基于PLC與變頻器的交流電機(jī)調(diào)速控制硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于PLC與變頻器的交流電機(jī)調(diào)速控制硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)完成日期：指導(dǎo)教師簽字：辯論小組成員簽字：摘要可編程控制器〔PLC〕是一種數(shù)字運(yùn)算與操作的控制裝置。PLC作為傳統(tǒng)繼電器的替代產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。由于PLC可以用軟件來(lái)改變控制過(guò)程，并有體積小，組裝靈活，編程簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)及可靠性高等特點(diǎn)，特別適用于惡劣環(huán)境下運(yùn)行。隨著電力電子技術(shù)以及控制技術(shù)的開展，交流變頻調(diào)速在工業(yè)電機(jī)拖動(dòng)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用；本文介紹了基于PLC的變頻器調(diào)速系統(tǒng)。將現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的PLC和變頻器綜合起來(lái)主要功能實(shí)現(xiàn)了變頻調(diào)速。首先通過(guò)設(shè)置給定輸入給PLC，再通過(guò)PLC控制變頻器，再經(jīng)由變頻器來(lái)控制異步電機(jī)，控制運(yùn)算主要由PLC和變頻器來(lái)完成，執(zhí)行元件為變頻器和異步電機(jī)。關(guān)鍵詞：電力電子；變頻器；變頻調(diào)速；交流電機(jī)AbstractProgrammablelogiccontroller(PLC)isadigitalcomputingandcontroldeviceoperation.PLCasathetraditionalrelayreplacementproducts,widelyusedinallareasofindustrialcontrol.PLCsoftwarecanbeusedtochangecontrolprocess,andsmallsize,flexibleassemblyandprogrammingissimple,stronganti-jammingcapabilityandhighreliability,especiallysuitableforharshenvironments.Withthedevelopmentofpowerelectronicstechnologyandcontroltechnology,theACfrequencycontrolhasbeenwidelyusedinthefieldofindustrialmotordrag;programmablelogiccontrollerPLCasanewalternativerelaycontroldevice,oftenusedforfielddatacollectionandcontrolequipment.ThisarticledescribestheinverterspeedcontrolsystembasedonPLC.NowthemostwidelyusedPLCandinvertertogetherthemainfunctionoffrequencycontrol.FirstsettothegiveninputtothePLC,PLCcontrolinvertertocontrolthemotorviatheinvertercontrolalgorithmsmainlybythePLCandinvertertocompletetheimplementationofthecomponentsoftheinverterandthemotor.Keywords：Powerelectronics;Converter;Frequencycontrol;A-cmachive目錄TOC\h\z\t"標(biāo)題1,1,標(biāo)題2,2,標(biāo)題3,3,標(biāo)題,1"1概述12系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案與功能分析12.1設(shè)計(jì)總體方案12.2系統(tǒng)功能23PLC和變頻器的型號(hào)選擇33.1PLC的選擇33.2變頻器的選擇54硬件設(shè)計(jì)64.1變頻器接線6變頻器主電路接線6控制端子接線74.2變頻器的操作及參數(shù)設(shè)置9變頻器的操作說(shuō)明9變頻器的參數(shù)設(shè)置104.3PLC的硬件接線114.4PLC與變頻器的連接124.5調(diào)速控制總電路135安裝調(diào)試146總結(jié)14參考文獻(xiàn)15致謝16附錄171概述PLC就是可編程控制器〔ProgrammablelogicController〕，國(guó)際電工委員會(huì)〔InternationalElectricalCommittee〕在1987年發(fā)布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了這樣的定義：一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)就是可編程控制器，主要是在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用。