山大《自動控制系統(tǒng)》實驗指導書

1、自動控制系統(tǒng)實 驗 指 導 書 山 東 大 學 目 錄實驗要求.1實驗一、晶閘管直流調速系統(tǒng)主要單元調試.4實驗二、驗證反饋定理和抑制定理.8實驗三、雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調速系統(tǒng).13實驗四、全數(shù)字調速控制系統(tǒng)組態(tài)基礎.18實驗五、全數(shù)字調速器參數(shù)設計及調試.30實驗六、基于PROFIBUS-DP網(wǎng)絡的HMI與調速器、 PLC之間的通訊控制實驗42實驗七、觸摸屏組態(tài)編輯操作基礎入門.52實 驗 要 求一、實驗預習預習是實驗前的重要準備工作，是保證實驗順利進行的必要步驟，也是培養(yǎng)學生獨立工作能力、提高實驗質量與效果的重要環(huán)節(jié)。要求做到：實驗前應復習有關課程的章節(jié)，熟悉有關理論知識。認真閱讀實驗

2、指導及有關實驗裝置的介紹，了解實驗目 的、內容、要求、方法和系統(tǒng)的工作原理，明確實驗過程中應注意的問題，有些內容可到實驗室對照實物預習。畫出實驗線路，明確接線方式，擬出實驗步驟，并預測實 驗結果及大致趨勢，做到心中有數(shù)。二、實驗操作與記錄整個實驗過程中必須嚴肅認真，集中精力，及時做好實驗。1、分工配合、協(xié)調工作每次實驗3-4人為一組，分工進行記錄、接線、起動操作調節(jié)負載、測量轉速及其他物理量等工作，要求在實驗過程中人人動手、協(xié)調操作，做到實驗內容完整、數(shù)據(jù)正確。2、按圖接線、力求簡明接線原則是先串聯(lián)后并聯(lián)，即由電源開始先連接主要的串聯(lián)電路，串聯(lián)電路接好后再把并聯(lián)支路逐段并上。主回路與控制回路應

3、分清，根據(jù)電流大小，主回路用粗導線連接，控制回路用細導線連接，每個接線柱上的接線盡量不超過二根。3、按照計劃、操作測試按實驗步驟、由簡到繁逐步進行操作，實驗中要嚴格遵守操作規(guī)程和注意事項，仔細觀察實驗中的現(xiàn)象，認真做好數(shù)據(jù)測試工作，并結合理論分析與預測趨勢相比較，判斷數(shù)據(jù)的合理性。4、認真負責、完成實驗實驗完畢，應將記錄數(shù)據(jù)交教師審閱，經(jīng)教師認可后才允許拆線、整理現(xiàn)場，并做到導線分類整理，儀表、工具物歸原處。三、安全操作注意事項 1、人體不可接觸帶電線路，接線或拆線都必須在切斷電源情況下進行。學生完成接線允許合閘時，須招呼全組同學引起注意后方可合上電源，實驗中如發(fā)生事故，應立即切斷電源開關，并

4、保持線路原狀和故障現(xiàn)場，報告和協(xié)同教師查清問題、妥善處理故障后才能繼續(xù)進行實驗。2、操作開關時應迅速果斷、快合、快斷，以免產(chǎn)生電弧燒壞觸刀，合閘時應使觸刀投入靜插座，保持接觸良好。3、除作階躍起動試驗外，系統(tǒng)起動前負載電阻必須放在最大 值，給定電位器必須退回到零位后，才允許合閘起動，并慢慢增加給定，以免元件和設備過載損壞。實驗過程中，若突然發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)停止供電，須立即切斷實驗室地點的全部電源開關。若在實驗中接線偶然脫落，也須很快切斷電源，只準在切斷電源后才可以把導線接回原處。總電源由實驗室工作人員負責操作。四、實驗報告實驗完成后，應及時整理實驗數(shù)據(jù)，撰寫實驗報告。實驗報告一般應包括如下幾個環(huán)節(jié)：實

5、驗題目實驗原理實驗設備實驗內容與步驟實驗結果與分析問題討論與建議具體內容可按照各個實驗的具體要求進行。實驗報告書寫過程中，要求內容完整、書寫工整、公式和作圖規(guī)范。實驗1 晶閘管直流調速系統(tǒng)主要單元調試 = 1 * DBNUM3 一實驗目的1熟悉直流調速系統(tǒng)主要單元部件的工作原理及調速系統(tǒng)對其提出的要求。2掌握直流調速系統(tǒng)主要單元部件的調試步驟和方法 = 2 * DBNUM3 二實驗內容1控制回路調節(jié)器的調試2主回路晶閘管整流單元波形觀測 = 3 * DBNUM3 三實驗設備及儀器1教學實驗臺主控制屏。2NMCL31A組件3NMCL18組件4NMCL33組件5雙蹤示波器6萬用表 = 4 * DB

6、NUM3 四實驗方法1控制回路調節(jié)器的調試（1）電流調節(jié)器（ACR）的調試 按圖1-1接線，DZS(零速封鎖器)的扭子開關扳向“封鎖”。 = 1 * GB3 調整輸出正,負限幅值 “9”、“10”端 接可調電容，使調節(jié)器為PI調節(jié)器，加入一定的輸入電壓，調整正，負限幅電位器，使輸出正負最大值大于6V。 = 2 * GB3 測定輸入輸出特性 將反饋網(wǎng)絡中的電容短接（“9”、“10”端短接），使調節(jié)器為P調節(jié)器，向調節(jié)器輸入端逐漸加入正負電壓，測出相應的輸出電壓，直至輸出限幅值，并畫出曲線。 = 3 * GB3 將反饋網(wǎng)絡中的電容接入，使調節(jié)器為PI調節(jié)器，向調節(jié)器輸入端逐漸加入正負電壓，測出相應

