課題七PLC、變頻器和觸摸屏綜合應(yīng)用

課題七PLC、變頻器和觸摸屏綜合應(yīng)用

本課題任務(wù)：任務(wù)一電動(dòng)機(jī)調(diào)速與故障報(bào)警任務(wù)二PID算法與水箱水位控制任務(wù)一電動(dòng)機(jī)調(diào)速與故障報(bào)警任務(wù)引入本任務(wù)控制要求如下：

1．電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)由PLC、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。

2．可以在屏幕上通過(guò)修改和設(shè)定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制。

3．既可以通過(guò)觸摸屏操作畫面上的“啟動(dòng)”、“停止”按鈕對(duì)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。外接硬件“緊急停止”按鈕用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)緊急情況或觸摸屏無(wú)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。相關(guān)知識(shí)―PLC轉(zhuǎn)換指令項(xiàng)目整數(shù)轉(zhuǎn)雙整數(shù)雙整數(shù)轉(zhuǎn)整數(shù)雙整數(shù)轉(zhuǎn)實(shí)數(shù)四舍五入取整取整梯形圖指令表ITDIN，OUTDTIIN，OUTDTRIN，OUTROUNDIN，OUTTRUNCIN，OUTITD將整數(shù)值IN轉(zhuǎn)換成雙整數(shù)值，存入OUTDTI將一個(gè)雙整數(shù)值IN轉(zhuǎn)換成一個(gè)整數(shù)值，存入OUTDTR將一個(gè)32位，有符號(hào)整數(shù)值IN轉(zhuǎn)換成一個(gè)32位實(shí)數(shù)，存入OUTROUND將實(shí)數(shù)值IN轉(zhuǎn)換成雙整數(shù)值，存入OUT。如果小數(shù)部分大于等于0.5，則數(shù)字向上取整。TRUNC將一個(gè)實(shí)數(shù)值IN轉(zhuǎn)換成一個(gè)雙整數(shù)，存入OUT。只有實(shí)數(shù)的整數(shù)部分被轉(zhuǎn)換，小數(shù)部分舍去。任務(wù)實(shí)施一、主電路二、PLC控制電路三、觸摸屏的組態(tài)1.建立觸摸屏與PLC的通訊連接2.創(chuàng)建變量3.組態(tài)監(jiān)控畫面4.組態(tài)設(shè)置畫面5.報(bào)警的組態(tài)（1）報(bào)警類別的設(shè)置（2）離散量報(bào)警的組態(tài)（3）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)監(jiān)控畫面應(yīng)用模板設(shè)置畫面應(yīng)用模板四、編寫PLC控制程序1.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量與顯示類別地址作用高速計(jì)數(shù)器HSC0SMB37控制字節(jié)SMB38初始值HC0當(dāng)前值觸摸屏顯示的當(dāng)前轉(zhuǎn)速VW10速度顯示存儲(chǔ)器定時(shí)器T38采樣時(shí)間圖7.10旋轉(zhuǎn)編碼器接線2.電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)/停止與調(diào)速符號(hào)地址注釋觸摸屏“啟動(dòng)按鈕”M0.0啟動(dòng)按鈕觸摸屏“停止按鈕”M0.1停止按鈕SB1按鈕I0.7緊急停車SB2按鈕I1.0啟動(dòng)SB3按鈕I1.1停止KMQ0.0控制電動(dòng)機(jī)存儲(chǔ)器VW20觸摸屏設(shè)定轉(zhuǎn)速存儲(chǔ)器AQW0模擬量輸出存儲(chǔ)器3.故障控制字事故信息MW10字節(jié)MB10MB11位M11.7M11.6M11.5M11.4M11.3M11.2M11.1M11.0故障信息緊急停車車門打開故障變頻器故障控制電路跳閘主電路跳閘輸入I0.7I0.6I0.5I0.4I0.3五、操作步驟按圖7.1和圖7.2連接控制線路接通QS、QF2，撥狀態(tài)開關(guān)于“RUN”圖7.11~7.13下載到PLC把已組態(tài)的觸摸屏畫面下載到觸摸屏用RS485電纜將PLC和觸摸屏連接按表7.7設(shè)置變頻器參數(shù)觸摸屏中設(shè)置設(shè)定轉(zhuǎn)速為700r/min、軋車轉(zhuǎn)速為100r/min點(diǎn)擊“啟動(dòng)”或按SB2，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)模擬各種故障發(fā)生按SB3或觸摸屏的“停止”按鈕，電動(dòng)機(jī)停止任務(wù)二PID算法與水箱水位控制任務(wù)引入有一個(gè)水箱需要維持一定的水位（例如，75%水位高度），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，始終維持水位不變化。相關(guān)知識(shí)―PID指令1.PID算法離散化地址偏移量

