PLC與變頻器結(jié)合實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)恒轉(zhuǎn)矩控制

..XX科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文PLC與變頻器結(jié)合實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)恒轉(zhuǎn)矩控制摘要本文介紹了一種由西門子PLC和變頻器構(gòu)成的恒轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng).采用PROFIBUS協(xié)議實(shí)現(xiàn)了PLC與變頻器的通訊.介紹PROFIBUS通信協(xié)議,以德國西門子公司MICROMASTER440型變頻器為例,介紹了PLC與變頻器進(jìn)行通信的硬件連接。依據(jù)該協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了以PLC作為控制器,在PLC環(huán)境下編制程序?qū)ψ冾l器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制.該系統(tǒng)可以對(duì)各變頻器的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè),并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。文中介紹了關(guān)于鋼板的清洗工藝,以系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用來說明本系統(tǒng)的實(shí)際價(jià)值,調(diào)節(jié)刷輥的轉(zhuǎn)矩來控制對(duì)鋼板的刷洗力度。最后附以程序,有PLC和變頻器的通訊的程序和PLC與變頻器結(jié)合控制電動(dòng)機(jī)恒轉(zhuǎn)矩的PLC程序.實(shí)踐證明,該系統(tǒng)能有效地減少系統(tǒng)布線、提高系統(tǒng)的抗干擾能力,為恒轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)提供了一個(gè)低成本和高性能的方案。關(guān)鍵詞：PLC,變頻器,PROFIBUS協(xié)議PLCCombiningWithFrequency-converterAchievingConstantTorqueControlOfElectricMotorAbstractThispaperintroducesacontrolsystemforinstancetorquecomposedofSIEMENSPLCandfrequency-converter.TheserialcommunicationbetweenPLCandfrequency-converterisrealizedbasedonthePROFIBUSprotocol.ThePROFIBUSprotocolisintroducedindetail.HardwarelinkofcommunicationbetweenPLCandfrequency-converterareintroducedwithanexampleofSIEMENSfrequency-converterMICROMASTER440.Accordingtothisprotocol,remotecontrolofinverterisrealizedwithSIEMENSPLCbeingcontrollerundertheenvironmentofvisualPLC.Thepresentedsystemisveryconvenienttomonitortheparametersofeveryfrequency-converteronlineandrealizethedistancecontrol.Thepaperintroducedsteelcleaningprocessesforthesystemtoillustratethepracticalapplicationoftheactualvalueofthesystem,Adjustingbrushrollertorquetocontrolbrushrollerintensityontheskinofsteel.Atlast,togetherwithprocedures,therearecommunicationproceduresofPLCandfrequency-converterandtheproceduresofPLCcombiningwithfrequency-converterachievingconstanttorquecontrolofelectricmotor.Practicehasprovedthatthemethodcanreduceelectricconnectionsandimprovetheanti-jammingcapabilityofthesystem.TherebyaschemeforPLCcombiningwithfrequency-convertertoachieveconstanttorquecontrolofelectricmotorwithlow-costandhigh-performanceisprovided.Keyword:PLC,frequency-converter,PROFIBUSprotocol

目錄摘要........................................................................................................................................IABSTRACT.............................................................................................................................II1緒論....................................................................................................................................11.1選題的背景.....................................................................................