7、的輸出電壓，直至輸出限幅值，并畫出曲線。（2）速度調節(jié)器（ASR）的調試 按圖1-1接線。 = 1 * GB3 調整輸出正、負限幅值 “5”、“6”端 接可調電容，使ASR調節(jié)器為PI調節(jié)器，加入一定的輸入電壓（由NMCL31A的給定提供，以下同），調整正、負限幅電位器RP1、RP2，使輸出正負值等于5V。 = 2 * GB3 測定輸入輸出特性 將反饋網(wǎng)絡中的電容短接（“5”、“6”端短接），使ASR調節(jié)器為P調節(jié)器，向調節(jié)器輸入端逐漸加入正負電壓，測出相應的輸出電壓，直至輸出限幅值，并畫出曲線。 = 3 * GB3 測定輸入輸出特性 將反饋網(wǎng)絡中的電容接入電路，使ASR調節(jié)器為PI調節(jié)器，向

8、調節(jié)器輸入端逐漸加入正負電壓，測出相應的輸出電壓，直至輸出限幅值，并畫出曲線。2主回路晶閘管整流單元波形觀測按圖12接線?？勺冸娮鑂G可選擇2個900并聯(lián)。G（給定）直接加至Uct。合上主電源，調節(jié)主控制屏輸出電壓Uuv、Uvw、Uwu，從0V調至220V。（1）移相觸發(fā)電路脈沖觀察，檢查晶閘管脈沖是否正常用雙蹤示波器觀察NMCL33的雙脈沖觀察孔，應有雙脈沖，且間隔均勻，幅值相同；觀察每個晶閘管的控制極、陰極電壓波形，應有幅值為1V2V的雙脈沖。（2）調節(jié)Uct，使在30o90o范圍內改變，用示波器觀察整流電壓ud=f（t）波形。驗證整流電路工作正常。圖1-1 控制回路調節(jié)器調試電路。圖1-

9、2 晶閘管整流單元五實驗報告1簡述調速系統(tǒng)調試基本原則。2記錄雙脈沖觀察孔脈沖波形，觀察其相位關系。3觀察記錄=30O、90O時，整流電壓ud=f（t）波形實驗二 驗證反饋定理和抑制定理一實驗目的1熟悉晶閘管實驗裝置的結構。2驗證抑制定理并求解出抑制比。3通過改變負載驗證反饋定理的正確性。4學習反饋控制系統(tǒng)的調試技術。二預習要求1了解速度調節(jié)器在比例工作與比例積分工作時的輸入輸出特性。2弄清不可逆單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的工作原理。三實驗設備及儀表1教學實驗臺主控制屏。2NMCL31A組件3NMCL33組件4NMEL03組件5NMCL18組件6電機導軌及測速發(fā)電機、直流發(fā)電機M017直流電動機M03

10、8雙蹤示波器9萬用表四注意事項1直流電動機工作前，必須先加上直流激磁。2接入ASR構成轉速負反饋時，為了防止振蕩，可預先把ASR的RP3電位器逆時針旋到底，使調節(jié)器放大倍數(shù)最小，同時，ASR的“5”、“6”端接入可調電容（預置7F）。3測取靜特性時，須注意主電路電流不許超過電機的額定值（1A）。4三相主電源連線時需注意，不可換錯相序。5系統(tǒng)開環(huán)連接時，不允許突加給定信號Ug起動電機。6改變接線時，必須先按下主控制屏總電源開關的“斷開”紅色按鈕，同時使系統(tǒng)的給定為零。7雙蹤示波器的兩個探頭地線通過示波器外殼短接，故在使用時，必須使兩探頭的地線同電位（只用一根地線即可），以免造成短路事故。五實驗內

11、容實驗線路如圖2-1和圖2-2圖2-1單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)主電路1求取調速系統(tǒng)在無轉速負反饋時的開環(huán)工作機械特性。a斷開ASR的“3”至Uct的連接線，G（給定）直接加至Uct，且Ug調至零，直流電機勵磁電源開關閉合。b合上主控制屏的綠色按鈕開關，調節(jié)三相調壓器的輸出，使Uuv、Uvw、Uwu=200V。c調節(jié)給定電壓Ug，使直流電機空載轉速n0=1500轉/分，調節(jié)直流發(fā)電機負載電阻，在空載至額定負載的范圍內測取78點，讀取整流裝置輸出電壓Ud，輸出電流id以及被測電動機轉速n。數(shù)據(jù)記錄在下表中：id（A）Ud（V）n（r/min）3帶轉速負反饋有靜差工作的系統(tǒng)靜特性a斷開G（給定）和Uct的

12、連接線，ASR的輸出接至Uct，把ASR的“5”、“6”點短接。b合上主控制屏的綠色按鈕開關，調節(jié)Uuv，Uvw，Uwu為200伏。c調節(jié)給定電壓Ug使被測電動機空載轉速n0=1500轉/分，調節(jié)ASR的調節(jié)電容以及反饋電位器RP3，使電機穩(wěn)定運行。調節(jié)直流發(fā)電機負載電阻，在空載至額定負載范圍內測取78點，讀取Ud、id、n。id（A）Ud（V）n（r/min）圖2-2 單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)控制電路4測取調速系統(tǒng)在帶轉速負反饋時的無靜差閉環(huán)工作的靜特性a斷開ASR的“5”、“6”短接線，“5”、“6”端接可調電容，可預置7F，使ASR成為PI（比例積分）調節(jié)器。b調節(jié)給定電壓Ug，使電機空載轉速

