《工控組態(tài)技術(shù)及應(yīng)用-MCGS》課件kj44v

項(xiàng)目四電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)

1.知識(shí)目標(biāo)⑴掌握光電耦合器的使用方法。⑵掌握電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的控制要求。⑶掌握電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的硬件接線。⑷掌握電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的通信方式。

。⑸掌握電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的控制原理。⑹掌握電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)方法。⑺掌握電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)方法

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

⑴初步具備電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)分析能力。⑵初步具備光電耦合器的測(cè)速技能。⑶初步具備PLC電機(jī)轉(zhuǎn)速控制的設(shè)計(jì)能力。⑷初步具備電機(jī)轉(zhuǎn)速控制PLC程序設(shè)計(jì)能力。⑸初步具備電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的組態(tài)能力。⑹初步具備電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)PLC程序與組態(tài)的統(tǒng)調(diào)能力。2能力要求二、要求學(xué)生必備的知識(shí)與技能1.必備知識(shí)⑴EM235模塊的使用方法。⑵PLC應(yīng)用技術(shù)基本知識(shí)。⑶PID控制基本知識(shí)。⑷閉環(huán)控制系統(tǒng)基本知識(shí)。⑸組態(tài)技術(shù)基本知識(shí)。

⑴熟練的PLC接線操作技能。⑵熟練的PLC編程調(diào)試技能。

⑶熟練的PID控制系統(tǒng)調(diào)試技能。⑷計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)的組建能力。2必備技能三、相關(guān)知識(shí)講解1.EM235模塊

見模塊四項(xiàng)目一。2.電機(jī)轉(zhuǎn)速控制模塊介紹

電機(jī)轉(zhuǎn)速控制模塊硬件組成如圖4-4-1所示。電機(jī)轉(zhuǎn)速控制模塊作為一個(gè)小型對(duì)象，系統(tǒng)由兩個(gè)直流電機(jī)，直流調(diào)速電路等組成。測(cè)速單元編碼盤或者專用編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)，具有負(fù)載的功能；兩個(gè)電機(jī)組成電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)模式，采用了電機(jī)聯(lián)軸器；調(diào)速器采用2～10V的電壓控制，從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速；編碼盤為6脈沖/轉(zhuǎn)，配置光電耦合器測(cè)速。圖4-4-1電機(jī)轉(zhuǎn)速控制模塊硬件成四、理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)任務(wù)一電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)控制要求任務(wù)二電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)硬件接線任務(wù)三電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)控制原理任務(wù)四電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)PLC程序設(shè)計(jì)與調(diào)試任務(wù)五電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)任務(wù)六電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)任務(wù)七電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)用戶窗口組態(tài)任務(wù)八電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)PLC程序與組態(tài)統(tǒng)調(diào)1.電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)控制要求⑴實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置光電耦合器一套電機(jī)兩個(gè)EM235模擬量處理模塊一塊調(diào)速器一個(gè)RS232轉(zhuǎn)換接頭及傳輸線一根MCGS運(yùn)行狗一個(gè)計(jì)算機(jī)（盡量保證每人一機(jī)）多臺(tái)西門子S7-200PLC一臺(tái)⑴用光電耦合器、電機(jī)、PLC、EM235模擬量處理模塊、調(diào)速器等構(gòu)成電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)。⑵用MCGS軟件來(lái)監(jiān)控電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)。⑵用MCGS軟件來(lái)監(jiān)控電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)。2.電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置及控制接線圖⑵系統(tǒng)接線風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)接線圖（如圖4-4-2所示）。

圖4-4-2風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)接線圖3.電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)I／O分配

PLC中I/O口分配注釋MCGS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的變量元件地址光電耦合器I0.0脈沖輸入

PID_PVVD100測(cè)量值PID_PVPID_SPVD104設(shè)定值PID_SPPID_MVVD108自動(dòng)輸出值PID_MVPID_PVD112比例系數(shù)PID_PPID_TSVD116采樣時(shí)間，以秒為單位，必須為正數(shù)。PID_TSPID_IVD120積分時(shí)間PID_IPID_DVD124微分時(shí)間PID_DPID_AMVD184手動(dòng)自動(dòng)切換PID_AMPID_MANVD188手動(dòng)輸出值PID_MANPID_OUTVD192總輸出PID_OUT

