畢業(yè)設(shè)計(jì)-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) 精品

基于與變頻器交流電機(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：答辯小組成員簽字：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)的發(fā)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)IAbstractlogic(PLC)adigitalcomputingcontrolPLCatraditionalrelayproducts,widelyinallofcontrol.PLCcanbetochangesmallsize,flexibleissimple,stronganti-jammingreliability,suitableforWiththedevelopmentofelectronicsandcontroltechnology,theAChaswidelyusedintheofindustrialmotorcontrollerPLCasanewalternativerelaydevice,usedforfieldcollectionandcontrolequipmentarticledescribesinverterspeedcontrolsystemonPLC.NowwidelyusedPLCinverterofcontrol.FirstsettothetoPLC,controlcontrolthemotorviathemainlythePLCcompleteimplementationofcomponentsofinverterthemotor.Keywords：Powerelectronics;Converter;machiveII目

錄

112.1設(shè)計(jì)總體方.......................................................12.2系統(tǒng)功...........................................................23擇33.1PLC的選.........................................................33.2變頻器的選.......................................................54硬件設(shè)

64.1變頻器接.........................................................64.1.1變頻器主電路接.................................................64.1.2控制端子接.....................................................74.2變頻器的操作及參數(shù)設(shè).............................................94.2.1變頻器的操作說(shuō).................................................94.2.2變頻器的參數(shù)設(shè)................................................104.3PLC的硬件接....................................................114.4PLC與變頻器的連................................................124.5調(diào)速控制總電....................................................13試

14III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)1述就是可編程控制器（Controller國(guó)際電工委員會(huì)（1987年發(fā)布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做這樣的定義：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)的基礎(chǔ)上開(kāi)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。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，接口比較容易，方便連接。此外，它還可以有很多實(shí)用功能，比如，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)為是最理想最有發(fā)展前景的調(diào)速方式之一[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)成本。和變頻器被廣泛的應(yīng)用在電力、冶金、礦物開(kāi)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)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(kāi)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統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方與功能分析2.1系統(tǒng)采用控制變頻器實(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)部分構(gòu)成，即可控制部分，執(zhí)行部分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)。1[5][5]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)輸入開(kāi)關(guān)

變頻器

M圖統(tǒng)主要構(gòu)成圖2.2隨著電力電子技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)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)就是基于的變頻器調(diào)速系統(tǒng)，首先通過(guò)設(shè)置給定輸入給，再通過(guò)控變頻器，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（）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)。（2）按下反轉(zhuǎn)按鈕（）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)。（3）按停止按鈕（）時(shí)，電機(jī)在任何情況下都停止運(yùn)轉(zhuǎn)。（4）按下自動(dòng)按鈕（）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(jiàn)圖2-2。頻率50Hz

P2035Hz

P1932Hz正轉(zhuǎn)

P2111Hz10Hz

P17

P23

P170Hz

P82

P86反

P81P83P84P85

P87P81

時(shí)間轉(zhuǎn)20H

z

P18P22圖2-2變器控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)模式2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)（5）按下按鈕（）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(jiàn)圖2-3頻率50Hz

P2035Hz32Hz

P18

P19

P21

P2220Hz11Hz10Hz

P23

P170Hz10s12s15s

20s8s17s15s

時(shí)間圖控電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式按下按鈕（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)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)。3和頻器的型號(hào)選擇3.1PLC的選在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)先應(yīng)確定控制方案步工作就是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)格比的和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)

[9]

。還有故障自診斷功能，可以讓系統(tǒng)中以外的電路及設(shè)備也可以獲得故障自診斷保護(hù)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)7個(gè)，輸出點(diǎn)6個(gè)。I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮增的余量，因此選擇了7-200PLC/CPU224/14輸入/10輸出由于控制較簡(jiǎn)單，對(duì)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。S7-200具體型號(hào)見(jiàn)表3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)表S7-200PLCCPU選型號(hào)表注：AC/DC/繼器——100～230VAC電/24VDC輸入繼電器輸出；CPU系列號(hào)CPU224XP

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描述繼器；14點(diǎn)入10點(diǎn)輸；2輸/輸共3個(gè)擬量I/O點(diǎn)