PLC是在電氣控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的根底上開發(fā)形成的，它以微處理器為核心，融入了自動(dòng)化及計(jì)算機(jī)技術(shù)。PLC在世界范圍內(nèi)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，交通運(yùn)輸，生活?yuàn)蕵?lè)等。PLC在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，它的工作方式以及使用方便快捷。在硬件方面，接口比擬容易，方便連接。此外，它還可以有很多實(shí)用功能，比方，它可以編入外圍器件的故障自診斷程序，可以讓系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也可以獲得故障自診斷保護(hù)，并且也已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用；在軟件方面，PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法規(guī)律性強(qiáng)，容易掌握編程語(yǔ)言容易學(xué)習(xí)，較為簡(jiǎn)單，并且梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近。變頻器是應(yīng)用電力電子技術(shù)與變頻技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)，通過(guò)改變?nèi)喈惒诫姍C(jī)工作電源頻率來(lái)控制交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的電力控制設(shè)備。變頻調(diào)速已被公認(rèn)為是最理想、最有開展前景的調(diào)速方式之一[1]。采用變頻器調(diào)速有以下優(yōu)點(diǎn)提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度也提高了生產(chǎn)速度，可以最大的節(jié)約能源、降低生產(chǎn)本錢。PLC和變頻器被廣泛的應(yīng)用在電力、冶金、礦物開采、化工、交通控制、機(jī)械加工和食品加工等諸多領(lǐng)域。本次課題將對(duì)S7-200PLC與臺(tái)達(dá)變頻器對(duì)交流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。本文所研究的交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用PLC來(lái)控制變頻器調(diào)速。充分發(fā)揮可編程控制器的高可靠性、靈活性、通用性、擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)PLC的開關(guān)量輸入輸出模塊控制變頻器的多功能輸入端，從而改變?nèi)喈惒诫姍C(jī)工作電源頻率，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的多級(jí)調(diào)速。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案與功能分析2.1設(shè)計(jì)總體方案系統(tǒng)采用PLC控制變頻器實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)及各種轉(zhuǎn)速的改變。系統(tǒng)主要由三個(gè)局部構(gòu)成，即可控制局部PLC，執(zhí)行局部變頻器和三相異步交流電機(jī)，系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖2-1所示。首先通過(guò)設(shè)置給定輸入給PLC，再通過(guò)PLC控制變頻器，再經(jīng)由變頻器來(lái)控制電機(jī)。輸入開關(guān)輸入開關(guān)PLC變頻器M圖2-1系統(tǒng)主要構(gòu)成圖2.2系統(tǒng)功能隨著電力電子技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)的開展，交流變頻調(diào)速在工業(yè)電機(jī)拖動(dòng)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[5]。