圖4-4-3電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)控制圖5.電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)PLC控制程序⑴符號(hào)表符號(hào)地址注釋First_Scan_OnSM0.1僅第一個(gè)掃描周期中接通為ONINT_0INT0中斷程序注釋PID_PVVD100測(cè)量值PID_SPVD104設(shè)定值PID_MVVD108自動(dòng)輸出值PID_PVD112比例系數(shù)PID_TSVD116采樣時(shí)間，以秒為單位，必須為正數(shù)。PID_IVD120積分時(shí)間PID_DVD124微分時(shí)間PID_AMVD184手動(dòng)自動(dòng)切換PID_MANVD188手動(dòng)輸出值PID_OUTVD192總輸出Time_0_IntrvlSMB34定時(shí)中斷0的時(shí)間間隔（從1至255，以1毫秒為增量）。HSCO_ctrlSMB37HSCO設(shè)備與控制HSC0_PVSMD42HSCO的新預(yù)置值HSC0_CVSMD38HSC0的新當(dāng)前值⑵主程序：主程序包括兩個(gè)絡(luò)。①網(wǎng)絡(luò)1：初始化PID參數(shù)，指定采樣周期為0.1秒，中斷時(shí)間為：100ms。②網(wǎng)絡(luò)2：定義高速計(jì)數(shù)器為HSC0，當(dāng)前值為0，最大記數(shù)值為1000000，并啟動(dòng)高速計(jì)數(shù)器HSC0。

中斷服務(wù)程序：①網(wǎng)絡(luò)1:電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生6個(gè)脈沖，將100ms產(chǎn)生的脈沖數(shù)除以0.6，得到每秒的轉(zhuǎn)速,送到LD0，重新啟動(dòng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。②網(wǎng)絡(luò)2：將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為0～1之間的數(shù)送到PID-PV。③網(wǎng)絡(luò)3：實(shí)現(xiàn)手-自動(dòng)切換④網(wǎng)絡(luò)4：將0~1之間的輸出值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的輸出值送到AQW0。6.電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的組態(tài)圖4-4-10電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)劃⑶設(shè)備組態(tài)①打開工作臺(tái)的設(shè)備窗口標(biāo)簽，雙擊設(shè)備窗口，在空白處右擊鼠標(biāo)，打開“設(shè)備工具箱”，添加如圖4-4-11所示的設(shè)備。

圖4-4-11電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)設(shè)備窗口組態(tài)

電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)PLC屬性設(shè)置如圖4-4-12所示。

圖4-4-12電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)PLC屬性設(shè)置⑷用戶窗口組態(tài)

①打開用戶窗口，創(chuàng)建電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)窗口。②雙擊電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)窗口，打開動(dòng)畫組態(tài)界面，繪制如圖4-4-13所示的圖形（參考模塊二中的項(xiàng)目三）。

圖4-4-13電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)控制界面③在組態(tài)畫面中，分別將相應(yīng)的圖形與變量PID_PV、PID_SP、PID_MV、PID_P、PID_TS、PID_I、PID_D、PID_AM、PID_MAN、PID_OUT、sd等建立聯(lián)系。④實(shí)時(shí)曲線的畫筆與PID_PV、PID_SP、PID_MAN等變量一一建立連接。六、實(shí)操考核項(xiàng)目考核采用步進(jìn)式考核方式，考核內(nèi)容見表4-4-4.

七、注意事項(xiàng)1.電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)采用高速計(jì)數(shù)器采集風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，注意記數(shù)脈沖的接線端子。2.光電耦合器安裝時(shí)一定要注意安裝位置。3.采集的數(shù)據(jù)在進(jìn)行PID運(yùn)算以前要將其轉(zhuǎn)換為0～1之間的實(shí)數(shù)。4.PID運(yùn)算的輸出信號(hào)要轉(zhuǎn)換為PLC的標(biāo)準(zhǔn)輸出值。5.控制信號(hào)在送往調(diào)壓器之前要經(jīng)過(guò)EM235模擬量處理模塊進(jìn)行處理。八、系統(tǒng)調(diào)試1.電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)PLC程序調(diào)試。反復(fù)調(diào)試PLC程序，直到達(dá)到電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的控制要求為止。2.MCGS仿真界面調(diào)試。⑴運(yùn)行初步調(diào)試正確的PLC程序。⑵開環(huán)調(diào)試：將手自動(dòng)切換按鈕置于手動(dòng)方式，觀察控制系統(tǒng)測(cè)量值和輸出值是否正常顯示，如果顯示不正常，檢查系統(tǒng)接線及設(shè)備組態(tài)，直到正常顯示為止。⑶閉環(huán)調(diào)試：將手自動(dòng)切換按鈕置于自動(dòng)方式，觀察控制系統(tǒng)的控制效果是否達(dá)到控制要求，如果沒(méi)有達(dá)到控制要求，則反復(fù)調(diào)試，直到達(dá)到控制要求為止。

⑴數(shù)據(jù)不顯示；解決方法：在