13、n0=1500轉/分。在額定至空載范圍內測取78個點。id（A）Ud（V）n（r/min）六實驗報告1繪制實驗所得靜特性，并進行分析、比較。2求出當負載電阻改變時（即Id改變時），閉環(huán)系統(tǒng)的抑制比，并得出結論。3比較開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)，驗證反饋定理。比較有靜差和無靜差系統(tǒng)，得出P調節(jié)器和PI調節(jié)器特性。實驗三 雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調速系統(tǒng)一實驗目的1了解雙閉環(huán)不可逆直流調速系統(tǒng)的原理，組成及各主要單元部件的原理。2掌握雙閉環(huán)不可逆直流調速系統(tǒng)的調試步驟，方法及參數(shù)的整定。3. 在突加給定的條件下：觀察n=f (t) ,Id=f (t) 的起動波形。二實驗內容1機械特性的測定。2閉環(huán)控制特性的測定

14、。3觀察，記錄系統(tǒng)動態(tài)波形。三實驗系統(tǒng)組成及工作原理雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調速系統(tǒng)由電流和轉速兩個調節(jié)器綜合調節(jié)，由于調速系統(tǒng)調節(jié)的主要量為轉速，故轉速環(huán)作為主環(huán)放在外面，電流環(huán)作為付環(huán)放在里面，這樣可抑制電網(wǎng)電壓波動對轉速的影響，系統(tǒng)工作時，先給電動機加勵磁，改變給定電壓的大小即可方便地改變電機的轉速。ASR,ACR均有限幅環(huán)節(jié)，ASR的輸出作為ACR的給定，利用ASR的輸出限幅可達到限制起動電流的目的, ACR的輸出作為移相觸發(fā)電路的控制電壓，利用ACR的輸出限幅可達到限制min和min的目的。當加入給定Ug后，ASR即飽和輸出，使電動機以限定的最大起動電流加速起動，直到電機轉速達到給定轉

15、速（即Ug=Ufn），并出現(xiàn)超調后，ASR退出飽和，最后穩(wěn)定運行在略低于給定轉速的數(shù)值上。四實驗設備及儀器1教學實驗臺主控制屏。2NMCL31A組件3NMCL33組件4NMEL03組件5NMCL18組件6電機導軌及測速發(fā)電機、直流發(fā)電機M017直流電動機M038雙蹤示波器9萬用表五注意事項1三相主電源連線時需注意，不可換錯相序。2系統(tǒng)開環(huán)連接時，不允許突加給定信號Ug起動電機3改變接線時，必須先按下主控制屏總電源開關的“斷開”紅色按鈕，同時使系統(tǒng)的給定為零。4進行閉環(huán)調試時，若電機轉速達最高速且不可調，注意轉速反饋的極性是否接錯。5雙蹤示波器（自備）的兩個探頭地線通過示波器外殼短接，故在使用時

16、，必須使兩探頭的地線同電位（只用一根地線即可），以免造成短路事故。六實驗方法雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調速系統(tǒng)的主電路及控制電路見圖3-1和3-2 將ASR,ACR均接成PI調節(jié)器接入系統(tǒng)，形成雙閉環(huán)不可逆系統(tǒng)。ASR的調試：（a）反饋電位器RP3逆時針旋到底，使放大倍數(shù)最?。?（b）“5”、“6”端接入可調電容，預置57F； （c）調節(jié)RP1、RP2使輸出限幅為5V。系統(tǒng)動態(tài)波形的觀察用數(shù)字示波器記錄動態(tài)波形。觀察，記錄下面動態(tài)波形：突加給定起動時，電動機電樞電流波形和轉速波形。（注：電動機電樞電流波形的觀察可通過ACR的第“1”端 轉速波形的觀察可通過ASR的第“1”端）七實驗報告分析由數(shù)字示

17、波器記錄下來的動態(tài)波形。圖3-1雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調速系統(tǒng)主電路圖3-2雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調速系統(tǒng)控制電路實驗4 全數(shù)字調速控制系統(tǒng)組態(tài)基礎一、實驗目的、熟悉全數(shù)字直流調速器的結構及網(wǎng)絡傳動控制系統(tǒng)(實驗臺)的實際組成。、了解OP1S操作控制面板的使用方法。、熟悉軟件系統(tǒng)組態(tài)方法及常用參數(shù)的設置、修改和調讀。二、操作控制面板(OP1S)按鍵功能操作面板(OP1S)(如圖1-1所示)不是一個隨機所帶操作面板(可選件)， 主要可用于對調速器進行參數(shù)設置和顯示。參數(shù)及參數(shù)值和說明有德語、英語、法語、西班牙語和意大利語的文字顯示。選擇功能碼P050=1為英語。圖1-1操作面板功能說明在O P

18、1 S背面有一個9 針SUB-D插頭，通過該插頭可與電源接通并與連接的調速器進行通訊(如圖1-2所示)。圖1-2NOTE:在端子控制狀態(tài)下，OP1S上的開機鍵和關機鍵不起作用。三、OP1S顯示屏顯示設置及主要參數(shù)功能、OP1S顯示屏顯示設置圖1-4圖1-3OP1S操作控制面板可以將我們需要顯示的5個參數(shù)同時顯示在4行顯示屏內。在4行顯示屏內顯示的這5個參數(shù)由參數(shù)代碼為U049(2049)的功能碼來規(guī)定，U049功能碼有5個可變地址，這5個可變地址與4行顯示屏之間的位置關系如圖1-3所示。 出廠時的默認值如圖1-4所示，它們分別代表的功能是：i001: 第1 行左邊=電樞電流額定值的百分數(shù)(功能

19、碼是：r019)i002: 第1 行中右部=實際電樞電壓值(功能碼是：r038)i003: 第2 行(實際值)，僅只讀參數(shù)=速度調節(jié)器的實際反饋值的百分數(shù)(功能碼是：r025)i004: 第3 行(設定值)= 速度調節(jié)器的實際給定值的百分數(shù)(功能碼是：r028)i005: 第4 行=運行狀態(tài)顯示(功能碼是：r059)注意：第1 行右上角為總線地址，該地址由參數(shù)碼P786來設置。2、主要功能碼參數(shù)表(1)參數(shù)號功 能參數(shù)號功 能r000運行顯示P450 - P453用脈沖編碼器的位置檢測r001 -P050一般只讀參數(shù)P455 - P458連接器選擇開關P051- r059訪問權等級P460 -

