題目1:19.PLC控制電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)詳情i.i背景調(diào)速系統(tǒng)快速性、穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)性能好是工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中基本要求。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐的諸多領(lǐng)域中調(diào)速系統(tǒng)占有著極為重要的地位特別是在國(guó)防、汽車、冶金、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足輕重的作用。調(diào)速控制系統(tǒng)的工藝過(guò)程復(fù)雜多變，具有不確定性，因此對(duì)系統(tǒng)要求更為先進(jìn)的控制技術(shù)和控制理論?？删幊炭刂破?PLQ可編程控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是繼續(xù)計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)裝置。它具有抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格便宜，可靠性強(qiáng)，編程簡(jiǎn)樸，易學(xué)易用等特點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域中深受工程操作人員的喜歡，因此PLC已在工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域中被廣泛地使用。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，采用變頻器構(gòu)成變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)的主要目的，一是為了滿足提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高設(shè)備自動(dòng)化程度、提高生活質(zhì)量與改善生活環(huán)境等要求；二是為了節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本。用戶根據(jù)自己的實(shí)際工藝要求和運(yùn)用場(chǎng)合選擇不同類型的變頻器。1.2任務(wù)要求通過(guò)PLC控制變頻器，使三相異步電動(dòng)機(jī)按圖1-1所示的曲線運(yùn)行，并可通過(guò)觸摸屏遠(yuǎn)程控制電機(jī)的啟動(dòng)、停止，可對(duì)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間、減速時(shí)間設(shè)定調(diào)整，同時(shí)要求通過(guò)觸摸屏實(shí)時(shí)顯示數(shù)字電機(jī)轉(zhuǎn)速、頻率，顯示轉(zhuǎn)速圖。電機(jī)運(yùn)行可分為三個(gè)部分：第一部分要求電機(jī)起動(dòng)后在60s從0(r/min)線性增加到1022(r/min);第二部分是進(jìn)入恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行階段，運(yùn)行時(shí)間為120s，轉(zhuǎn)速恒定為1022(r/min);第三部分是當(dāng)恒速到了規(guī)定時(shí)間，進(jìn)入減速階段，電機(jī)轉(zhuǎn)速要求在40s降到0(r/min)。14601285電源頻率為50Hz時(shí)的轉(zhuǎn)速-電機(jī)轉(zhuǎn)速限幅值圖1-1晝步旭遍服麗f袖114601285電源頻率為50Hz時(shí)的轉(zhuǎn)速-電機(jī)轉(zhuǎn)速限幅值圖1-1晝步旭遍服麗f袖1鏤W選用EMAM06乍為smart200plc的擴(kuò)展模塊給予模擬量信號(hào)。通過(guò)計(jì)算，將1022轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)數(shù)字量18837.5輸入，并對(duì)應(yīng)分配到各個(gè)時(shí)間所需加的信號(hào)。接入觸摸屏控制啟動(dòng)停止，復(fù)位。