選型型號(hào)6ES7214-2BD23-0XB0在的應(yīng)用中還有重要的一項(xiàng)就是編程中需要用到的指令如下S7-200系列的基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、比較指令和程序控制指令等。（1）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(kāi)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(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)：ON常閉觸點(diǎn)并聯(lián)。（2）邏輯電路塊的連接指令串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令。指令格式為：OLD。并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令。指令格式為：ALD（3）置位，復(fù)位，取反指令置位指令的格式為：SbitN。復(fù)位指令的格式為：RbitN取反指令的格式為：。（4）計(jì)數(shù)器指令①增計(jì)數(shù)器指令CTU：其指格式為：CTUCx,x為計(jì)數(shù)器編號(hào)。②減計(jì)數(shù)器指令CTD：其指格式為：CTDCx,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：x為數(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,。x定時(shí)器編號(hào)。②斷開(kāi)延時(shí)指令TOF：其指令格式為：TOFTx,。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T(mén)x,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4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)②暫停指令的指令格式為：STOP。（7）子程序指令子程序指令包括個(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指令：子程序調(diào)用指令CALL和程序條件返回指令3.2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，從而達(dá)到預(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合適。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。若對(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，比如，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50Hz通過(guò)整流器變成平滑直流，然后利用半導(dǎo)體器件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[。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：，U，I，n。N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。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)及參見(jiàn)表3-2表臺(tái)達(dá)變器號(hào)及參數(shù)表變頻器系列號(hào)VFD-M

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描述LC-M2E數(shù)控制面/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）/輸出率(Hz)0.1~400Hz/強(qiáng)制風(fēng)冷

選型型號(hào)VFD022M43B5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)4件設(shè)計(jì)4.1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。圖變器主電路配線圖三相異步電機(jī)使用Y型法，異步電機(jī)接線如圖。圖步電機(jī)接線圖6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)控制端子接線臺(tái)達(dá)VFD-M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達(dá)到控制異步電機(jī)的目的臺(tái)達(dá)VFD-M變頻器控制端子說(shuō)明見(jiàn)下表4-1。表多功能控制端子說(shuō)明表端子記號(hào)RA﹣RCRB﹣RCM0﹣GNDM1﹣GNDM2﹣GNDM3﹣GNDM4﹣GNDM5﹣GND

端子功能說(shuō)明多功能指示信號(hào)輸出接點(diǎn)多功能指示信號(hào)輸出接點(diǎn)多功能輸入輔助端子多功能輸入選擇一多功能輸入選擇二多功能輸入選擇三多功能輸入選擇四多功能輸入選擇五

規(guī)格對(duì)應(yīng)參P46繼器接點(diǎn)輸出對(duì)應(yīng)參P對(duì)應(yīng)參P對(duì)應(yīng)參P對(duì)應(yīng)參P對(duì)應(yīng)參P對(duì)應(yīng)參P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PLCPLC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圖故指端子電路圖本次設(shè)計(jì)中多功能輸入端子全部使用，其相應(yīng)功能分配見(jiàn)表4-2，段速選擇指令見(jiàn)表4-3。7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)表4-2多能輸入端子功能配表端子M0M1M2M3M4M5

設(shè)定功能正轉(zhuǎn)/停止反轉(zhuǎn)/停止變頻器內(nèi)部程序自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始指令輸入多段速指令一段速選擇多段速指令二段速選擇多段速指令三段速選擇表指令與段速對(duì)應(yīng)表段速第一段段速P17第二段段速P18第三段段速P19第四段段速P20第五段段速P21第六段段速P22第七段段速P23

多功能輸入端子通過(guò)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多能輸入端子電路圖8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)4.2變頻器的操作說(shuō)明變頻器操作面板變頻器為我們提供了簡(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，頻率鈕等。具體如下圖。圖頻器操作面板通過(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。表數(shù)的修改舉例例如：修改參數(shù)P00操作步驟按MODE鍵按上下鍵按ENTER鍵按上下鍵按ENTER鍵

說(shuō)明進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定畫(huà)面選擇欲讀出或修改的參數(shù)號(hào)碼進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置，出參數(shù)內(nèi)容修改參數(shù)輸入資料無(wú)誤則顯示"End"輸入資料有誤則顯示"Err"9

顯示P00P00~P157EndErr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)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(jiàn)表。表要參數(shù)設(shè)定表參數(shù)P00P01P02P03P04P05P10P11P17P18P19P20P21P22P23P24P36P37P38P39

參數(shù)功能頻率指令來(lái)源設(shè)定運(yùn)轉(zhuǎn)指令來(lái)源設(shè)定電機(jī)停車方式設(shè)定最高操作頻率選擇最大電壓頻率選擇最高輸出電壓選擇第一加速時(shí)間選擇第一減速時(shí)間選擇第一段頻率設(shè)定第二段頻率設(shè)定第三段頻率設(shè)定第四段頻率設(shè)定第五段頻率設(shè)定第六段頻率設(shè)定第七段頻率設(shè)定禁止反轉(zhuǎn)功能設(shè)定輸出頻率上限設(shè)定輸出頻率下限設(shè)定多功能輸入選擇一M0)多功能輸入選擇二M1)多功能輸入選擇二M2)