20、 P473電動電位計U0490P1S運行顯示參數(shù)設定P480 - P485振蕩P067 - P079SIMOREG DC MASTER 功率部分定義P490 - P498“電動機接口”的定義P080 - P096整流器控制設定值P500 - P503轉矩層輸入的配置P100 - P139電動機的定義P509 - P515速度限幅調節(jié)器P140 - P148脈沖編碼器定義，使用脈沖編碼器作為速度檢測P520 - P530摩擦補償P150 - P165電樞電流閉環(huán)控制，自動換向部分，電樞觸發(fā)單元P540 - P546轉動慣量補償(接入dv/dt)P169 - P191電流限幅，轉矩限幅P550 -

21、 P567速度調節(jié)器(速度調節(jié)器詳細參數(shù)見P200 - P236)P200 - P236速度調節(jié)器(速度調節(jié)器其他參數(shù)P550 P567)P580 - P583勵磁反向P250 - P265勵磁電流閉環(huán)控制，勵磁觸發(fā)單元P590 - P597信號的輸入量P272 - P284EMF 閉環(huán)控制P600 - P646閉環(huán)控制的配置P295 - P319斜坡函數(shù)發(fā)生器P648 - P691控制字，狀態(tài)字P320 - P323給定值處理P692 - P698進一步的配置方法P351 - P364監(jiān)控功能和限幅的設定值P700 - P746模擬量輸入(主實際值，主給定值，可選輸入)P370 - P399

22、限幅值監(jiān)控的設定值P749 - P769模擬量輸出P401 - P416可設置的固定值P770 - P778開關量輸出P421 - P428固定控制位P780 - P819基本整流器上串行接口的配置P430 - P445數(shù)字給定輸入(固定給定值，點動和爬行給定)P820 - P821監(jiān)控功能的解除四、6RA70全數(shù)字直流調速器接線原理圖.圖1-5注意：除旋轉編碼器外虛線表示待接導線五、實驗內容1、將轉速給定、轉速反饋、電機轉速、速度調節(jié)器的輸出和轉矩限幅器的輸出等參數(shù)顯示在OP1的初始界面中操作步驟與OP1顯示序號操作步驟OP1顯示備 注1合上勵磁電源開關合上主回路電源空開按動主回路送電按鈕經(jīng)

23、過大約30秒后OP1顯示結果見“OP1顯示”項此時運行指示燈“run”在閃爍2按一下 鍵Slave CUD: 設置主控板Free access:自由設置Upread:上傳Down Load:下載3按一下 鍵PO51：設置參數(shù)讀、寫屬性4按一下 鍵5輸入：、PO51=40：開鎖6按一下 鍵開鎖狀態(tài)參數(shù)保存7修改OP1S初始畫面顯示輸入：、此時用“2”代替“U”字母。U049：初始畫面顯示參數(shù)設定。8按一下 鍵(修改第1變址顯示參數(shù))9按一下 鍵10輸入：、在OP1S的第一行左邊顯示速度調節(jié)器的給定值11按一下 鍵12按一下 鍵13按一下鍵14按一下 鍵15輸入：、在OP1S的第一行右邊顯示速度調

24、節(jié)器的反饋值16按一下 鍵17按一下 鍵18按一下鍵19按一下 鍵20輸入：、此時用“2”代替“n”字母。在OP1S的第二行顯示電機實際轉速值21按一下鍵22按一下鍵23按一下鍵24按一下鍵25輸入：、在OP1S的第三行顯示電樞回路晶閘管整流裝置的觸發(fā)角。26按一下鍵27按一下鍵28按一下鍵29按一下鍵30輸入：、在第四行顯示轉矩限幅器的輸出31按一下鍵32輸入：、返回初始畫面33先按調速器使能按鈕，后按調速器啟動按鈕。調整“模擬輸入給定”的大?。ㄞD速從-500+500），觀察OP1S操作面板顯示屏的變化情況，計算轉速反饋系數(shù)的大小。(速度調節(jié)器給定值10V=100%)34結束實驗：先按調速器

25、使能按鈕，后按調速器啟動按鈕。、將默認控制系統(tǒng)圖1組態(tài)成圖2所示控制系統(tǒng)圖1控制系統(tǒng)默認組態(tài)圖2 轉速電流雙閉環(huán)邏輯無環(huán)流可逆調速系統(tǒng)組態(tài)操作步驟與OP1顯示序號操作步驟OP1顯示備 注1按一下 鍵2輸入：、 、進入斜坡函數(shù)模塊的輸入端。3按一下 鍵(修改第1變址顯示參數(shù))4按一下 鍵5輸入：、將給定處理器模塊(G113)的輸出端接斜坡函數(shù)模塊的輸入端。(見圖2)6將P644的其它變址都改為“0011”7輸入： 、 、進入轉矩限幅器的塊的輸入端。8按一下鍵9按一下鍵10輸入： 將轉矩限幅器模塊的輸入端置零。(見圖2)11按一下鍵12輸入： 、 、，然后按兩下鍵13輸入：14按兩下鍵進入電流調節(jié)

26、器模塊的輸入端。15按一下鍵16輸入：、將速度調節(jié)器模塊的輸出端接電流調節(jié)器模塊的輸入端。(見圖2)17按一下鍵.18輸入： 19先按調速器使能按鈕，后按調速器啟動按鈕調整“模擬輸入給定”的大小（轉速從-500+500），觀察OP1S操作面板顯示屏的變化情況，記錄觀察結果20結束實驗：先按調速器使能按鈕，后按調速器啟動按鈕。3將圖2所示控制系統(tǒng)改回默認控制系統(tǒng)圖1 原默認參數(shù)表功能碼變 址001002003004005U049r019r038r025r028r059P644K206K206K206K206無P601K1410K1340125六、實驗報告要求實驗步驟不用寫。求出轉速反饋系數(shù)的大小