PLC和變頻器作為替代繼電器的新型控制裝置，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，硬件配套齊全，功能完善，使用方便，體積小，重量輕，能耗低，使用壽命長(zhǎng)且功能強(qiáng)大，常常被用于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和設(shè)備的控制。本次設(shè)計(jì)就是基于PLC的變頻器調(diào)速系統(tǒng)，首先通過(guò)設(shè)置給定輸入給PLC，再通過(guò)PLC控制變頻器，再經(jīng)由變頻器來(lái)控制電機(jī)。結(jié)合實(shí)際情況，我為系統(tǒng)設(shè)計(jì)了以下功能：〔1〕按下正轉(zhuǎn)按鈕〔I0.0〕時(shí)，異步電機(jī)按變頻器的旋鈕設(shè)定頻率進(jìn)行正轉(zhuǎn)?！?〕按下反轉(zhuǎn)按鈕〔I0.1〕時(shí)，異步電機(jī)按變頻器的旋鈕設(shè)定頻率進(jìn)行反轉(zhuǎn)?！?〕按停止按鈕〔I0.3〕時(shí)，電機(jī)在任何情況下都停止運(yùn)轉(zhuǎn)。頻率〔4〕按下自動(dòng)按鈕〔I0.2〕時(shí)，可以使變頻器按照自身設(shè)定程序自動(dòng)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。具體運(yùn)轉(zhuǎn)模式見圖2-2。頻率0Hz0Hz10Hz11Hz35Hz50Hz20HzP19P21P23P17P81P82P83P84P85P86P87P22時(shí)間正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)P8132HzP18P20P17圖2-2變頻器控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式〔5〕按下按鈕〔I0.4〕時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，使電機(jī)按照PLC設(shè)定程序自動(dòng)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。具體運(yùn)轉(zhuǎn)模式見圖2-3。0Hz0Hz頻率時(shí)間10sP20P18P19P21P22P23P1712s15s20s8s17s15s10Hz20Hz32Hz35Hz50Hz11Hz圖2-3PLC控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式〔6〕按下按鈕〔I0.6〕時(shí)，電動(dòng)機(jī)按照PLC設(shè)定程序正反轉(zhuǎn)交替循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。每15s交替一次，正轉(zhuǎn)頻率為35Hz，反轉(zhuǎn)頻率為20Hz?！?〕變頻器故障時(shí)〔I0.5〕，即當(dāng)交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器偵測(cè)到有異常狀況發(fā)生時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。3PLC和變頻器的型號(hào)選擇3.1PLC的選擇在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型，工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)[2]。在PLC型號(hào)的選擇上，工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)，同時(shí)綜合了輸入輸出〔I/O〕點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)器容量、各項(xiàng)控制功能和機(jī)型的考慮以及性價(jià)比等各方面的因素，來(lái)確定PLC型號(hào)的選擇。根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)[9]。PLC還有故障自診斷功能，可以讓系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也可以獲得故障自診斷保護(hù)。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法規(guī)律性強(qiáng)，容易掌握編程語(yǔ)言容易學(xué)習(xí)，較為簡(jiǎn)單，并且梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近。本次設(shè)計(jì)PLC輸入點(diǎn)數(shù)在7個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)6個(gè)。