01項目描述任務1變頻器的多段速控制任務2模擬量對變頻器的控制傳送帶的調速控制020304任務3ModbusRTU通信控制項目描述項目描述現(xiàn)要設計一條生產線，該產線上的傳送帶由控制面板的按鈕控制，通過控制面板能夠控制傳送帶的啟動、停止、加速和減速。輸送帶的控制部分采用三菱FR-E700系列變頻器，西門子S7-1200系列PLC。任務1變頻器多段速控制任務1變頻器多段速控制-任務目標知識目標

（1）了解變頻器的多段速控制方法及給定原理；（2）了解PLC的數據結構與類型。能力目標（1）掌握變頻器多段速參數的設置方法，會正確接線和調試；（2）掌握通過數據轉換至PLC輸出的編程技巧。素養(yǎng)目標（1）倡導自強不息、堅忍剛毅的精神；（2）引導學生形成正確的價值觀、人生觀、就業(yè)觀。任務1變頻器多段速控制-任務描述本任務采用多段速度的控制方法，通過升降速按鈕調節(jié)速度，最小頻率5Hz，最高頻率為50Hz，頻率間隔為5Hz。具體控制要求如：（1）共10段速度可調節(jié)，最小頻率為5Hz，最大頻率為50Hz，頻率間隔為5Hz；（2）設置2個按鈕多段速度的調節(jié)，每按壓一次升速按鈕，頻率上升5Hz，直至最高頻率50Hz；每按壓一次降速按鈕，頻率下降5Hz，直至最低頻率5Hz；（3）設置啟動、停止按鈕各1個，控制傳送帶的啟停。任務1變頻器多段速控制-任務分析變頻器的多段速控制，即為通過變頻器的數字量輸入端子的組合控制，實現(xiàn)對電機的多段速度的運行控制。本任務需要控制10個固定頻率，可將端子狀態(tài)按二進制編碼順序排列，4個輸入端的排列組合的二進制數值為0～15，能實現(xiàn)15段速度的控制，滿足本任務要求。任務1變頻器多段速控制-任務知識一、變頻器多段速控制三菱FR-E700變頻器端子接線圖任務1變頻器多段速控制-任務知識二、二進制數據轉換變頻器的多段速控制是通過變頻器的多個端子ON、OFF的組合操作實現(xiàn)，在表3-1中的15段速度的4個端子組合而成的二進制編碼數值為1～15。大多變頻器的1速～15速對應與二進制編碼的數值為1～15，這樣通過二進制編碼方式進行變頻器的多速段控制，會簡化PLC的控制程序。PLC的4個輸出端子對應接入變頻器的的4個多速段控制端子后，可對PLC的4個輸出端直接賦值二進制數值即可設置對應速度段。端子低速中速高速4速5速6速7速8速9速10速11速12速13速14速15速RL100110101010101RM010101100110011RH001011100001111REX000000011111111十進制124356789101112131415寄存器位7位6位5位4位3位2位1位0MB0M0.7M0.6M0.5M0.4M0.3M0.2M0.1M0.0QB0--------Q0.3Q0.2Q0.1Q0.0寄存器與PLC輸出位進行連接變頻器的多段速端子控制任務1變頻器多段速控制-任務實施一、I/O分配輸入輸出地址功能外接元件地址功能外接元件I0.0輸送帶啟動SB1Q0.0多速段控制變頻器RL端子I0.1輸送帶停止SB2Q0.1多速段控制變頻器RM端子I0.2輸送帶升速SB3Q0.2多速段控制變頻器RH端子I0.3輸送帶減速SB4Q0.3多速段控制變頻器REX端子

Q0.4變頻器運行變頻器STF端子變頻器的多段速端子控制變頻器的多段速端子控制變頻器端子PLC端子1速2速3速4速5速6速7速8速9速10速RLQ0.01010101010RMQ0.10110011001RHQ0.20001111000REXQ0.30000000111二進制編碼數值12345678910頻率設定值5Hz10Hz15Hz20Hz25Hz30Hz35Hz40Hz45Hz50Hz任務1變頻器多段速控制-任務實施二、電氣原理圖設計

任務1變頻器多段速控制-任務實施三、變頻器參數設置

參數編號參數名稱設定值說明Pr.1上限頻率50Hz最高輸出頻率Pr.79運行模式旋轉2外部端子控制運行模式Pr.184RES端子功能選815速選擇Pr.6低速頻率設定5Hz1速頻率設定Pr.5中速頻率設定10Hz2速頻率設定Pr.244速頻率設定15Hz3速頻率設定Pr.4高速頻率設定20Hz4速頻率設定Pr.255速頻率設定25Hz5速頻率設定Pr.266速頻率設定30Hz6速頻率設定Pr.277速頻率設定35Hz7速頻率設定Pr.2328速頻率設定40Hz8速頻率設定Pr.2339速頻率設定45Hz9速頻率設定Pr.23410速頻率設定50Hz10速頻率設定任務1變頻器多段速控制-任務實施四、PLC編程