27、。附錄1：主要功能碼參數(shù)表(2)參數(shù)號功 能參數(shù)號功 能r018顯示(電樞)觸發(fā)角角度P601電樞電流調節(jié)器給定的源r019顯示電樞電流的實際值P607主驅動轉矩給定的源r025速度調節(jié)器的反饋值P644主給定值的源r026顯示速度調節(jié)器的給定值r028顯示斜坡函數(shù)發(fā)生器的輸入值r038顯示實際電樞電壓值r059顯示運行狀態(tài)r071顯示調速器主電路的輸入電壓n024顯示電機的實際轉速值實驗5 全數(shù)字調速器參數(shù)設計及調試一、實驗目的、熟悉全數(shù)字直流調速器基本參數(shù)的設計過程。、了解旋轉編碼器的使用方法。、熟悉掌握全數(shù)字直流調速器參數(shù)優(yōu)化過程。二、6RA70全數(shù)字直流調速器輸入輸出端子接線原理圖 1

28、、主電路輸出端子接線主電路輸出端子1D1、1C1和3C、3D的接線如圖2-1所示)，實線接線表示已經(jīng)連接完成，虛線表示待接導線。其它接線請參見實驗一。圖21操作面板功能說明2、控制電路端子接線控制電路接線端子已經(jīng)接入模擬輸入給定電位器，原理圖見圖21，實物圖見圖22。控制電路接線端子還接入了調速器啟動和使能按鈕，原理圖見圖21，實物圖見圖22。注意它們都是帶自鎖的按鈕。圖22圖23三、恢復出廠設置組態(tài)OP1S顯示屏的顯示參數(shù)第一步合上勵磁電源開關合上主回路電源空開按動主回路送電按鈕經(jīng)過大約30秒后OP1顯示屏進入運行顯示畫面(形式與圖2-3相同)。連續(xù)按動“P”鍵兩次，使OP1顯示屏的左上角成

29、為“P051”顯示狀態(tài)，然后令“P051：21”，按動“P”后調速器開始自動恢復出廠設置，完成后顯示“P051：40”?！?0”所表示功能見表3-1。表3-1 參數(shù)訪問權限碼功能碼參數(shù)功能說明出廠設置修改時的狀態(tài)P=0510、無訪問權21、恢復工廠設置所有參數(shù)復位到他們的缺省值(工廠設置)，參數(shù)P051 則自動被復位到工廠設置“40”。22、執(zhí)行內部偏置補償25、對于預控制和電流調節(jié)器的優(yōu)化運行(電樞和勵磁)26、速度調節(jié)器優(yōu)化運行27、勵磁減弱優(yōu)化運行28、摩擦和轉動慣量補償?shù)膬?yōu)化運行29、具有擺動機構的傳動系統(tǒng)的速度調節(jié)器優(yōu)化40、對于受權服務人員的參數(shù)值訪問權40可在線修改第二步在OP1

30、顯示屏的左上角為“P051”顯示狀態(tài)下，輸入初始畫面顯示功能碼2049(“2”代表“U”字母)，OP1顯示屏的左上角變?yōu)閁049.001。其功能含義如表3-2所示。表3-2 U049功能碼說明變址在OP1顯示屏上的位置設置要求出廠設置U049.001第1 行左邊26(速度調節(jié)器的給定值)19(電樞電流額定值的百分數(shù))U049.002第1 行中右部25(速度調節(jié)器的反饋值)38(實際電樞電壓值)U049.003第2 行(僅顯示只讀參數(shù))2024(電動機實際轉速)25(速度調節(jié)器的反饋值)U049.004第3行18 (電樞回路晶閘管整流裝置的觸發(fā)角)28(經(jīng)過斜坡發(fā)生器后的速度調節(jié)器的實際給定值的

31、百分數(shù))U049.005第4行43(P044內所連接的內容)59(運行狀態(tài)顯示)按動“P”鍵進入每一變址，按照表3-2所示設置要求進行修改參數(shù)。注意：第1 行右上角為USS通訊總線地址，該地址由參數(shù)碼P786來設置。四、6RA70全數(shù)字直流調速器參數(shù)設置及優(yōu)化1、設置調速器輸出電流的比率輸入完表3-2之后，在OP1S顯示屏左上角為U049.005時(如果不是此狀態(tài)按動“P”鍵可進入此狀態(tài))，輸入“76”，然后按動“P”鍵將進入速度調節(jié)器輸出電流大小的設定位置。按照下表4-1所示參數(shù)進行參數(shù)輸入。(因為實際所帶電機的額定電流為2.2A,調速器的額定電流為15A,并考慮到電動機的過載倍數(shù),所以選定

32、為2030%.)表4-1 調速器輸出電流比率設定表參數(shù)號功能說明設定要求出廠值P076.001所帶電動機與調速器額定電樞電流的比率20%100%P076.002所帶電動機與調速器額定勵磁電流的比率20%100%2、設置調速器的輸入電壓輸入完表4-1之后，在OP1S顯示屏的左上角顯示P076.002時 (如果不是此狀態(tài)按動“P”鍵可進入此狀態(tài)) ，輸入“78”，然后按動“P”鍵將進入速度調節(jié)器供電電源大小的設定位置。按照下表4-2所示參數(shù)進行參數(shù)輸入。表4-2 調速器輸入電壓設定表參數(shù)號功能說明設定值出廠值P078.001電樞回路整流器交流側供電電壓(單位: 伏)400V400VP078.002

