址參參 數(shù)數(shù)輸入數(shù)值輸入數(shù)值VD100過程變量當(dāng)前值過程變量當(dāng)前值PVn壓力傳感器提供的模擬量經(jīng)壓力傳感器提供的模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的標(biāo)準(zhǔn)值轉(zhuǎn)換后的標(biāo)準(zhǔn)值VD104給定值給定值SPn0.75VD108輸出值輸出值MnPID回路的輸出值回路的輸出值VD112增益增益KC0.25VD116采樣時(shí)間采樣時(shí)間TS0.1VD120積分時(shí)間積分時(shí)間TI30.0VD124微分

13、時(shí)間微分時(shí)間TD0.02. PLC控制程序控制程序 （1）水位控制主程序）水位控制主程序 字字事故信息事故信息MW10字節(jié)字節(jié)MB10MB11位位M11.7M11.6M11.5M11.4M11.3M11.2M11.1M11.0故障信故障信息息變頻器變頻器故障故障控制電路控制電路跳閘跳閘主電路主電路跳閘跳閘輸入輸入I0.5I0.4I0.3（2）水）水位控制位控制子程序子程序 （3）中斷服務(wù)程序）中斷服務(wù)程序 將模擬量輸入模塊提供的過程變量將模擬量輸入模塊提供的過程變量PVn轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)（0.01.0之間的實(shí)數(shù)）之間的實(shí)數(shù)） (/)NormRawRRSpanOffset其中

14、：其中： RNorm標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)值；標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)值； RRaw沒有標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)值或原值；沒有標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)值或原值； Offset單極性為單極性為0.0，雙極性為，雙極性為0.5； Span值域大小，可能的最大值減去可能的最小值（單極性為值域大小，可能的最大值減去可能的最小值（單極性為32 000，雙極性為，雙極性為64 000）。）。 PID運(yùn)算的輸出是標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)值運(yùn)算的輸出是標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)值Mn，要進(jìn)行控制，就必須先，要進(jìn)行控制，就必須先將其刻度化。將其刻度化。 ()*ScalnRMOffsetSpan其中：其中： RScal回路輸出的刻度實(shí)數(shù)值；回路輸出的刻度實(shí)數(shù)值； Mn回路輸出的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)值；回路輸出的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)值； Offset單極性為單極性為0.0，雙極性為，雙極性為0.5； Span值域大小，可能的最大值減去可能的最小值（單極性為值域大小，可能的最大值減去可能的最小值（單極性為32,000，雙極性為，雙極性為64,000）。）。 二、觸摸屏的組態(tài)二、觸摸屏的組態(tài) 1. 建立觸摸屏與建立觸摸屏與PLC的通訊連接的通訊連接 2. 創(chuàng)建變量創(chuàng)建變量 3. 組態(tài)監(jiān)控畫面組態(tài)監(jiān)控畫面 4. 報(bào)警的組態(tài)報(bào)警的組態(tài)三、操作步驟三、操作步驟按圖按圖7.1和圖和圖7.15連接控制連接控制線路線路 接通接通QS、QF2，撥狀態(tài)開關(guān)于撥狀態(tài)開關(guān)于“RUN” 圖圖7.1