I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮增加10%～20%的余量，因此選擇了S7-200PLC/CPU224/14輸入/10輸出。由于控制較簡(jiǎn)單，對(duì)PLC存儲(chǔ)容量、殊功能模塊沒(méi)有特殊要求。根據(jù)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備，從中選擇了S7-200PLC/CPU224XP/14輸入/10輸出。S7-200PLC具體型號(hào)見表3-1。表3-1S7-200PLCCPU選型型號(hào)表注：AC/DC/繼電器——100～230VAC電源/24VDC輸入/繼電器輸出；CPU系列號(hào)產(chǎn)品圖片描述選型型號(hào)CPU224XPAC/DC/繼電器；14點(diǎn)輸入/10點(diǎn)輸出；2輸入/1輸出共3個(gè)模擬量I/O點(diǎn)6ES7214-2BD23-0XB0在PLC的應(yīng)用中還有重要的一項(xiàng)就是編程，編程中需要用到的指令如下。S7-200系列PLC的根本指令包括常用指令、堆棧操作指令、計(jì)數(shù)指令、定時(shí)器指令、比擬指令和程序控制指令等?！?〕觸點(diǎn)指令觸點(diǎn)指令包括邏輯取和線圈驅(qū)動(dòng)指令，它有兩種連接形式，即串聯(lián)和并聯(lián)。①邏輯取和線圈驅(qū)動(dòng)指令。指令格式為：LD取指令；LDN取反指令。②觸點(diǎn)串聯(lián)指令。指令格式為：A常開觸點(diǎn)串聯(lián)：AN常閉觸點(diǎn)串聯(lián)。③觸點(diǎn)并聯(lián)指令。指令格式為：O常開觸點(diǎn)并聯(lián)：ON常閉觸點(diǎn)并聯(lián)?！?〕邏輯電路塊的連接指令①串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令。指令格式為：OLD。②并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令。指令格式為：ALD?！?〕置位，復(fù)位，取反指令①置位指令的格式為：SbitN。②復(fù)位指令的格式為：RbitN。③取反指令的格式為：NOT?！?〕計(jì)數(shù)器指令①增計(jì)數(shù)器指令CTU：其指令格式為：CTUCx,PV。x為計(jì)數(shù)器編號(hào)。②減計(jì)數(shù)器指令CTD：其指令格式為：CTDCx,PV。x為計(jì)數(shù)器編號(hào)。③增減計(jì)數(shù)器指令CTUD：其指令格式為：CTUDCx,PV。x為計(jì)數(shù)器編號(hào)。〔5〕定時(shí)器指令①接通延時(shí)指令TON：其指令格式為：TONTx,PT。x為定時(shí)器編號(hào)。②斷開延時(shí)指令TOF：其指令格式為：TOFTx,PT。x為定時(shí)器編號(hào)。③有記憶接通延時(shí)指令TONR：其指令格式為：TORTx,PT。x為定時(shí)器編號(hào)。〔6〕結(jié)束及暫停指令①結(jié)束指令可分為有條件結(jié)束指令END和無(wú)條件結(jié)束指令MEND。②暫停指令的指令格式為：STOP?！?〕子程序指令子程序指令包括3個(gè)指令：建立子程序、子程序調(diào)用和子程序返回。其中子程序調(diào)用指令又有2條指令：子程序調(diào)用指令CALL和子程序條件返回指令CRET。3.2變頻器的選擇在選擇變頻器時(shí)，首先要確定在該設(shè)計(jì)系統(tǒng)中使用通用變頻器的目的，根據(jù)目的來(lái)選擇最優(yōu)的變頻器，從而到達(dá)預(yù)期效果。再根據(jù)該設(shè)計(jì)的控制要求，對(duì)調(diào)速范圍、速度響應(yīng)和控制精度、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩等要素，并充分了解變頻器所驅(qū)動(dòng)負(fù)載特性，從而來(lái)確定采用什么功能的變頻器對(duì)于該設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)更加方便，然后確定采用什么控制方式最適宜。所選用的通用變頻器應(yīng)是既滿足生產(chǎn)工藝要求，又要在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上合理。假設(shè)對(duì)變頻器選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及使用不當(dāng)，可能會(huì)造成很多影響，比方，可能會(huì)使變頻器不能正常的運(yùn)行，從而達(dá)不到預(yù)期效果；可能引發(fā)設(shè)備故障，造成不必要的損失。為了保證所選用的變頻器長(zhǎng)期的可靠的運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)注意變頻器的地線的接地連接。