33、勵磁回路整流器交流側供電電壓(單位: 伏)400V400V3、輸入電動機的額定參數(shù)輸入完表4-2之后，在OP1S顯示屏的左上角顯示P078.002時 (如果不是此狀態(tài)按動“P”鍵可進入此狀態(tài))，參照電動機銘牌上的數(shù)據(jù),按照下表4-3所示參數(shù)進行參數(shù)輸入。表4-3 輸入電動機的額定參數(shù)參數(shù)號功能說明設定要求出廠值P100電樞額定電流(A)4.40.0P101電樞額定電壓(V)220400P102勵磁額定電流(A)0.260.00P104速度n1 (rpm)10005000P105電樞電流I1 (A)2.20.1P106速度n2 (rpm)15005000P107電樞電流I2 (A)2.20.1P

34、108最大運行速度n3 (rpm)18005000P109和速度有關的電流限幅激活10P114電動機熱時間常數(shù)(min)1010.04、旋轉編碼器參數(shù)設定輸入完表4-3之后，在OP1S顯示屏的左上角顯示P114時，(如果不是此狀態(tài)按動“P”鍵可進入此狀態(tài))，參照旋轉編碼器銘牌上的數(shù)據(jù),按照下表4-4所示參數(shù)號進行填表，輸入?yún)?shù)。表4-4 輸入旋轉編碼器的參數(shù)參數(shù)號功能說明設定值出廠值P0830、速度反饋待定1、速度反饋由測速發(fā)電機提供。2、速度反饋由脈沖旋轉編碼器提供。3、速度反饋由反電勢(EMF)提供。4、速度反饋自由構造20P140選擇脈沖編碼器類型20P141脈沖編碼器的脈沖數(shù)(脈沖數(shù)/

35、轉)1024500P142設置脈沖編碼器的信號電壓11P143設置脈沖編碼器的最大運行速度(轉/分鐘)1200500.05、電動機勵磁控制方式設置輸入完表4-4之后，在OP1S顯示屏的左上角顯示P143時(如果不是此狀態(tài)按動“P”鍵可進入此狀態(tài))，輸入“82”，按動“P”鍵后,0P1S顯示屏的左上角將顯示“P082”。然后令“P082：3”，“3”表示電動機勵磁方式為他勵，參見表4-5所示。表4-5 電動機勵磁方式參數(shù)P082的選擇功能功 能 說 明設定值出廠值不使用勵磁(如對于永磁電動機)。勵磁由進線接觸器轉換，如果電樞和勵磁功率部件的電源同時接入或斷開(勵磁觸發(fā)脈沖與進線接觸器的合閘/分閘

36、同時地使能/禁止，勵磁電流按勵磁時間常數(shù)衰減)，則必須選擇這個設置。在整流器已經(jīng)達到運行狀態(tài)o7 或更高時，達到在參數(shù)P258 中設置的時間以后，在P257 中設置的停機勵磁自動接入。勵磁持續(xù)有效。勵磁用信號“輔助傳動合閘”(B0251)來切換11、外部勵磁功率部件，將線路板C98043-A7044 (40A-勵磁功率部件)用接頭X102 接至線路板C98043-A7002 或C98043-A7003 上。勵磁的控制同參數(shù)為1 的說明。12、同參數(shù)為11 的說明，但勵磁的控制同參數(shù)為2 的說明。13、同參數(shù)為11 的說明，但勵磁的控制同參數(shù)為3 的說明。14、同參數(shù)為11 的說明，但勵磁的控制

37、同參數(shù)為4 的說明外部勵磁單元。21、專用使用外部勵磁單元。22、同參數(shù)為21 的說明，但勵磁的控制同參數(shù)為2 的說明。23、同參數(shù)為21 的說明，但勵磁的控制同參數(shù)為3 的說明。24、同參數(shù)為21 的說明，但勵磁的控制同參數(shù)為4 的說明。306、電動機的電樞電流、輸出轉矩限幅設置設置它們就是設置速度調節(jié)器的輸出限幅值，如果勵磁電流恒定不變電樞電流與勵磁電流成正比。勵磁方式選擇完成后，在OP1S顯示屏的左上角顯示P082時(如果不是此狀態(tài)按動“P”鍵可進入此狀態(tài))，按照下表4-6所示參數(shù)進行電動機的電樞電流、輸出轉矩限幅設置參數(shù)設置。表4-6 電動機的電樞電流、輸出轉矩限幅設置表參數(shù)號功能說明

38、設定值出廠值電流限幅P171電動機正向電流限幅(為P100 的百分數(shù))110%100%P172電動機反向電流限幅(為P100 的百分數(shù))110%-100&轉矩限幅P180電動機正向轉矩限幅(為電機額定轉矩的百分數(shù))110%300%P181電動機正向轉矩限幅(為電機額定轉矩的百分數(shù))110%-300&7、控制系統(tǒng)模塊組態(tài)控制系統(tǒng)的默認模塊組態(tài)圖6-1所示，在OP1S顯示屏的左上角顯示P181時(如果不是此狀態(tài)按動“P”鍵可進入此狀態(tài))，輸入“644”，按動“P”鍵后,0P1S顯示屏的左上角將顯示“P644”。然后將“P644：206”，改為“P644：011”，輸入默認控制系統(tǒng)模塊組態(tài)圖1，將自

39、動變成圖2所示控制系統(tǒng)。8、調速器參數(shù)自動最優(yōu)化運行 調節(jié)器能對如下兩組參數(shù)進行最優(yōu)化處理： P110、P111、P112、P155、P156、P255、P256、P826和P225、P226、P228 第一步：電樞、勵磁的預控制和電流調節(jié)器參數(shù)優(yōu)化方法：調速器在運行狀態(tài)o7.0 或o7.1 (停機!)下，進入“P051”界面。令“P051 ：25”，按動“P”鍵，然后先按調速器使能按鈕，后按調速器啟動按鈕。調速器將自動進行電樞和勵磁的預控制和電流調節(jié)器的優(yōu)化運行(持續(xù)大約40s)。將運行結果填入表8-1。第二步：速度調節(jié)器參數(shù)優(yōu)化方法：調速器在運行狀態(tài)o7.0 或o7.1 (停機!)下，進入