任務1變頻器多段速控制-任務實施四、PLC編程

任務1變頻器多段速控制-任務實施四、PLC編程

任務1變頻器多段速控制-任務實施四、PLC編程

任務2模擬量對變頻器的控制任務2模擬量對變頻器的控制-任務目標知識目標

（1）了解PLC各模擬量模塊的技術規(guī)范；（2）掌握NORM_X標準化指令與SCALE_X縮放指令的使用方法。能力目標（1）會完成PLC與變頻器的接線；（2）會進行變頻器的參數設置；（3）會使用PLC模擬量對變頻器調速控制的程序編寫和調試。素養(yǎng)目標（1）倡導學無止境的精神；（2）引導學生學習知識能夠融會貫通。任務2模擬量對變頻器的控制-任務描述本任務使用PLC的模擬量輸出對一傳送帶進行調速控制。具體控制要求如：（1）通過兩個按鈕分別增加和減小PLC內部寄存器的數值，從而調節(jié)變頻器的頻率，實現(xiàn)輸送帶速度的調節(jié)。（2）設置啟動、停止按鈕各1個，控制傳送帶的啟停。任務2模擬量對變頻器的控制-任務分析本任務先將一個數值賦值給PLC內部寄存器，通過兩個按鈕對該數值進行定值增加和減小，PLC的模擬量輸出傳送給變頻器，從而調節(jié)輸送帶速度。通過PLC的數字量輸出控制變頻器的啟停即可滿足要求。任務2模擬量對變頻器的控制-任務知識型號訂貨號分辨率負載信號類型量程范圍CPU本體模擬量輸入-10位0～10V0～27648SM12314x模擬量輸入6ES7231-4HD32-0XB012位+符號位±10V，±5V，±2.5V-27648～276480～20mA，4～20mA0～27648SM12314x模擬量輸入6ES7231-5ND32-0XB015位+符號位±10V,±5V,±2.5V，±1.25V-27648～276480～20mA，4～20mA0～27648SM12318x模擬量輸入6ES7231-4HF32-0XB012位+符號位±10V，±5V，±2.5V-27648～276480～20mA，4～20mA0～27648SM12344x模擬量輸入/2x模擬量輸出6ES7233-4HE32-0XB012位+符號位±10V，±5V，±2.5V-27648～276480～20mA，4～20mA0～27648SB12311x模擬量輸入6ES7231-4HA30-0XB011位+符號位±10V，±5V，±2.5V-27648～276480～20mA0～27648型號訂貨號分辨率負載信號類型量程范圍CPU本體模擬量輸入-10位0～20mA0～27648SM12322x模擬量輸出6ES7232-4HB32-0XB014位±10V-27648～2764813位0～20mA，4～20mA0～27648SM12324x模擬量輸出6ES7232-4HD32-0XB014位±10V-27648～2764813位0～20mA，4～20mA0～27648SM12344x模擬量輸入/2x模擬量輸出6ES7233-4HE32-0XB014位±10V-27648～2764813位0～20mA，4～20mA0～27648SB12321x模擬量輸出6ES7232-4HA30-0XB012位±10V-27648～2764811位0～20mA0～27648模擬量輸入模擬量輸出一、PLC模擬量模塊任務2模擬量對變頻器的控制-任務知識二、模擬量量程計算任務2模擬量對變頻器的控制-任務知識二、模擬量量程計算任務2模擬量對變頻器的控制-任務知識二、模擬量量程計算任務2模擬量對變頻器的控制-任務實施一、PLC的IO分配輸入輸出地址功能外接元件地址功能外接元件I0.0變頻器啟動SB1Q0.0變頻器運行變頻器STF端子I0.1變頻器停止SB2AQ0模擬量輸出變頻器2號端子I0.2變頻器升速SB3

I0.3變頻器減速SB4

任務2模擬量對變頻器的控制-任務實施二、電氣原理圖設計任務2模擬量對變頻器的控制-任務實施三、變頻器參數設置參數編號參數名稱設定值說明Pr.1上限頻率50Hz最高輸出頻率Pr.79運行模式旋轉2外部端子控制運行模式Pr.73端子2輸入0端子2輸入0～10VPr.125模擬量輸入偏置25改變5V輸入時的頻率任務2模擬量對變頻器的控制-任務實施四、PLC編程任務2模擬量對變頻器的控制-任務實施四、PLC編程任務2模擬量對變頻器的控制-任務實施四、PLC編程任務2模擬量對變頻器的控制-任務實施四、PLC編程任務3ModbusRTU通信控制任務3ModbusRTU通信控制-任務目標知識目標