................................11.2PLC和變頻器的發(fā)展.....................................................................................................11.3系統(tǒng)綜述.........................................................................................................................22三相異步電動(dòng)機(jī)................................................................................................................42.1異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理.................................................................................................42.2異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩.................................................................................................42.3異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性.................................................................................................53變頻器的恒轉(zhuǎn)矩控制.........................................................................................................63.1變頻器的工作原理.........................................................................................................63.2轉(zhuǎn)矩控制時(shí)的運(yùn)行特點(diǎn).................................................................................................63.3轉(zhuǎn)矩給定信號(hào)與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩.........................................................................................64STEP7-300簡(jiǎn)介...............................................................................................................84.1PLC的定義....................................................................................................................84.2STEP7-300軟件..............................................................................................................85分布式外圍設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)總線〔PROFIBUS-DP..............................................................95.1PROFIBUS-DP簡(jiǎn)介......................................................................................................95.2PROFIBUS-DP的物理連接..........................................................................................95.3PROFIBUS-DP的報(bào)文結(jié)構(gòu)..........................................................................................96系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)......................................................................................................................116.1系統(tǒng)的硬件連接...........................................................................................................116.2MICROMASTER440標(biāo)準(zhǔn)型變頻器設(shè)置..................................................................116.3MICROMASTER440控制字和狀態(tài)字的設(shè)置...........................................................136.4PROFIBUS-DP主站與MICROMASTER440的連接..............................................136.5PLC與變頻器的通訊程序設(shè)計(jì)..