40、“P051”界面。令“P051 ：26”，按動“P”鍵，然后先按調速器使能按鈕，后按調速器啟動按鈕。調速器將自動進行電樞和勵磁的預控制和電流調節(jié)器的優(yōu)化運行(持續(xù)大約6 秒)。將運行結果填入表8-1。圖6-1控制系統(tǒng)默認組態(tài)圖6-2轉速電流雙閉環(huán)邏輯無環(huán)流可逆調速系統(tǒng)組態(tài)表8-1 調速器自動優(yōu)化的參數(shù)參數(shù)編碼功 能 說 明自動最優(yōu)化后出廠設置當P05125時能優(yōu)化的參數(shù)P110電樞回路電阻這個參數(shù)在預控制和電流調節(jié)器的優(yōu)化運行過程中(電樞和勵磁)被自動設置0P111電樞回路電感這個參數(shù)在預控制和電流調節(jié)器的優(yōu)化運行過程中(電樞和勵磁)被自動設置0mHP112勵磁回路電阻這個參數(shù)在預控制和電流調

41、節(jié)器的優(yōu)化運行過程中(電機和勵磁)被自動設置0P155電樞電流調節(jié)器的P 增益這個參數(shù)在預控制和電流調節(jié)器(電樞和勵磁)的優(yōu)化運行過程中被自動設置0.1P156電樞電流調節(jié)器的積分時間這個參數(shù)在預控制和電流調節(jié)器(電樞和勵磁)的優(yōu)化運行過程中被自動設置0.200SP255勵磁電流調節(jié)器P 增益這個參數(shù)在預控制和電流調節(jié)器的優(yōu)化運行(電樞和勵磁)過程中被自動設置5.00P256勵磁電流調節(jié)器的積分時間這個參數(shù)在預控制和電流調節(jié)器的優(yōu)化運行(電樞和勵磁)過程中被自動設置0.200SP826自然換相時間點的校正如果出現(xiàn)不同電樞電流波頭高度 (盡管是恒定的觸發(fā)角)，他可以通過在參數(shù)P826 中的電源相

42、的觸發(fā)角參考時間的偏置設置來校正。一個電源相(UV，UW，VW，VU，WU，WV)被分配給每一個參數(shù)的變址(i001 i006)。參數(shù)的設置每增加數(shù)值1 相當于觸發(fā)角增加1.333 s (在50 Hz 電源頻率時為0.024 度)，從而減小了在相應電源相的電樞電流的波頭。P826 在對于預控制和電流調節(jié)器(電樞和勵磁)的優(yōu)化運行過程自動設置(P051=25) (僅當U800=0；當U800=1 或2，參數(shù)P826.001006 設置為0)0當P05126時能優(yōu)化的參數(shù)P225速度調節(jié)器P 增益亦見對于“速度調節(jié)器自適應”功能(P550 P559)的設置值。這個參數(shù)在速度調節(jié)器優(yōu)化運行過程中自動

43、設置(P051=26)。3.00P226速度調節(jié)器積分時間這個參數(shù)在速度調節(jié)器優(yōu)化運行過程中自動設置0.650P228速度給定的濾波時間給定的濾波是通過PT1 元件。這個參數(shù)在速度調節(jié)器優(yōu)化運行過程中(P051=26)被自動設置到與速度調節(jié)器積分時間相同的值。當斜坡函數(shù)發(fā)生器正在使用時，可使用參數(shù)化一個較低的數(shù)值。0五、觀察調速器的運行狀態(tài)先按調速器使能按鈕，后按調速器啟動按鈕。然后進入“主給定值”模擬量輸入的規(guī)格化界面（P701），分別令“P701：70”；“P701：6 0”； “P701：50”時，調整“模擬輸入給定”的大小。觀察轉速、電流和電樞電壓的變化情況，記錄觀察結果填入下表：P7

44、01轉速變化范圍電樞電流變化范圍負載電流變化范圍電樞電壓變化范圍30%40%50%說明：這個參數(shù)確定了在模擬量輸入端輸入量相對于一個10V 輸入電壓(或一個20mA電流輸入)所生成的百分數(shù)的值。計算方法：對于電壓輸入: 其中：Y表示輸入電壓X 所生成的百分數(shù)的值；X表示輸入電壓，單位為伏。對于電流輸入: Y 表輸入電流X 所生成的百分數(shù)的值；X 表示輸入電流，單位為mA。結束實驗：先按調速器使能按鈕，后按調速器啟動按鈕。六、實驗報告要求實驗步驟不用寫。如果最優(yōu)化過程不順利，請分析其原因?？刂葡到y(tǒng)模塊組態(tài)為什么一般在參數(shù)優(yōu)化之前？總結調速器的參數(shù)設置及組態(tài)過程及規(guī)律。實驗6基于PROFIBUSD

45、P網(wǎng)絡的HMI與調速器、PLC之間的通訊控制實驗一、實驗目的、了解由PROFIBUS-DP網(wǎng)絡組成的最小典型自動控制系統(tǒng)的組成（調速器、PLC和HMI組成的控制系統(tǒng)）。、熟悉HMI觸摸屏的操作使用過程。、熟悉觸摸屏設置與讀取全數(shù)字調速器參數(shù)的過程。二、自動控制系統(tǒng)網(wǎng)絡傳動實驗臺結構了解 1、了解PROFIBUSDP網(wǎng)絡的連接打開實驗臺的兩個前門和后門，我們可以看到每個實驗臺都有如圖31所示結構(僅有一個實驗臺有PLC)，并注意每個連接器撥斷開關的位置。圖31每個實驗臺PROFIBUS-DP連接示意圖2、觸摸屏(TP270)電氣連結原理圖觸摸屏采用西門子公司生產(chǎn)的TP270(6#)，控制電路接線