參

數(shù)

數(shù)據(jù)格式

參數(shù)類型

說(shuō)

明

0過(guò)程變量當(dāng)前值PVn雙字，實(shí)數(shù)輸入必須在0.0~1.0范圍內(nèi)

4給定值SPn雙字，實(shí)數(shù)輸入必須在0.0~1.0范圍內(nèi)

8輸出值Mn雙字，實(shí)數(shù)輸入/輸出在0.0~1.0范圍內(nèi)

12增益KC雙字，實(shí)數(shù)輸入比例常量，可為正數(shù)或負(fù)數(shù)

16采樣時(shí)間TS雙字，實(shí)數(shù)輸入以秒為單位，必須為正數(shù)

20積分時(shí)間TI雙字，實(shí)數(shù)輸入以分鐘為單位，必須為正數(shù)

24微分時(shí)間TD雙字，實(shí)數(shù)輸入以分鐘為單位，必須為正數(shù)

28上一次的積分值Mx雙字，實(shí)數(shù)輸入/輸出0.0~1.0之間(根據(jù)PID運(yùn)算結(jié)果更新)

32上一次過(guò)程變量PVn-1雙字，實(shí)數(shù)輸入/輸出最近一次PID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。例如只需要比例回路或者比例積分回路。通過(guò)設(shè)置常量參數(shù)，可以選擇需要的回路控制類型。如果不想要積分動(dòng)作（PID計(jì)算中沒有“I”），可以把積分時(shí)間（復(fù)位）置為無(wú)窮大“INF”。即使沒有積分作用，積分項(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。如果不想要比例回路，但需要積分或積分微分回路，可以把增益設(shè)為0.0，系統(tǒng)會(huì)在計(jì)算積分項(xiàng)和微分項(xiàng)時(shí)，把增益當(dāng)作1.0看待。2.PID控制回路類型的選擇3.PID指令LADSTL說(shuō)明PIDTBL，LOOPTBL：參數(shù)表起始地址VB，數(shù)據(jù)類型：字節(jié)LOOP：回路號(hào)，常量（0~7），數(shù)據(jù)類型：字節(jié)任務(wù)實(shí)施一、編寫PLC控制程序1.PID回路參數(shù)表地址參數(shù)輸入數(shù)值VD100過(guò)程變量當(dāng)前值PVn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VD104給定值SPn0.75VD108輸出值MnPID回路的輸出值VD112增益KC0.25VD116采樣時(shí)間TS0.1VD120積分時(shí)間TI30.0VD124微分時(shí)間TD0.02.PLC控制程序（1）水位控制主程序字事故信息MW10字節(jié)MB10MB11位M11.7M11.6M11.5M11.4M11.3M11.2M11.1M11.0故障信息變頻器故障控制電路跳閘主電路跳閘輸入I0.5I0.4I0.3（2）水位控制子程序（3）中斷服務(wù)程序?qū)⒛M量輸入模塊提供的過(guò)程變量PVn轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)（0.0~1.0之間的實(shí)數(shù)）其中：RNorm―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；

Offset―單極性為0.0，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32000，雙極性為64000）。PID運(yùn)算的輸出是標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)值Mn，要進(jìn)行控制，就必須先將其刻度化。其中：RScal―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；

Offset―單極性為0.0，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32,000，雙極性為64,000）。二、觸摸屏的組態(tài)1.建立觸摸屏與PLC的通訊連接2.創(chuàng)建變量3.組態(tài)監(jiān)控畫面4.報(bào)警的組態(tài)三、操作步驟按圖7.1和圖7.15連接控制線路接通QS、QF2，撥狀態(tài)開關(guān)于“