................................................................................146.6系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用...........................................................................................................18結(jié)論.....................................................................................................................................31致謝.....................................................................................................................................32參考文獻(xiàn)..............................................................................................................................33附錄A〔英文文獻(xiàn)...........................................................................................................34附錄B〔中文譯文............................................................................................................411緒論1.1選題的背景隨著我國工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不斷提高,PLC和變頻器相結(jié)合的系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用在冶金、建材、電力、化工、食品等行業(yè)中。我國現(xiàn)在廣泛使用的調(diào)速系統(tǒng)還比較落后,直接影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。過去傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)多采用變頻器直接控制電動(dòng)機(jī)的方法進(jìn)行速度控制,由于操作人員有限,不能安排太多人員在現(xiàn)場(chǎng),現(xiàn)場(chǎng)外部工作環(huán)境又很惡劣,工廠車間悶熱,同時(shí)效率也很低,維修、維護(hù)麻煩,造成工作故障多,影響正常生產(chǎn)；另外由于變頻器技術(shù)仍未成熟,控制不穩(wěn)定,精度低,調(diào)試煩瑣,使用極不方便。根據(jù)所掌握的資料,結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)控制技術(shù),采用可編程序控制器控制MICROMASTER440型變頻器拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)方案,以弱電控制強(qiáng)電遠(yuǎn)程控制技術(shù)取代傳統(tǒng)的直接控制方式。實(shí)踐證明,該系統(tǒng)效率高,節(jié)約勞動(dòng)力,為工作人員創(chuàng)造了舒適的工作環(huán)。由于以上的優(yōu)點(diǎn),PLC和變頻器相結(jié)合的系統(tǒng)會(huì)有更廣闊的發(fā)展空間。1.2PLC和變頻器的發(fā)展1、PLC的發(fā)展PLC將朝著體積更小、速度更快、功能更強(qiáng)、價(jià)格更低的方向發(fā)展。二是向大型化、網(wǎng)絡(luò)化、多功能方向發(fā)展。近年來,小型PLC的應(yīng)用十分普遍,超小型PLC的需求日益增多。據(jù)統(tǒng)計(jì),美國機(jī)床行業(yè)應(yīng)用小型PLC幾乎占據(jù)了市場(chǎng)的1/4,國外許多PLC廠家正在積極地研制開發(fā)各種超小型微型PLC。例如德國西門子公司S7-200既可以單機(jī)運(yùn)行也可以聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制。S7-200的最小配置是8個(gè)數(shù)字量輸入和6個(gè)數(shù)字量輸出,還可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行擴(kuò)展2~7個(gè)模塊,最多可達(dá)128個(gè)輸入和120個(gè)輸出,此外S7-200還可以進(jìn)行模擬量控制,是一種性能價(jià)格比較好的微型PLC.大型的多層次分布式控制系統(tǒng)與集中型相比,具有更高的安全性和可靠性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)、組態(tài)也更為靈活方便,地域分布也廣,是當(dāng)前控制系統(tǒng)發(fā)展的主要潮流。為了適應(yīng)這種發(fā)展,實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化,世界上各PLC生產(chǎn)廠家不斷地研制開發(fā)功能更強(qiáng)的PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種PLC網(wǎng)絡(luò)一般是多級(jí)的,網(wǎng)絡(luò)的最底層是現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行級(jí),中間是協(xié)調(diào)級(jí),網(wǎng)絡(luò)上的最上層為組織管理級(jí)?，F(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行級(jí)可以由多個(gè)PLC或遠(yuǎn)程I/O工作站所組成,中間一級(jí)由PLC或計(jì)算機(jī)構(gòu)成。最高一級(jí)一般由高性能的計(jì)算機(jī)組成。