詳細(xì)主電路圖見(jiàn)圖2.2.12.2電氣控制主電路圖PLC控制電機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)主電路圖見(jiàn)圖1-24CH1圖1-2變頻調(diào)速控制系統(tǒng)主電路圖2.3PLC控制硬件設(shè)計(jì)PLC控制電機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)I/O配置表見(jiàn)表1-1表1-1變頻調(diào)速控制系統(tǒng)I/O配置表I/0配置表輸入輸出I0.0啟動(dòng)Q0.0電機(jī)正轉(zhuǎn)I0.1停止AQW16電壓輸入I0.2運(yùn)行PLC控制電機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)I/O接口圖見(jiàn)圖1-324VSB1SB2SB3E\E1MI0.0I0.1I0.2......S7-200SMARTEMAM061LQ0.0...AQW16...變頻器KM圖1-3變頻調(diào)速控制系統(tǒng)I/O接口圖2.4PLC軟件設(shè)計(jì)PLC變頻調(diào)速控制系統(tǒng)流程圖見(jiàn)圖1-4圖1-4變頻調(diào)速控制系統(tǒng)程序流T39清零啟動(dòng)T392.5PLC梯形圖1-5PLC變頻調(diào)速控制系統(tǒng)順序功能圖見(jiàn)圖1-5SM0.jM0.0啟動(dòng)M0.1啟動(dòng)T37是否到100ms是M0.2AC0+34.T3清零啟甫37AC轉(zhuǎn)換復(fù)制給AQW16AC0>=18837.5?是M0.3-啟動(dòng)T38關(guān)閉T37AQW=18838是否到2min是M0.4啟動(dòng)T39是否到100ms是M0.5AC0-47.1T39青零啟動(dòng)T39AC酸換復(fù)制給AQW16AC0>0?是圖1-5變頻調(diào)速控制系統(tǒng)順序功能圖PLC變頻調(diào)速控制系統(tǒng)梯形圖程序輸旗主耗T3?T河ACO—II輸旗主耗T3?T河ACO—II1}I1叫I-:'■■=L頌項(xiàng)rhjrtdinyLHIOUT■AmACO-霍100J7.6t主；uai—IIc=>THACOT33SUB.R1cnjlEhin1*cc~irjiout471-irizIHTD^PT1D>Jm;三、總結(jié)3.1個(gè)人得失經(jīng)過(guò)這次的運(yùn)動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)我感覺(jué)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)得到了實(shí)踐的強(qiáng)化與應(yīng)用，這樣那些知識(shí)在我腦子中就更加影響深刻了。然后因?yàn)槭窃O(shè)計(jì)類的活動(dòng)，使得我意識(shí)到必須要有非常清晰的思維與謹(jǐn)慎的態(tài)度才能做好，還有就是對(duì)知識(shí)的掌握要扎實(shí)到位，如果不了解，根本就無(wú)法成功。還有要跟同學(xué)很好的合作才能更快的完成任務(wù)，回頭去看，通過(guò)這次運(yùn)動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)，我掌握了設(shè)計(jì)這門(mén)課程的基本步驟和方法，應(yīng)該會(huì)為將來(lái)更高階的設(shè)計(jì)打基礎(chǔ)。3.2課程問(wèn)題與解決方案1剛開(kāi)機(jī)變頻器無(wú)法工作解答：每次開(kāi)機(jī)，變頻器其他參數(shù)不變，但需要將PAPAM舛的P10設(shè)置為0,說(shuō)明調(diào)試停止2程序進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化時(shí)無(wú)法進(jìn)行加數(shù)解答：當(dāng)時(shí)只使用了一個(gè)AC0,并且將AC0中的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)化為雙整數(shù)和整數(shù)，使得ADD_R指令無(wú)法作用。之后使用多個(gè)寄存器進(jìn)行轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)。3觸摸屏無(wú)法通訊解答：電腦地址和單片機(jī)地址不在同一段，修改電腦地址或者開(kāi)始將觸摸屏地址修改下。4不會(huì)使用觸摸屏進(jìn)行顯示數(shù)據(jù)解答：通訊延退，修改波特率高一點(diǎn)題目2:9.