（1）了解ModbusRTU通訊協(xié)議的基礎知識；（2）掌握PLC及變頻器通信參數的含義。能力目標（1）會進行PLC與變頻器的安裝接線和調試；（2）會用輪詢讀寫的方式編寫PLC與變頻器ModbusRTU通信的程序。素養(yǎng)目標（1）倡導勇于開拓的創(chuàng)新精神；（2）培養(yǎng)學生的信息化素養(yǎng)。任務3ModbusRTU通信控制-任務描述本任務采用ModbusRTU通信協(xié)議使PLC對變頻器的控制，驅動一輸送帶設備。具體控制要求如：（1）通過通信控制變頻器的啟動、停止及運行頻率的設定；（2）通過通信讀取變頻器的運行頻率、運行電流值。任務3ModbusRTU通信控制-任務分析三菱FR-E700系列變頻器自帶RS485的串行通信接口，并支持ModbusRTU通信協(xié)議。西門子S7-1200系列PLC需要安裝具有串行通信接口的CM1241通訊模塊或CB1241信號板后與變頻器建立通信。PLC設置啟動、停止按鈕各1個，控制傳送帶的啟停。設置2個按鈕用于速度的調節(jié)，每按壓一次升速按鈕，頻率上升5Hz，直至最高頻率50Hz；每按壓一次降速按鈕，頻率下降5Hz，直至最低頻率5Hz。任務3ModbusRTU通信控制-任務知識Modbus是一種串行通信協(xié)議，是Modicon公司（現(xiàn)在的施耐德電氣SchneiderElectric）于1979年為使用可編程邏輯控制器（PLC）通信而發(fā)表。Modbus已經成為工業(yè)領域通信協(xié)議的業(yè)界標準，并且現(xiàn)在是工業(yè)電子設備之間常用的連接方式。Modbus是一種單主/從通信協(xié)議。MODBUS網絡上只有一個主站，主站沒有地址，從站的地址范圍為0-247，其中0為廣播地址，從站的實際地址為1-247。Modbus協(xié)議包括RTU、ASCII、TCP，其中ModbusRTU為最常用的，也是本任務中所用的協(xié)議。一、ModbusRTU通信概述任務3ModbusRTU通信控制-任務知識二、ModbusRTU通信指令任務3ModbusRTU通信控制-任務知識二、ModbusRTU通信指令任務3ModbusRTU通信控制-任務知識二、ModbusRTU通信指令MODEModbus功能DATA_LENDATA_ADDR操作0011～2000或1～1992個位1～9999讀1個或多個輸出位0021～2000或1～1992個位10001～19999讀1個或多個輸入位0031～125或1～124個字40001～49999或400001～465535讀1個或多個保持寄存器0041～125或1～124個字30001～39999讀1個或多個輸入字104041～125或1～124個字00000～65535讀1個或多個輸入字1051個位1～9999寫1個輸出位1061個字40001～49999或400001～465535寫1個保持寄存器2151～1968或2～1960個位1～9999寫多個輸出位2162～123或1～122個字40001～49999或400001～465535寫多個保持寄存器2151～1968或2～1960個位1～9999寫1個或多個輸出位2162～123或1～122個字40001～49999或400001～465535寫1個或多個保持寄存器1111讀取從站通信狀態(tài)字和事件計數器。狀態(tài)字指示忙閑情況（0為不忙，0xFFFF為忙）。每成功完成一條消息，事件計數器的計數值遞增。對于該功能，Modbus_Master的DATA_ADDR和DATA_LEN操作數都將被忽略。8008利用數據診斷代碼0x0000檢查從站狀態(tài)，每個請求1個字。8108利用數據診斷代碼0x000A重新設置從站事件計數器每個請求1個字。Modbus功能任務3ModbusRTU通信控制-任務實施一、PLC的IO分配輸入輸出地址功能外接元件地址功能外接元件I0.0變頻器啟動SB1I0.1變頻器停止SB2I0.2變頻器升速SB3

I0.3變頻器減速SB4

任務3ModbusRTU通信控制-任務實施二、電氣原理圖設計任務3ModbusRTU通信控制-任務實施三、PLC通信接口的連接針腳編號功能名稱說明1GND邏輯接地或通信接地2TxD+1用于連接RS422輸出，不適用于RS4853TxD+信號B（RxD/TxD+），輸入/輸出4RTS請求發(fā)送（TTL電平）輸出5GND邏輯接地或通信接地6PWR+5V與100Ω串聯(lián)電阻輸出7空未連接8TxD-信號A（RxD/TxD-），輸入/輸出9TxD-1用于連接RS422輸出，不適用于RS485SHELL外殼機殼接地任務3ModbusRTU通信控制-任務實施四、變頻器接口連接任務3ModbusRTU通信控制-任務實施四、變頻器接口連接任務3ModbusRTU通信控制-任務實施五、變頻器參數設置參數編號參數名稱設定值說明Pr.1上限頻率50Hz最高輸出頻率Pr.79運行模式旋轉0外部端子控制運行模式Pr.117通訊站號1變頻器站地址Pr.118通訊速率192通訊速率設置為19200bpsPr.120奇偶校驗2偶校驗，停止1位Pr.338通訊運行指令權0啟動指令權通訊Pr.339通訊速率指令權0頻率指令權通訊Pr.340通訊啟動模式選擇1網絡運行模式Pr.502通訊異常時停止模式選擇0通訊異常后變頻器自由停止Pr.549通訊協(xié)議選擇1選擇ModbusRTU協(xié)議任務3ModbusRTU通信控制-任務實施五、變頻器參數設置寄存器定