它們之間采用工業(yè)以太網(wǎng)和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線相連構(gòu)成一個(gè)多級(jí)分布式PLC。隨著自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展,這種多級(jí)分布式PLC控制系統(tǒng)功能不再是單一的,除控制功能外,還可以實(shí)現(xiàn)在線優(yōu)化、生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)調(diào)度、產(chǎn)品計(jì)劃、統(tǒng)計(jì)管理等功能,成為一種測(cè)、控、管一體化的多功能綜合系統(tǒng)。目前許多PLC開發(fā)商己經(jīng)注意到了PLC的兼容性,不僅是PLC與PLC兼容,而且還注意到PLC與計(jì)算機(jī)的兼容,使之可以充分利用計(jì)算機(jī)現(xiàn)有的軟件資源。例如西門子的S7-300采用SIMATICS7的模塊,它的軟件編程、監(jiān)控都可以在Window操作平臺(tái)上操作和運(yùn)行。今后PLC將采用速度更快、功能更強(qiáng)的CPU、容量更大的存儲(chǔ)器,并將更充分地利用計(jì)算機(jī)資源.PLC控制系統(tǒng)將與智能控制系統(tǒng)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、集散控制系統(tǒng)、嵌入式計(jì)算機(jī)等更進(jìn)一步地相互滲透和結(jié)合,這必將更進(jìn)一步拓寬PLC的應(yīng)用領(lǐng)域和空間。變頻器的發(fā)展隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,變頻器技術(shù)的發(fā)展也越來越迅速,變頻器將朝著以下幾個(gè)方面發(fā)展：實(shí)現(xiàn)高水平的控制?；陔妱?dòng)機(jī)和機(jī)械模型的控制策略,有矢量控制、磁場(chǎng)控制、直接傳矩控制和機(jī)械扭振補(bǔ)償?shù)?；基于現(xiàn)代理論的控制策略,有滑模變結(jié)構(gòu)技術(shù)、模型參考自適應(yīng)技術(shù)、采用微分幾何理論的非線性解耦、魯棒觀察器,在某種指標(biāo)意義下的最優(yōu)控制技術(shù)和逆奈奎斯特陣列設(shè)計(jì)方法等；基于智能控制思想的控制策略。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(cè)和負(fù)載側(cè)有盡可能低的諧波分量,以減少對(duì)電網(wǎng)的公害和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)?？s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。高速度的數(shù)字控制。以32位高速微處理器為基礎(chǔ)的數(shù)字控制模板有足夠的能力實(shí)現(xiàn)各種控制算法,Windows操作系統(tǒng)的引入使得可自由設(shè)計(jì),圖形編程的控制技術(shù)也有很大的發(fā)展。模擬與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)〔CAD技術(shù)。電機(jī)模擬器、負(fù)載模擬器以及各種CAD軟件的引入對(duì)變頻器的設(shè)計(jì)和測(cè)試提供了強(qiáng)有力的支持。1.3系統(tǒng)綜述本文介紹了利用PLC與變頻器結(jié)合控制刷輥電動(dòng)機(jī)恒轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)在鋼板廠的應(yīng)用,介紹了刷輥對(duì)鋼板刷洗的力度控制,通過對(duì)電機(jī)的力矩控制,實(shí)現(xiàn)了力度控制,從而對(duì)鋼板刷洗均勻.干凈。本系統(tǒng)是對(duì)電機(jī)的恒力矩控制,介紹了三相異步電動(dòng)機(jī)、MICROMASTER440變頻器、和S7-300的相關(guān)知識(shí),為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做一些鋪墊。本套系統(tǒng)采用西門子公司S7-300可編程控制器〔PLC作為中央控制核心,刷輥控制采用西門子公司的MICROMASTER440系列標(biāo)準(zhǔn)變頻器,PLC同變頻器之間采用ROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議進(jìn)行控制,恒轉(zhuǎn)矩控制采用了集成在變頻器內(nèi)部的PID模塊,通過轉(zhuǎn)矩的給定值和反饋值進(jìn)行比較,達(dá)到輸出穩(wěn)定的功能。PLC同上位機(jī)之間通過工業(yè)以太網(wǎng),PLC采用STEP7CPU315-2DP,通過TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通訊。整體來說,該電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)緊湊、控制方式先進(jìn)、自動(dòng)化程度高、控制方法靈活、適應(yīng)性強(qiáng)。本文著重講述了利用PROFIBUS-DP協(xié)議進(jìn)行PLC與變頻器之間的組態(tài),實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)變頻器的控制,首先必須把變頻器和PLC之間用電纜連接起來,本套系統(tǒng)所采用的連接電纜是雙絞線〔如常用的以太網(wǎng)纜。然后就是對(duì)他們進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組態(tài),設(shè)置STEP7CPU315-2DP為DP主站,MICROMASTER440變頻器為DP從站。分別設(shè)置他們的通訊地址,利用STEP7-300內(nèi)部的通訊功能塊SFC14和SFC15來讀寫MICROMASTER440變頻器的數(shù)據(jù)。利用輸入轉(zhuǎn)矩和反饋的實(shí)際轉(zhuǎn)矩,通過變頻器本身的PID進(jìn)行轉(zhuǎn)矩恒定運(yùn)行,利用PLC編寫控制程序來實(shí)現(xiàn)通訊,再利用PLC程序?qū)ο到y(tǒng)恒轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制。