46、原理圖如圖32(B)所示。觸摸屏正面(用戶使用面)和給觸摸屏供電的開關如圖32(A)所示。圖32圖33三、觸摸屏使用操作過程觸摸屏送電后的初始狀態(tài)如圖3-3所示，用手觸摸“進入操作系統(tǒng)”功能塊后，觸摸屏進入如圖3-4所示畫面。在此畫面內觸摸“返回首頁”功能塊，觸摸屏畫面將會返回到圖3-3界面。圖34下面以小車往復運動模擬實驗為例介紹一般觸摸屏的使用方法。在如圖3-4所示畫面內，用手觸摸“小車往復運動實驗”功能塊，觸摸屏會自動調出如圖3-5所示畫面。在如圖3-5所示畫面內，觸摸電動機轉速給定設置方框內的數(shù)值輸入塊，觸摸屏會自動調出數(shù)值輸入鍵盤供用戶使用，如圖3-6所示畫面。圖35圖36在如圖3-

47、6所示畫面內，如果令電動機的轉速為200rpm,可以觸摸“2”、“0”和“0”這三個鍵盤，結果如圖3-7所示，如果輸入完數(shù)據(jù)后觸摸“回車”鍵，觸摸屏會自動返回到原來畫面，如圖3-8所示。圖37圖38圖39圖310在如圖3-8所示畫面內，如果觸摸“前進”按鈕，圖中的小車會以200rpm向右運行，如圖3-9所示，如果小車運行到右端會自動停止，如圖3-10所示。如果此時觸摸“后退”按鈕，小車會自動后退運行，并且電動機也自動反轉運行，電動機反轉狀態(tài)如圖3-11所示。無論小車（電動機）是在正向運行，還是在反向運行，如果在運行期間觸摸“停止”按鈕，小車會立即停止在當時運動的位置；如果觸摸“復位”按鈕，小車

48、會立即停在最左端。如果小車位置不在右端，觸摸“前進”按鈕，小車會繼續(xù)向右運行；如果小車位置不在左端，觸摸“后退”按鈕，小車會繼續(xù)向左運行。圖311當觸摸“返回目錄”按鈕時，觸摸屏會切換到圖3-4所示界面，選擇其它控制系統(tǒng)。四、用觸摸屏設置與讀取全數(shù)字調速器參數(shù)的程序分析1、畫面切換分析在小車往復運動實驗中，除初始畫面（如圖33所示）和菜單畫面（如圖34所示）外，僅使用了一個如圖35所示的畫面。它們三個畫面在觸摸屏組態(tài)程序的名稱如圖312所示。圖312它們之間的切換關系圖313所示。圖313圖314在PIC1畫面中組態(tài)調用PIC2畫面的編輯過程如圖314所示。在PIC2畫面中組態(tài)調用PIC3畫面

49、的編輯過程如圖315所示。圖315在PIC2畫面中組態(tài)返回PIC1畫面的編輯過程如圖316所示。圖316在PIC3畫面中組態(tài)返回PIC2畫面的編輯過程如圖317所示。在圖317所示返回按鈕中可以看出除有返回PIC2畫面命令，還有一條VAR_11指令，該觸摸屏指令的作用是，將觸摸狀態(tài)傳送給主站PLC中的一個內部觸點M1.3，M1.3可以使解除電動機運行的自保持狀態(tài)，導致電動機運行停止。如圖318所示(左邊是觸摸屏組態(tài)命令，右邊是PLC中的有關程序)，也就是說此時的返回按鈕有兩種功能：其一，返回PIC2畫面；其二，當需要返回PIC2畫面時，如果忘記了按電動機停止按鍵，電動機會自動停止運行。圖317

50、圖3182、速度設定與讀取功能分析在PIC3畫面組態(tài)中，使用輸入域功能，如圖319所示，觸摸屏中的變量VAR_98將從觸摸屏中輸入的數(shù)據(jù)（例如轉速200），通過PROFIBUSDP網(wǎng)絡傳送給主站PLC中的DBD40存儲器內（如圖319所示），主站PLC又將此數(shù)據(jù)使用SFC15“DPWR_DAT”發(fā)送命令，通過PROFIBUSDP網(wǎng)絡傳送給調速器，如圖320所示。圖319圖320在PIC3畫面組態(tài)中，使用輸出(讀出)域功能，如圖321所示，觸摸屏中的變量VAR_39將通過PROFIBUSDP網(wǎng)絡讀出主站PLC中的DBD68存儲器內（如圖321所示）的轉速數(shù)據(jù)，主站PLC使用SFC14“DPRD_

51、DAT”讀取命令，通過PROFIBUSDP網(wǎng)絡讀取調速器的轉速數(shù)據(jù)，如圖322所示。圖320圖322結束實驗：不要按動任何按鈕，請示實驗指導教師。五、實驗報告要求實驗步驟不用寫。為什么有的網(wǎng)線連接器的撥斷開關位置在“ON”上，而有的大“OFF”上？當往復運動模擬實驗中的小車運行到端點時，小車是如何自動停止的？實驗7 觸摸屏組態(tài)編輯操作基礎入門一、實驗目的）熟悉觸摸屏組態(tài)編輯軟件的使用方法。）了解觸摸屏畫面的組態(tài)基本方法及一些控件的調用方法。）掌握棒圖元件、多狀態(tài)設定元件和數(shù)值顯示元件的使用方法。二、實驗內容、觸摸屏組態(tài)編輯環(huán)境的進入和退出步驟在開始中選擇程序/EasyBuilder/EasyBuilder500.這時如果您是第一次進入系統(tǒng)或者上次進入系統(tǒng)時最后一次打開的是一個空白的工程,將彈出如下對話框: 選擇您將使用的觸摸屏類型,按下確認即可進入EB500 編輯畫面,