變頻器的工作原理是把市電〔380V、50Hz〕通過(guò)整流器變成平滑直流，然后利用半導(dǎo)體器件〔GTO、GTR或IGBT〕組成的三相逆變器，將直流電變成可變電壓和可變頻率的交流電[4]。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備我選擇了小型的三相異步電機(jī)，異步電機(jī)參數(shù)如下：PN=180W，UN=380V，IN=0.65A，nN=1400rpm。根據(jù)電機(jī)參數(shù)變頻器應(yīng)選用三相電源380~480VAC，50Hz，輸出額定功率應(yīng)大于200W。再根據(jù)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備和三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)，從中選擇了臺(tái)達(dá)VFD-022M。變頻器具體型號(hào)及參數(shù)見表3-2。表3-2臺(tái)達(dá)VFD-M變頻器型號(hào)及參數(shù)表變頻器系列號(hào)產(chǎn)品圖片描述選型型號(hào)VFD-MLC-M2E數(shù)字控制面板/三相電源380~480VAC,50/60Hz/電機(jī)輸出額定功率2.20kW(3HP)/額定輸出容量3.8kVA/額定輸出(入)電流5.0A〔6.0A〕/輸出頻率(Hz)0.1~400Hz/強(qiáng)制風(fēng)冷VFD022M43B4硬件設(shè)計(jì)4.1變頻器接線4.1.1變頻器主電路接線本次設(shè)計(jì)選用的臺(tái)達(dá)VFD-022M變頻器電源為三相380V交流電，在主電路接線時(shí)應(yīng)正確的和三相交流電源連接。為了保證所選用的變頻器長(zhǎng)期的可靠的運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)注意VFD-M變頻器的地線的接地連接。根據(jù)變頻器使用手冊(cè)，電源、變頻器、三相異步電機(jī)具體接線如圖4-1。圖4-1變頻器主電路配線圖三相異步電機(jī)使用Y型接法，異步電機(jī)接線如圖4-2。圖4-2異步電機(jī)接線圖4.1.2控制端子接線臺(tái)達(dá)VFD-M變頻器提供了多種控制功能，其中有外部多功能端子控制，數(shù)字操作面板控制，通訊控制等。根據(jù)設(shè)計(jì)要求及簡(jiǎn)捷控制的目的，我選擇了通過(guò)外部多功能端子控制變頻器，以到達(dá)控制異步電機(jī)的目的。臺(tái)達(dá)VFD-M變頻器控制端子說(shuō)明見下表4-1。表4-1多功能控制端子說(shuō)明表端子記號(hào)端子功能說(shuō)明規(guī)格RA﹣RC多功能指示信號(hào)輸出接點(diǎn)對(duì)應(yīng)參數(shù)P46繼電器(RELAY)RB﹣RC多功能指示信號(hào)輸出接點(diǎn)接點(diǎn)輸出M0﹣GND多功能輸入輔助端子對(duì)應(yīng)參數(shù)P38,39,40,41,42M1﹣GND多功能輸入選擇一對(duì)應(yīng)參數(shù)P38,39,40,41,42M2﹣GND多功能輸入選擇二對(duì)應(yīng)參數(shù)P38,39,40,41,42M3﹣GND多功能輸入選擇三對(duì)應(yīng)參數(shù)P38,39,40,41,42M4﹣GND多功能輸入選擇四對(duì)應(yīng)參數(shù)P38,39,40,41,42M5﹣GND多功能輸入選擇五對(duì)應(yīng)參數(shù)P38,39,40,41,42本次設(shè)計(jì)中多功能指示輸出端子RA/RB/RC使用故障指示端子，變頻器產(chǎn)生故障時(shí)RA端子的繼電器會(huì)接通，產(chǎn)生一個(gè)故障信號(hào)送給PLC，PLC會(huì)停止變頻器和異步電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。故障指示端子電路如圖4-3。圖4-3故障指示端子電路圖本次設(shè)計(jì)中多功能輸入端子M0/M1/M2/M3/M4/M5全部使用，其相應(yīng)功能分配見表4-2，段速選擇指令見表4-3。表4-2多功能輸入端子功能分配表端子設(shè)定功能M0正轉(zhuǎn)/停止M1反轉(zhuǎn)/停止M2變頻器內(nèi)部程序自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)開始指令輸入M3多段速指令一/段速選擇M4多段速指令二/段速選擇M5多段速指令三/段速選擇表4-3指令與段速對(duì)應(yīng)表段速M(fèi)3(Q0.3)M4(Q0.4)M5(Q0.5)第一段段速P17100第二段段速P18010第三段段速P19110第四段段速P20001第五段段速P21101第六段段速P22011第七段段速P23111多功能輸入端子通過(guò)PLC給定的信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止、段速選擇等命令。