PLC和變頻器相結(jié)合的調(diào)速系統(tǒng)逐漸的被廣泛的應(yīng)用。變頻器調(diào)速技術(shù)是集自動(dòng)控制、微電子、電力電子、通信技術(shù)于一體的高科技技術(shù)。它具有很好的調(diào)速、節(jié)能性能,在各行業(yè)中獲得了廣泛應(yīng)用。可編程序控制器<PLC>是近年來發(fā)展極為迅速、應(yīng)用面極廣的工業(yè)控制裝置。PLC具有較高的可靠性,可以通過PLC串口實(shí)現(xiàn)與不同控制設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸,從而可使PLC的應(yīng)用范圍擴(kuò)大。所以結(jié)合PLC與變頻器各自的優(yōu)點(diǎn),PLC和變頻器相結(jié)合的調(diào)速系統(tǒng)會(huì)應(yīng)用的更廣闊的領(lǐng)域。2三相異步電動(dòng)機(jī)2.1異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理三相異步電動(dòng)機(jī)要旋轉(zhuǎn)起來的先決條件是具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組就是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的。我們知道,但三相電源相與相之間的電壓在相位上是相差120度的,三相異步電動(dòng)機(jī)定子中的三個(gè)繞組在空間方位上也互差120度,這樣,當(dāng)在定子繞組中通入三相電源時(shí),定子繞組就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。電流每變化一個(gè)周期,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)一周,即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度與電流的變化是同步的。在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流,帶電的轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)的作用下受到力的作用,即電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為：n=60f/P式中：f為電源頻率、P是磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)、n的單位是：每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。一般情況下,電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n1低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n。因?yàn)榧僭O(shè)n=n1,則轉(zhuǎn)子繞組與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng),就不會(huì)切割磁力線,也就不會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n1必然小于n。為此我們稱三相電動(dòng)機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)。2.2異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩是異步電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,本節(jié)著重介紹電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式。電磁轉(zhuǎn)矩基本公式：與直流電機(jī)類似的公式：式中:轉(zhuǎn)子電流：2.3異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲線,如圖2.1所示。異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性就是t-s曲線。幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：起動(dòng)點(diǎn)C、最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)B、額定工作點(diǎn)A。3變頻器的恒轉(zhuǎn)矩控制3.1變頻器的工作原理變頻器主要由整流〔交流變直流、濾波、再次整流〔直流變交流、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成的。通常,把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作"變頻器"。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率,該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電〔DC,這個(gè)過程叫整流。把直流電〔DC變換為交流電〔AC的裝置,其科學(xué)術(shù)語為"inverter"<逆變器>。一般逆變器是把直流電源逆變?yōu)橐欢ǖ墓潭l率和一定電壓的逆變電源。對(duì)于逆變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓可調(diào)的逆變器我們稱為變頻器。變頻器輸出的波形是模擬正弦波,主要是用在三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速用,又叫變頻調(diào)速器。對(duì)于主要用在儀器儀表的檢測(cè)設(shè)備中的波形要求較高的可變頻率逆變器,要對(duì)波形進(jìn)行整理,可以輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦波,叫變頻電源。一般變頻電源是變頻器價(jià)格的15－－20倍。