西門子PLC課程設(shè)計(jì)專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：設(shè)計(jì)題目：PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試設(shè)計(jì)報(bào)告格式20分設(shè)計(jì)內(nèi)容60分10分10分總計(jì)得分封面3頁面布局5目錄格式3圖表質(zhì)量4間距、行距、字體6工藝過程分析8系統(tǒng)控制要求8I/O分配5設(shè)備選型5電氣原理圖系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)10動(dòng)手實(shí)踐能力10總印象評(píng)分10主電路8控制電路8外圍接線圖8目錄第一章緒論.1第二章課程設(shè)計(jì)內(nèi)容.22.1設(shè)計(jì)要求.22.2設(shè)計(jì)任務(wù)和目的.22.3系統(tǒng)控制求.22.4控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn).3第三章總體設(shè)計(jì)方案.43.1選擇機(jī)型.43.2系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu).43.2.1系統(tǒng)主電路圖.43.2.2系統(tǒng)控制電路圖.43.2.2系統(tǒng)外圍接線圖.43.3設(shè)計(jì)步驟.53.4系統(tǒng)流程框圖.6第四章硬件部分設(shè)計(jì).74.1輸出規(guī)格.74.2標(biāo)度變換.74.3變頻器參數(shù)設(shè)置表.7第五章軟件部分設(shè)計(jì).85.1程序的主體.85.1.1控制主程序.85.1.20-20秒上升子程序.。.95.1.33O-40秒下降子程序.105.1.460-65秒下降子程序.10第六章調(diào)試過程和結(jié)果.126.1調(diào)試過程.126.2調(diào)試結(jié)果.12第七章心得體會(huì).13第八章參考文獻(xiàn).14西門子PLC課程設(shè)計(jì)：PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試1第一章緒論可編程控制器（PLC）是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。它以微處理器為核心，用編寫的程序進(jìn)行邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等，并通過數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來控制機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。如今，PLC在我國各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。在就業(yè)競爭日益激烈的今天，掌握PLC設(shè)計(jì)和應(yīng)用是從事工業(yè)控制研發(fā)技術(shù)人員必須掌握的一門專業(yè)技術(shù)。任何生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，都包括兩個(gè)基本方面：一個(gè)是滿足生產(chǎn)機(jī)械和工藝的各種控制要求，另一個(gè)是滿足電氣控制系統(tǒng)本身的制造、使用以及維修的需要。因此，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括原理設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。前者決定一臺(tái)設(shè)備使用效能和自動(dòng)化程度，即決定著生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的先進(jìn)性、合理性，而后者決定著電氣控制設(shè)備生產(chǎn)可行性、經(jīng)濟(jì)性、外觀和維修等方面的性能。在現(xiàn)代控制設(shè)備中，機(jī)-電、液-電、氣-電配合得越來越密切，雖然生產(chǎn)機(jī)械的種類繁多，其電氣控制設(shè)備也各不相同，但電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方法基本相同。在最大限度滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝對(duì)電氣控制系統(tǒng)要求的前提下，力求運(yùn)行安全、可靠，動(dòng)作準(zhǔn)確，結(jié)果簡單、經(jīng)濟(jì)，電動(dòng)機(jī)及電氣元件選用合理，操作、安裝、調(diào)試和維修方便。要完成好電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，除要求我們掌握必要的電氣設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)外，還要求我們必須經(jīng)過反復(fù)實(shí)踐，深入生產(chǎn)現(xiàn)場，將我們所學(xué)的理論知識(shí)和積累的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)中來。本次課程設(shè)計(jì)正是本著這一目的而著手實(shí)施的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，它是一項(xiàng)初步的模擬工程訓(xùn)練。通過這次課程設(shè)計(jì)，我感到更深地了解一般電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法。西門子PLC課程設(shè)計(jì)：PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試2第二章課程設(shè)計(jì)內(nèi)容2.1設(shè)計(jì)要求1.