多功能輸入端子電路如圖4-4。圖4-4多功能輸入端子電路圖4.2變頻器的操作及參數(shù)設(shè)置變頻器的操作說(shuō)明變頻器操作面板變頻器VFD-M為我們提供了簡(jiǎn)易的控制面板，其中有參數(shù)顯示，運(yùn)行指示，操作鍵MODE/RUN/ENTER/STOP，頻率旋鈕等。具體如下列圖4-5。圖4-5變頻器操作面板通過(guò)控制面板按鍵可以修改變頻器的設(shè)定參數(shù)，參數(shù)的修改方法如下表4-4。表4-4參數(shù)的修改舉例例如：修改參數(shù)P00操作步驟說(shuō)明顯示按MODE鍵進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定畫面P00按上下鍵選擇欲讀出或修改的參數(shù)號(hào)碼P00~P157按ENTER鍵進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置，讀出參數(shù)內(nèi)容00按上下鍵修改參數(shù)01按ENTER鍵輸入資料無(wú)誤那么顯示"End"輸入資料有誤那么顯示"Err"EndErr變頻器的參數(shù)設(shè)置根據(jù)控制要求現(xiàn)將變頻器主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，參數(shù)設(shè)定值見表4-5。表4-5主要參數(shù)設(shè)定表參數(shù)參數(shù)功能設(shè)定值實(shí)現(xiàn)功能P00頻率指令來(lái)源設(shè)定00主頻率輸入由數(shù)字操作器控制P01運(yùn)轉(zhuǎn)指令來(lái)源設(shè)定01運(yùn)轉(zhuǎn)指令由外部端子控制，鍵盤STOP鍵有效P02電機(jī)停車方式設(shè)定00以減速剎車方式停止P03最高操作頻率選擇50Hz最高操作頻率P04最大電壓頻率選擇50Hz最大電壓頻率P05最高輸出電壓選擇380V最高輸出電壓P10第一加速時(shí)間選擇6s電機(jī)到達(dá)設(shè)定轉(zhuǎn)速用時(shí)P11第一減速時(shí)間選擇6s電機(jī)停止用時(shí)P17第一段頻率設(shè)定10Hz第一段頻率P18第二段頻率設(shè)定20Hz第二段頻率P19第三段頻率設(shè)定35Hz第三段頻率P20第四段頻率設(shè)定50Hz第四段頻率P21第五段頻率設(shè)定32Hz第五段頻率P22第六段頻率設(shè)定20Hz第六段頻率P23第七段頻率設(shè)定11Hz第七段頻率P24禁止反轉(zhuǎn)功能設(shè)定00可反轉(zhuǎn)P36輸出頻率上限設(shè)定50Hz輸出頻率上限P37輸出頻率下限設(shè)定0Hz輸出頻率下限P38多功能輸入選擇一(M0)多功能輸入選擇二(M1)00M0：正轉(zhuǎn)/停止M1：反轉(zhuǎn)/停止P39多功能輸入選擇二(M2)16AUTORUN可程序自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)P40多功能輸入選擇三(M3)06多段速指令一P41多功能輸入選擇四(M4)07多段速指令二P42多功能輸入選擇五(M5)08多段速指令三P46多功能輸出RELAY接點(diǎn)07故障指示P78可程序運(yùn)轉(zhuǎn)模式選擇04自動(dòng)運(yùn)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)〔STOP間隔〕P79可程序運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向設(shè)定34運(yùn)轉(zhuǎn)方向“0100010〞*0＝正轉(zhuǎn)*1＝反轉(zhuǎn)P81第一段運(yùn)行時(shí)間設(shè)定對(duì)應(yīng)參數(shù)P1710s第一段運(yùn)行時(shí)間P82第二段運(yùn)行時(shí)間設(shè)定對(duì)應(yīng)參數(shù)P1812s第二段運(yùn)行時(shí)間P83第三段運(yùn)行時(shí)間設(shè)定對(duì)應(yīng)參數(shù)P1915s第三段運(yùn)行時(shí)間P84第四段運(yùn)行時(shí)間設(shè)定對(duì)應(yīng)參數(shù)P2020s第四段運(yùn)行時(shí)間P85第五段運(yùn)行時(shí)間設(shè)定對(duì)應(yīng)參數(shù)P218s第五段運(yùn)行時(shí)間P86第六段運(yùn)行時(shí)間設(shè)定對(duì)應(yīng)參數(shù)P2217s第六段運(yùn)行時(shí)間P87第七段運(yùn)行時(shí)間設(shè)定對(duì)應(yīng)參數(shù)P2315s第七段運(yùn)行時(shí)間4.3PLC的硬件接線本次設(shè)計(jì)選用的PLC型號(hào)為CPU224XP14輸入/10輸出/AC/DC/RLY，根據(jù)PLC的安裝要求可以確定PLC的供電電源為220V交流電。