由于變頻器設(shè)備中產(chǎn)生變化的電壓或頻率的主要裝置叫"inverter",故該產(chǎn)品本身就被命名為"inverter",即]1[。3.2轉(zhuǎn)矩控制時(shí)的運(yùn)行特點(diǎn)3.3轉(zhuǎn)矩給定信號(hào)與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩一方面,電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩取決于轉(zhuǎn)矩給定信號(hào)：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩小于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí),拖動(dòng)系統(tǒng)必加速；另一方面,變頻器在轉(zhuǎn)矩控制模式下運(yùn)行時(shí),必須設(shè)置上限頻率：當(dāng)拖動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速上升到接近于上限頻率所對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速時(shí),根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)的原理,NETWORK21刷輥控制字結(jié)論變頻器調(diào)速技術(shù)是集自動(dòng)控制、微電子、電力電子、通信技術(shù)于一體的高科技技術(shù)。它具有很好的調(diào)速、節(jié)能性能,在各行業(yè)中獲得了廣泛應(yīng)用。可編程序控制器<PLC>是近年來發(fā)展極為迅速、應(yīng)用面極廣的工業(yè)控制裝置。它是一種專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)行電子系統(tǒng),采用可編程序的存儲(chǔ)器,用來存儲(chǔ)用戶指令,通過數(shù)字或模擬的輸入/輸出,完成確定的邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)、運(yùn)算和一些確定的功能,來控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。它具有體積小,組裝靈活,編程簡(jiǎn)單,抗干擾能力強(qiáng)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。本文介紹了利用PLC與變頻器結(jié)合控制在鋼板廠的應(yīng)用,介紹了刷輥對(duì)鋼板刷洗的力度控制,通過對(duì)電機(jī)的力矩控制,實(shí)現(xiàn)了力度控制,從而對(duì)鋼板刷洗力度均勻。本設(shè)計(jì)是對(duì)電機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩控制,介紹了三相異步電動(dòng)機(jī)、MICROMASTER440變頻器、和S7-300的相關(guān)知識(shí),為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做一些鋪墊。本套系統(tǒng)采用西門子公司S7-300可編程控制器〔PLC作為中央控制核心,刷輥控制采用西門子公司的MICROMASTER440系列標(biāo)準(zhǔn)變頻器,PLC同變頻器之間采用USS總線通訊協(xié)議進(jìn)行控制。整體來說,該電氣自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)緊湊、控制方式先進(jìn)、自動(dòng)化程度高、控制方法靈活、適應(yīng)性強(qiáng)。隨著工業(yè)控制技術(shù)的不斷發(fā)展深入,最終走上融合,但各種控制系統(tǒng)都有自己的應(yīng)用特點(diǎn)和適用范圍,都是針對(duì)不同控制環(huán)境和技術(shù)要求而選定不同的控制系統(tǒng)為主。同樣,隨著工業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)用的不斷深入,PLC控制為主的控制系統(tǒng)不是消失了,而是越來越壯大了,而且PLC通過不斷的發(fā)展,將在工控系統(tǒng)中繼續(xù)發(fā)揮它的強(qiáng)大的控制功能。順應(yīng)當(dāng)前發(fā)展潮流,系統(tǒng)投入、運(yùn)行成本低,可靠性高,管理維護(hù)容易,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易擴(kuò)充和具有高度系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)的控制系統(tǒng)。所以結(jié)合變頻器與PLC的各自優(yōu)點(diǎn),PLC和變頻器結(jié)合的調(diào)速系統(tǒng)將得到更廣泛的應(yīng)用。致謝在這篇論文的結(jié)尾處,不能不誠摯地感謝在這次設(shè)計(jì)中給予我很多幫助的老師和同學(xué)們。首先要感謝的是我的導(dǎo)師馬飛老師。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中馬老師的悉心指導(dǎo)給了我極大的鼓舞,使我對(duì)設(shè)計(jì)充滿了信心。設(shè)計(jì)中我遇到了很多問題,也犯了不少錯(cuò)誤,有些錯(cuò)誤是由于我對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)掌握不扎實(shí)所造成的,馬老師沒有責(zé)怪我而是耐心的給我講解,這使我很是感動(dòng)。馬老師不但及時(shí)地解決我在設(shè)計(jì)過程中提出的各種問題還教我用正確的分析、調(diào)試方法,使得我在設(shè)計(jì)中少走了很多彎路。馬老師還將他多年的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)毫無保留的講解給我,使我收獲良多。在此衷心地感謝馬飛老師。其次要感謝與我同組的魏星同學(xué)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,魏星同學(xué)和我始終相互鼓勵(lì),一起討論,共同解決設(shè)計(jì)中遇到的各種問題。