確定控制方案，選擇PLC和變頻器。2.畫出電氣控制線路原理圖。3.設(shè)計(jì)程序4.完成PLC控制系統(tǒng)梯形圖軟件及其語句表的編制任務(wù)。5.在實(shí)驗(yàn)室條件下，通過試驗(yàn)調(diào)試初步驗(yàn)證其程序的正確性。2.2設(shè)計(jì)任務(wù)和目的1.了解PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)。2.了解S7-200系列CPU加MM440變頻器參數(shù)設(shè)置。3.了解電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則、內(nèi)容與一般步驟。4.掌握PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試基本過程及方法。2.3系統(tǒng)控制要求1.變頻調(diào)速器受010V輸入電壓控制；0V輸出頻率為0HZ，對(duì)應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為0r/min；5V輸出頻率為50HZ，對(duì)應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為1500r/min；10V輸出頻率為100HZ，對(duì)應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為3000r/min；輸入電壓與輸出頻率按線性關(guān)系變化。2.要求輸出轉(zhuǎn)速按函數(shù)變化，請(qǐng)編寫梯形圖控制程序，并完成調(diào)試。圖2.3轉(zhuǎn)速與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系西門子PLC課程設(shè)計(jì)：PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試33.改變輸出轉(zhuǎn)速時(shí)間的變化函數(shù)，重復(fù)上述過程.2.4控制系統(tǒng)的I/0點(diǎn)圖2.4控制系統(tǒng)I/0分配圖西門子PLC課程設(shè)計(jì)：PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試4第三章總體設(shè)計(jì)方案本次設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)控制變頻調(diào)速系統(tǒng)，選用PLC和變頻器的組合可完成數(shù)字量的輸入，實(shí)現(xiàn)模擬量和數(shù)字量的輸出控制?？梢酝ㄟ^對(duì)頻率的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的控制，使得速度變化更加平滑和實(shí)現(xiàn)精確調(diào)速。3.1選擇機(jī)型本次設(shè)計(jì)采用西門子S7-200系列PLC進(jìn)行控制，從以上分析可以知道，該系統(tǒng)只需開關(guān)量輸入點(diǎn)2個(gè)，模擬量輸出點(diǎn)1個(gè)。參照西門子S7-200產(chǎn)品目錄及市場實(shí)際價(jià)格，選用主機(jī)為CPU224XP(2個(gè)模擬量輸入，1個(gè)模擬量輸出)，本系統(tǒng)變頻器采用西門子MM440通用變頻器。3.2系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)由PLC和變頻器組成的控制系統(tǒng)，開關(guān)量輸入端由兩輸入，開始與停止按鈕；PLC輸出端是從010V的模擬量作為變頻器的輸入。實(shí)現(xiàn)如下控制：0V輸出頻率為0Hz，對(duì)應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為0r/min；5V輸出頻率為50Hz，對(duì)應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為1500r/min；7.5V輸出頻率為75HZ,對(duì)應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為2250r/min；10V輸出頻率為100Hz，對(duì)應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為3000r/min。3.2.1系統(tǒng)主電路圖圖3.3.1系統(tǒng)主電路圖3.2.2系統(tǒng)控制電路圖西門子PLC課程設(shè)計(jì)：PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試5圖3.3.2系統(tǒng)控制電路圖3.2.3系統(tǒng)外圍接線圖圖3.2.3外圍接線圖3.3設(shè)計(jì)步驟(1)使用PLC的兩個(gè)輸入點(diǎn)I0.0和I0.1分別作為系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止信號(hào)的輸入點(diǎn)；(2)使用PLC的一個(gè)模擬量輸出點(diǎn)AQWO作為使電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)的輸出信號(hào)，接到MM440變頻器的AIN1+，AIN1-端子上；(3)調(diào)節(jié)變頻器使其輸出頻率受模擬量輸入電壓控制；西門子PLC課程設(shè)計(jì)：PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試6(4)然后編制輸出按時(shí)間函數(shù)循環(huán)的梯形圖程序；(5)最后調(diào)試并運(yùn)行。3.4系統(tǒng)流程框圖圖4.5系統(tǒng)流程框圖西門子PLC課程設(shè)計(jì)：PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試7第四章硬件部分設(shè)計(jì)4.1輸出規(guī)格圖4.1輸出規(guī)格圖如果設(shè)