設(shè)定值HzHzVssHzHzHzHzHzHzHzHzHz

實(shí)現(xiàn)功能主頻率輸入由數(shù)字操作器控制運(yùn)轉(zhuǎn)指令由外部端子控制，鍵S鍵有效以減速剎車方式停止最高操作頻率最大電壓頻率最高輸出電壓電機(jī)達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速用時(shí)電機(jī)停止用時(shí)第一段頻率第二段頻率第三段頻率第四段頻率第五段頻率第六段頻率第七段頻率可反轉(zhuǎn)輸出頻率上限輸出頻率下限M0：轉(zhuǎn)停止M1：轉(zhuǎn)停止AUTORUN可程序自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)10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)P40P41P42P46P78P79P81

多功能輸入選擇三M3)多功能輸入選擇四M4)多功能輸入選擇五M5)多功能輸出ELAY接點(diǎn)可程序運(yùn)轉(zhuǎn)模式選擇可程序運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向設(shè)定第一段運(yùn)行時(shí)間設(shè)定對(duì)應(yīng)參數(shù)

s

多段速指令一多段速指令二多段速指令三故障指示自動(dòng)運(yùn)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)（間隔）運(yùn)轉(zhuǎn)方向“0100010”*0＝轉(zhuǎn)*＝轉(zhuǎn)第一段運(yùn)行時(shí)間第二段運(yùn)行時(shí)間設(shè)定P8212s對(duì)應(yīng)參數(shù)第三段運(yùn)行時(shí)間設(shè)定P8315s對(duì)應(yīng)參數(shù)第四段運(yùn)行時(shí)間設(shè)定P8420s對(duì)應(yīng)參數(shù)第五段運(yùn)行時(shí)間設(shè)定P858對(duì)應(yīng)參數(shù)第六段運(yùn)行時(shí)間設(shè)定P8617s對(duì)應(yīng)參數(shù)第七段運(yùn)行時(shí)間設(shè)定P8715s對(duì)應(yīng)參數(shù)4.3PLC的硬

第二段運(yùn)行時(shí)間第三段運(yùn)行時(shí)間第四段運(yùn)行時(shí)間第五段運(yùn)行時(shí)間第六段運(yùn)行時(shí)間第七段運(yùn)行時(shí)間本次設(shè)計(jì)選用的型號(hào)為CPU224XP14入/輸出/AC/DC/RLYPLC的安裝要求可以確定的供電電源為220V交流電的輸入端供電DC24V本身提供直流電源，可以作為輸入電源使用。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(kāi)關(guān)，PLC有輸出時(shí)會(huì)接通所以輸出端供電使用變頻器多功能樣就可以形成一個(gè)完整的回路，達(dá)到控制的目的。PLC供電電源、的輸入、輸出接線電路如圖4-6。11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)圖4-6PLC的接線電路圖4.4PLC與變本設(shè)計(jì)中對(duì)變頻器的控制是通過(guò)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(jiàn)表4-6。表輸/輸出分配表地址I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5

輸入功能正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)變頻器自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)停止多段速運(yùn)轉(zhuǎn)故障急停

連接項(xiàng)RA

地址Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5

輸出功能正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)變頻器自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)段速選擇段速選擇段速選擇

連接端口M0M1M2M3M4M5I0.6

正反轉(zhuǎn)交替

12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)與變頻器的接線電路如圖。圖變頻器的接線電路圖4.5通過(guò)對(duì)和變頻器各部分的設(shè)計(jì)確定了基于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圖總設(shè)方案電路圖13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)5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)注意的是安全問(wèn)題，因?yàn)榘惭b的過(guò)程中會(huì)接觸到及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(kāi)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和變頻器的結(jié)構(gòu)和工作原理。同時(shí)也加深了對(duì)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)的基本方法和產(chǎn)品安裝技術(shù)次論文所用圖片通過(guò)所繪煉了制圖能力。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)致的差錯(cuò)，并且在寫(xiě)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(shū)，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基礎(chǔ)。14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)參考文獻(xiàn)[1]喬?hào)|凱.基于PLC和變頻器控制異步電機(jī)轉(zhuǎn)速的研究[J].機(jī)械與電子2008,(7):71-72.[2]方麗娜宏.可編控制器技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)[M].北京子業(yè)出版社[3]胡松自動(dòng)控制原理（第五版[M].北京