調(diào)試過程是一個(gè)非?？菰锏倪^程,要經(jīng)過一次次不斷的修改,然后在重新調(diào)試、檢驗(yàn)。有的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)莫名其妙的問題,找不到錯(cuò)誤,讓我感到心浮氣躁。這時(shí)魏星同學(xué)都會(huì)及時(shí)的安慰、鼓勵(lì)和幫助我。讓我能夠比較好的保持耐心,在愉快的心境下順利完成設(shè)計(jì)。在此特向魏星同學(xué)表示由衷的感謝。另外還要感謝劉彬彬同學(xué),在整個(gè)設(shè)計(jì)和論文編寫過程中,他們給了我很大的幫助。使得我能夠順利的完成設(shè)計(jì)。在此對(duì)他們表示誠摯的謝意。最后再次感謝在這次設(shè)計(jì)過程中所有給予我意見和建議,提供給我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)們。參考文獻(xiàn)[1]標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品通訊手冊(cè)[Z].SIEMENS公司.1996:8.2-8.4.[2]SIMATICS7-300可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)[Z].SIEMENS公司.1996:3.2-3.3.[3]郭榮佐,郭進(jìn),楊揚(yáng).PLC構(gòu)成PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用[D].2004:4.2-4.3.[4]夏勇.基于RS485的個(gè)人計(jì)算機(jī)、可編程控制器與變頻器的相互通訊[M].現(xiàn)代電子,2001<4>:40-41.[5]MICROMASTER440通用型變頻器使用大全[Z].SIEMENS公司.2002:5.1-5.4,13.1.-13.3.[6]廖常初.S7-300/400PLC應(yīng)用技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社[M].2005:8.3-8.4.[7]ElisabethMassoni.SoftwarefortheintegrationofPLCS7inautomationsystems[D].Automation&EngineeringNews.2003:1.2-1.3,5.3-5.4.附錄〔中文文獻(xiàn)PLC的歷史PLC<即可編程序的邏輯控制器>是用來滿足必要的順序控制電路而發(fā)明的控制設(shè)備.它的運(yùn)行取決于它的輸入和它的狀態(tài),開關(guān)量就是它的輸出。用戶進(jìn)入一個(gè)菜單,通常利用軟件給出想要的結(jié)果。PLCs在許多"實(shí)際領(lǐng)域"中得到應(yīng)用。只要有產(chǎn)業(yè)存在,就有PLC的存在。如果您在機(jī)器制造、包裝、原材料處理的、自動(dòng)化的匯編或不計(jì)其數(shù)的其它產(chǎn)業(yè)中工作,估計(jì)您已經(jīng)使用PLC了。如果您沒有用它,您就是浪廢金錢和時(shí)間。幾乎所有類型電子控制。任一種應(yīng)用都需要用PLC。例如,我們假設(shè),當(dāng)開關(guān)打開我們想要起動(dòng)一條螺線管生產(chǎn)線5秒和然后關(guān)閉它.不管開關(guān)打開多久。我們能做到這個(gè)用一個(gè)簡(jiǎn)單的外部定時(shí)器。但過程若包括10個(gè)開關(guān)和螺線管生產(chǎn)線呢?我們會(huì)需要10個(gè)外在定時(shí)器。如果過程也需要計(jì)數(shù),那么得多少次開關(guān)單獨(dú)地打開?我們需要很多外部柜臺(tái)。如同您能看到的,更大的過程控制更需要我們擁有PLC。我們能簡(jiǎn)單地編程PLC計(jì)數(shù)它的輸入和起動(dòng)螺線管生產(chǎn)線為指定的時(shí)間。這個(gè)站點(diǎn)提供給您足夠的信息去在上面編寫更復(fù)雜的程序而不是簡(jiǎn)單的。我們將看一看在被認(rèn)為是"名列前20"plc指令是什么。它可能安全地估計(jì),以對(duì)這些指示的牢固的理解你可能解決超過80%應(yīng)用存在。那是權(quán)利,超過80%!當(dāng)然我們將學(xué)會(huì)比這些指令更多的指令來為您解決幾乎所有您潛在的plc的應(yīng)用。在60年代晚期第一次介紹PLC。設(shè)計(jì)這樣設(shè)備的主要原因是為了消滅大費(fèi)用設(shè)備同時(shí)替換復(fù)雜的中間過度的機(jī)器控制系統(tǒng)。貝得福得聯(lián)系<貝得福得,麻省>提出了稱一位模件數(shù)字式控制器<MODICON>在一個(gè)主要美國汽車制造商應(yīng)用。其它公司當(dāng)時(shí)提出了計(jì)算機(jī)為主的項(xiàng)目,其中之一是根據(jù)了PDP-8。MODICON084帶領(lǐng)了世界的第一個(gè)PLC進(jìn)入商業(yè)生產(chǎn)。當(dāng)生產(chǎn)要求被改變所以做了此控制系統(tǒng)。這變得非常昂貴當(dāng)變動(dòng)是頻繁。因?yàn)橹修D(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備他們對(duì)維護(hù)日程要求很嚴(yán)格并且他們的生存期是有限的。當(dāng)許多中轉(zhuǎn)是包含的故障查明故障是相當(dāng)繁瑣的,現(xiàn)在生動(dòng)描述包括許多的機(jī)器控制盤區(qū),可能上百或數(shù)以萬計(jì),各自的中轉(zhuǎn)。大小能使頭腦吃驚。許多各自的設(shè)備怎么樣復(fù)雜的連在一起的!會(huì)按照要求的結(jié)果,這些中轉(zhuǎn)一起單獨(dú)架線。有是問題嗎?一定!這些"新控制器"必須由維護(hù)和工程師容易地還編程。生命期必須是長(zhǎng)的并且編程變化容易地執(zhí)行了。他們必須還能生存在苛刻的產(chǎn)業(yè)環(huán)境。那將滿足很多要求!答案將使用多數(shù)人民已經(jīng)通曉的編程技術(shù)并且用固體那些替換機(jī)械零件。在70年代中頁是PLC技術(shù)統(tǒng)治時(shí)期,是順序控制器狀態(tài)機(jī)器和字節(jié)控制基于的CPU。AMD2901和2903是相當(dāng)普遍在于Modicon和AB公司的PLC.