交通高低峰分段運(yùn)行、數(shù)顯倒計(jì)時(shí)交通紅綠燈一、任務(wù)詳情1.1背景隨著我國(guó)城市現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，交通問(wèn)題成為影響我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)大問(wèn)題，而城市道路交通問(wèn)題的核心就是對(duì)十字交叉路口交通信號(hào)的控制。因此，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家把城市交通信號(hào)控制研究的重點(diǎn)放在城市交通干線和區(qū)域的控制上，可是控制效果并不明顯。人們對(duì)十字路口交通信號(hào)的控制方法大致有如下兩種方式：其一是建立城市交通流的數(shù)學(xué)模型，提出優(yōu)化算法，但由于十字路口不同時(shí)刻車輛的流量是復(fù)雜的、隨機(jī)的和不確定的，所以數(shù)學(xué)模型難以建立，控制策略中的最優(yōu)目標(biāo)也很難實(shí)現(xiàn)，且算法復(fù)雜、計(jì)算量大，實(shí)踐證明控制效果不理想，實(shí)時(shí)性較差；二是根據(jù)模糊控制的方法，根據(jù)十字路口交通的車輛數(shù)確定某一相位的綠燈初始時(shí)間和綠燈延長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)交通燈的控制實(shí)現(xiàn)了一定的模糊化，但是在控制過(guò)程中相位轉(zhuǎn)換的順序不變，因而面對(duì)我國(guó)城市如此復(fù)雜的交通系統(tǒng)，難以保證其靈活性和實(shí)時(shí)性。因此，結(jié)合我國(guó)城市道路交通的實(shí)際情況，開(kāi)發(fā)出真正適合我們自身特點(diǎn)的智能信號(hào)燈控制系統(tǒng)是當(dāng)前的主要任務(wù)，以最大限度地減少了十字路口的車輛平均延誤時(shí)間，提高了路口通行能力，從而達(dá)到緩解交通擁擠的目的。本設(shè)計(jì)根據(jù)具體情況將交通情形分為高峰期、低峰期和晚間三種情形，并對(duì)三種情形進(jìn)行不同的控制，以實(shí)現(xiàn)交通順通的目的。1.2任務(wù)要求模擬實(shí)際交通燈運(yùn)行情況，僅帶綠閃的紅綠燈部分容可參考本書(shū)第七章第五節(jié)和附錄E實(shí)驗(yàn)七容。此題的容在前述的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展到當(dāng)下普遍采用的分時(shí)段運(yùn)行、帶倒計(jì)時(shí)數(shù)字顯示(簡(jiǎn)稱數(shù)顯)的紅綠燈，使課程設(shè)計(jì)題目更貼近實(shí)際。設(shè)計(jì)高/低峰時(shí)段運(yùn)行和帶數(shù)顯倒計(jì)時(shí)LED燈的交通紅綠燈PLC控制程序，普通交通紅綠燈時(shí)序圖如上圖所示(紅燈行列向?yàn)?0s一切換)。具體要求如下。交通高峰時(shí)段為每日的上午7:30~9:00和下午的16:30~18:00,交通高峰時(shí)紅燈為20s一切換。按圖7-7時(shí)序圖規(guī)律，其中綠閃、黃燈時(shí)長(zhǎng)不變，綠燈常亮縮短到15s。交通低峰時(shí)段為每日的上午6:00開(kāi)始，除去高峰時(shí)段，到22:00完畢，交通低峰時(shí)紅燈為40s一切換。綠燈按黃燈圖7-7時(shí)序圖規(guī)律同理安排。交通晚間時(shí)段為當(dāng)日的22:00開(kāi)始，到次日6:00完畢，該時(shí)段十字路口的4個(gè)方向均按黃燈閃爍運(yùn)行。由于實(shí)驗(yàn)?zāi)K只有一組數(shù)碼管，只須編寫(xiě)一對(duì)方向的倒計(jì)時(shí)數(shù)碼顯示。如顯示東西向低峰時(shí)段紅綠燈倒計(jì)時(shí)數(shù)碼值，先走東西向紅燈20s倒計(jì)時(shí)，綠燈再走18s,最后黃燈亮2s；再重復(fù)下一輪……。低峰時(shí)以此類推。晚間時(shí)段不顯示倒計(jì)時(shí)。二、方案設(shè)計(jì)2.1電路構(gòu)造思路題目原來(lái)要求讀取實(shí)時(shí)時(shí)鐘來(lái)控制高峰、低峰、夜間子程序有效，但是由于讀取時(shí)鐘在實(shí)驗(yàn)室難于操作，用三個(gè)開(kāi)關(guān)輸入，控制不同時(shí)間段的紅綠燈。2.2PLC控制硬件設(shè)計(jì)表1為交通燈系統(tǒng)I/O分配表表1交通燈系統(tǒng)I/O分配表r輸入信號(hào)名球地址「輸出信呼名禰"嫩址，*/控制開(kāi)關(guān)#103敬碼曾各位顯示?Q00-Q03J-低峰new)開(kāi)關(guān)，102-數(shù)佃菅位顯示"Q0.4-Q0-?