PLC的輸入端供電為DC24V，PLC本身提供24V直流電源，可以作為輸入電源使用。PLC的輸出模式為繼電器模式，輸出端相當(dāng)于一個(gè)自動(dòng)開關(guān)，PLC有輸出時(shí)會(huì)接通。所以PLC輸出端供電使用變頻器多功能端，這樣就可以形成一個(gè)完整的回路，到達(dá)控制的目的。PLC的供電電源、PLC的輸入、輸出接線電路如圖4-6。圖4-6PLC的接線電路圖4.4PLC與變頻器的連接本設(shè)計(jì)中PLC對(duì)變頻器的控制是通過(guò)PLC的繼電器輸出模塊控制變頻器的多功能輸入端，從而改變電機(jī)工作電源頻率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的多級(jí)調(diào)速。PLC輸入/輸出地址分配及連接項(xiàng)見表4-6。表4-6PLC輸入/輸出分配表輸入輸出地址功能連接項(xiàng)地址功能連接端口I0.0正轉(zhuǎn)SB1Q0.0正轉(zhuǎn)M0I0.1反轉(zhuǎn)SB2Q0.1反轉(zhuǎn)M1I0.2變頻器自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)SB3Q0.2變頻器自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)M2I0.3停止SB4Q0.3段速選擇M3I0.4多段速運(yùn)轉(zhuǎn)SB5Q0.4段速選擇M4I0.5故障急停RAQ0.5段速選擇M5I0.6正反轉(zhuǎn)交替SB6PLC與變頻器的接線電路如圖4-7。圖4-7PLC與變頻器的接線電路圖4.5調(diào)速控制總電路通過(guò)對(duì)PLC和變頻器各局部的設(shè)計(jì)，現(xiàn)確定了基于PLC與變頻器的交流電機(jī)調(diào)速控制硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案電路，如圖4-8。圖4-8總體設(shè)計(jì)方案電路圖5安裝調(diào)試根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路對(duì)PLC、變頻器、異步電機(jī)進(jìn)行安裝接線。在安裝過(guò)程中首先應(yīng)注意的是平安問(wèn)題，因?yàn)榘惭b的過(guò)程中會(huì)接觸到220V及380V交流電，應(yīng)當(dāng)小心不要觸電，在接線和調(diào)試時(shí)一定確保斷開電源。在接通電源前需要確定電源電壓為所需要的正確電壓。變頻器的三相電源之間電壓要均衡，以免不能正常啟動(dòng)。為了保證所選用的變頻器長(zhǎng)期的可靠的運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)注意變頻器的地線的接地連接。6總結(jié)本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。通過(guò)PLC與變頻器的連接共同來(lái)選擇交流電機(jī)的段速，從而可以鍛煉我們對(duì)軟件的編程能力的提高以及對(duì)硬件連接熟知能力的提高。通過(guò)這一次課程設(shè)計(jì)，我不僅熟悉和掌握了PLC和變頻器的結(jié)構(gòu)和工作原理。同時(shí)也加深了對(duì)PLC和變頻器的理解，通過(guò)硬件設(shè)計(jì)和動(dòng)手操作，逐步掌握硬件設(shè)計(jì)的根本方法和產(chǎn)品安裝技術(shù)。本次論文所用圖片通過(guò)CAD所繪，鍛煉了制圖能力。在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，把握住每一個(gè)重點(diǎn)的細(xì)節(jié)，防止出現(xiàn)任何由于粗心導(dǎo)致的過(guò)失，并且在寫論文時(shí)，應(yīng)該有側(cè)重點(diǎn)。在這次課程設(shè)計(jì)中我覺(jué)得最重要的就是要有自學(xué)能力，運(yùn)用工具書，利用網(wǎng)絡(luò)高效率的查閱資料。遇到問(wèn)題的時(shí)候，要認(rèn)真思考可能的原因，然后一步一步的去驗(yàn)證自己的想法，直到解決遇到的問(wèn)題。將理論應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，培養(yǎng)我們的創(chuàng)新能力，從而不斷地挑戰(zhàn)自己，超越自己，為今后工作打下能力根底。參考文獻(xiàn)[1]喬?hào)|凱.基于PLC和變頻器控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的研究[J].機(jī)械與電子,2023,(7):71-72.[2]方強(qiáng)，李麗娜，孫宏昌.可編程控制器技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用[