常規(guī)微處理器缺乏實(shí)力去迅速解決PLC邏輯而不是最小的PLC。當(dāng)常規(guī)微處理器演變了,越來越大PLC建立在他們之上。但是,甚而一些比根據(jù)2901的他們的984.A/B/X仍然今天建立于2903.<參考AB公司的PLC>Modicon有修造更加快速的PLC。通信能力開始出現(xiàn)在大約1973年。一這樣的系統(tǒng)是Modicon的Modbus。現(xiàn)在PLC能與其它PLC談話并且他們能是很遠(yuǎn)距離的控制實(shí)際機(jī)器?，F(xiàn)在他們也能被使用送和接受變化的電壓給他們進(jìn)入模擬世界。不幸地,缺乏標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)合與連續(xù)地改變的技術(shù),做了與PLC通信惡夢(mèng),做了不相容的協(xié)議和物理網(wǎng)絡(luò)。但是,這是一個(gè)了不起PLC的十年!80年代看見了企圖規(guī)范化與一般馬達(dá)的制造業(yè)自動(dòng)化協(xié)議<MAP>的通信。這也是為減少PLC的大小和做他們軟件可編程序通過象征性編程在個(gè)人計(jì)算機(jī)代替熱忱的編程的終端或手扶的程序員的時(shí)期。今天世界的最小的PLC是關(guān)于一臺(tái)唯一控制繼電器的大小!90年代看了對(duì)新協(xié)議的介紹的逐漸減少,和的一些的物理層的現(xiàn)代化生存80年代更加普遍的協(xié)議。最新的標(biāo)準(zhǔn)<IEC1131-3>設(shè)法合并PLC編程語言根據(jù)一國際標(biāo)準(zhǔn)。我們現(xiàn)在有PLC同時(shí)是可編程序的在作用結(jié)構(gòu)圖、指示名單、C語言和被構(gòu)造的文本全部里!個(gè)人計(jì)算機(jī)的也被使用替代PLC在一些應(yīng)用。委任MODICON084的原始的公司實(shí)際上是對(duì)個(gè)人計(jì)算機(jī)基于的控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。STEP7、V5.3有什么創(chuàng)新以下是最新的主題:安裝STEP7推出微軟Windows2000版專業(yè)及WindowsXP專業(yè)版.至此STEP7、v5.3有一個(gè)新的執(zhí)照程序.用戶權(quán)不再通過權(quán)利機(jī)構(gòu)頒發(fā)的方式,而現(xiàn)在是通過許可證鑰匙的方式.許可證鑰匙的管理是在自動(dòng)化管理器里。"AUTHORSW"項(xiàng)目已不再使用.印刷網(wǎng)頁設(shè)計(jì)和紙張大小<頁眉和頁腳>等所有的應(yīng)用現(xiàn)在都能通過文件被規(guī)范了。<或相關(guān)項(xiàng)目的具體實(shí)施菜單>"格局頁.這已不再是集中在Simatic管理了.對(duì)于SP1,可以存儲(chǔ)包括路徑為目標(biāo),確定重點(diǎn)領(lǐng)域是印在頭或更正.Simatic管理器,比較塊的對(duì)話框說明了"比較的細(xì)節(jié)",選擇比較塊的路徑,然后點(diǎn)擊"選擇"按鈕即可。你保存在MMC卡或記憶卡里的數(shù)據(jù)能在"你的工程文件夾"顯示出來,它位于塊管理器下面。有新符號(hào)在圖書館.所有用戶定義的F-圖書館,它以前只有在F系統(tǒng)下運(yùn)行,現(xiàn)在卻支持了.創(chuàng)建F-圖書館,首先選擇File>New>Libraries菜單確認(rèn).在"新工程文件夾"對(duì)話框即顯示,選擇"F―圖書館"專欄查詢.PLC指揮菜單"診斷/設(shè)置"讓你們鑒定測(cè)試中心閃光的節(jié)點(diǎn)直接連接項(xiàng)目裝置<PG>/PC通過牽頭閃動(dòng).對(duì)于SP1,可以消除目標(biāo)文件的在復(fù)雜工程<例如工程、子網(wǎng)和連接>。從復(fù)雜工程以便讓你編輯.照這樣做,選擇File>Multiproject>Remove去編輯菜單命令。正如SP1,你可以恢復(fù)以前拆除對(duì)象到復(fù)雜工程里,不管他們的環(huán)境要求.照這樣做,選擇File>Multiproject>Reapply后編輯菜單命令。就象SP1,"編譯和下載對(duì)象"對(duì)話框被設(shè)置成包括"選擇所有"和"刪除所有"按鈕.這些新的按鈕讓你方便地從多重選擇表中一下子選擇或不選擇復(fù)雜工程文件。編輯LAD/STL/FBD塊,"塊所要求的環(huán)境"對(duì)話框讓你現(xiàn)在手動(dòng)進(jìn)入要求的路徑,它是以前沒有通過交叉參考的數(shù)據(jù)顯示功能的參考.如果項(xiàng)目編輯顯示目前整體狀況,你可以顯示實(shí)際值的現(xiàn)況來看在LAD和FBD語言十進(jìn)制、十六進(jìn)制、浮點(diǎn)格式.選擇選擇Options>Customize后,你可以進(jìn)入"GENERAL"桌面或定義這個(gè)項(xiàng)目的狀態(tài)是否改變,無論什么時(shí)候,這些最大數(shù)量的塊能被監(jiān)視,能夠被自動(dòng)的替換,達(dá)到這樣的要求。對(duì)于SP1而言,當(dāng)一個(gè)功能塊被打開的時(shí)候,你可以更新數(shù)據(jù)塊或者調(diào)整界面。就象這樣做,選擇File>Check和UpdateAccesses菜單命令。對(duì)于SP1而言,塊的符號(hào)名也能在程序編輯窗口的標(biāo)題欄中顯示出來。對(duì)于SP1而言,符號(hào)的名字比它規(guī)定的地址的寬度要長(zhǎng),這使它益出或繼續(xù)在后續(xù)線上〔"字-隱藏",以上的情況是在有特殊字體在符號(hào)名中的情況?！怖?、-、*、/、空格這都是為了提高可讀性。符號(hào)表在符號(hào)表里,現(xiàn)在你能選擇和編輯連續(xù)區(qū)域。這就意味你能復(fù)制或者剪切一個(gè)符號(hào)表的一部分,還有把它們插入另一個(gè)符號(hào)表里或者按照要求刪除他們。組態(tài)和診斷硬件重要的"H"選擇包"S7-400HFault-TolerantSystems"不再作為一個(gè)獨(dú)立的選項(xiàng)包；相反,它現(xiàn)在集成在STEP7V5.3.為了去打開這個(gè)更新的電子手冊(cè)"S7-400HFault-TolerantSystems",到任務(wù)欄并且選擇Start>SIMATIC>Docu