^?晚間(NICHT)開(kāi)美103*南北蜘［蛟Q1S*』高修(HIGH｝開(kāi)關(guān)，~IQ4-南北初露R1如J南北黃rr亮滅/017^=Q1.2-東兩知秘/q或」東西黃it亮火『Q1.4*-圖5為交通燈系統(tǒng)I/O硬件接線圖圖5交通燈系統(tǒng)I/O端子硬件接線圖ha111!H1cci巴］ra|jraS7-2Q0SMARTPLCCPUSR40□回QG；|回I□PS㈣H叫amQl.*|2.3PLC軟件設(shè)計(jì)程序流程圖系統(tǒng)流程圖分為四個(gè)模塊：主程序、高峰期子程序、低峰期子程序、晚間子程序。其中主程序作時(shí)間段的判斷從而選擇相應(yīng)的工作模式，時(shí)間段用三個(gè)開(kāi)關(guān)模擬，通過(guò)三個(gè)開(kāi)關(guān)選擇對(duì)應(yīng)的時(shí)間段；且流程圖中SN表示南北方向，EW展示東西方向，GRY分別表示綠、紅、黃三種燈，每一個(gè)反方向只有一個(gè)燈亮或者閃爍,當(dāng)有一個(gè)燈處于閃爍或亮的狀態(tài)時(shí)另外的兩個(gè)燈熄滅。具體流程圖如圖1、圖2、圖3、圖4。初始化時(shí)間檢測(cè)及模式選擇NONONOYES高峰期子樣序YES低峰期子植序YES晚間子程序SN:Y/0,EW:Y/0NONONOYES高峰期子樣序YES低峰期子植序YES晚間子程序SN:Y/0,EW:Y/0〔結(jié)束）圖1交通信號(hào)燈系統(tǒng)工作流程圖圖2晚間子程序開(kāi)始35s15s18s20s15s18s38s20s結(jié)束SN:G/1,EW:R/1,計(jì)數(shù)20s且數(shù)碼管顯示SN:G/1（閃爍3s）EW:R/1SN:Y/1（閃爍2s）EW:R/1c開(kāi)始SN:G/1,EW:R/1,計(jì)數(shù)40s且數(shù)碼管顯示SN:G/1（閃爍3s）EW:R/1一38s到?圖3高峰期子程序圖4低峰期子程序SN:R/1,EW:G/1,計(jì)數(shù)20s且數(shù)碼管顯示SN:R/1EW:Y/1（閃爍2s）*J40s到？SN:R/1EW:G/1（閃爍3s）SN:R/1EW:G/1（閃爍3s）SN:R/1EW:Y/1（閃爍2s）35s到?SN:Y/1（閃爍2s）EW:R/1SN:R/1,EW:G/1,計(jì)數(shù)40s且數(shù)碼管顯示40s至U?2.5PLC梯形圖MAINI113H|LOW''[/EWM^OM22MOuO,H^r)3M10—(R)3MAINI113H|LOW''[/EWM^OQ1.0T.)802JTR)3M2.3TC4Cl&MAFitnGiiXIQW'MijrrI?冀膝攻I姓岸段4善MZ.O1FI(RE。翔無(wú)主邸VIEWEFITHnNFTICOftaT3STOWPT1XJmsB布.七主邳T差=>11-nM1.2)VIEWFK［空TIM20M2.3Ml1T3911■■1jIJ/■TiTbi111\1117fIH1Un1M-iM11R)/INTDK1*1IOOjturin、14；Lfi「一rriii1UJLIIUBIlli15-PVir>LNpilUUmcM,1■-TUNIODmm斜注胃M2XM2.0U1-M1.2Ml0M2.G」S)1IOW＞：fJTGtITVCCWihiTONPT1&O^I3r-?入3主拜ID13=14144JIM1.CLCs311R>1IMO-Ou)1M0>JT勺>1img-ftJr〉1IM2.1IM2.4輛"注科yi￡wOSIbiQUCTU——F5a-戶1v輸入注暮M21IVW.OQ作TOC\o"1-5"\h\zMO；IE3IC>Musaoi-j-I―<>M1.O皿5I―<>M1.1E再Q(mào)1F輸入注科MOV_WEMENOHFJCMJT-VWlOVIEWEFJMCV_WEhlENO:OUT.VW10VIEWENIMOV-VENEhlOMMCHJT.VW1QVIEWENVIEWMAIN|HIGH[NIGHTx葺罵1子程序注藕'i程序段主暮4輸入注釋hlAI1MI亍程序注棄三、總結(jié)在調(diào)試過(guò)程中主要有以下幾個(gè)問(wèn)題：由于開(kāi)關(guān)損壞，閉合后沒(méi)有反應(yīng)，檢查程序沒(méi)有錯(cuò)誤，更換開(kāi)關(guān)后工作正常。程序沒(méi)有分模塊，都放在主程序，邏輯混亂，控制出錯(cuò)。解決的方法是將各功能模塊放在不同的子程序中，在主程序?qū)?yīng)的地方調(diào)用，控制簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。程序運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)的指示