可編程控制器(PLC)是在計算機技術(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、計數(shù)和算術(shù)運算等，并通過數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來控制機械設(shè)備如今，PLC在我國各個工業(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)機械電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計，都包括兩個基本方面：一個是滿足生產(chǎn)機械和工藝的各種控制要求，另一個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)計包括原理設(shè)計和工藝設(shè)計兩個方面。前者決定一臺設(shè)備使用效能和自動化程度，即決定著生產(chǎn)機械設(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)濟性、外觀和維修等方面的性能。在現(xiàn)代控制設(shè)備中，機-電、液-電、氣-電配合得越來越密切，雖然生產(chǎn)機械的種類繁多，其電氣控制設(shè)備也各不相同，但電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計原則和設(shè)計方法基本相同。在最大限度滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝對電氣控制系統(tǒng)要求的前提下，力求運行安全、可靠，動作準(zhǔn)確，結(jié)果簡單、經(jīng)濟，電動機及電氣元件選用合理，操作、安裝、調(diào)試和維修要完成好電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)，除要求我們掌握必要的電氣設(shè)計基礎(chǔ)知識外，還要求我們必須經(jīng)過反復(fù)實踐，深入生產(chǎn)現(xiàn)場，將我們所學(xué)的理論知識和積累的經(jīng)驗技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計中來。本次課程設(shè)計正是本著這一目的而著手實施的實踐性環(huán)節(jié)，它是一項初步的模擬工程訓(xùn)練。通過這次課程設(shè)計，我感到更深地了解一般電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計要求、設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計方法。課程設(shè)計任務(wù)書 2 25課程設(shè)計內(nèi)容 555二.設(shè)計任務(wù)和目的 5三.課題要求 5四.控制要求 5 6 9七.軟件部分設(shè)計 1.確定控制方案，選擇PLC和變頻器及電動機型號。2.畫出電氣控制線路原理圖。3.設(shè)計程序4.完成PLC控制系統(tǒng)梯形圖軟件的編制任務(wù)。5.在實驗室條件下，通過試驗調(diào)試初步驗證其程序的正確性。二.設(shè)計任務(wù)和目的1.了解PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)。3.了解電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則、內(nèi)容與一般步驟。掌握PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試基本過程及方法。三.課題要求1.按題意要求，畫出PLC端子接線圖及控制梯形圖；2.完成PLC端子接線工作，并利用編程器輸入梯形圖控制程序，完成調(diào)試；3.完成課程設(shè)計說明書電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則：在最大限度滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝對電氣控制系統(tǒng)要求的前提下，力求運行安全、可靠、動作準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟、電動機及電氣元件選用合理，操作、安裝、調(diào)試和維修方便。0V輸出頻率為0HZ,對應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為0r/min;5V輸出頻率為18HZ,對應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為1500r/min;10V輸出頻率為36HZ,對應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為3000r/min;03.改變輸出轉(zhuǎn)速時間的變化函數(shù)，重復(fù)上述過程.現(xiàn)模擬量和數(shù)字量的輸出控制?？梢酝ㄟ^對頻率的調(diào)節(jié)來也可以用0MRON-CS系列CPU加CS1W-MAD44模擬量I/0模塊.在這里選用0MRON-CS系列CPU加CS1W-MAD44模擬量I/0模塊和ID模塊.變頻器采用歐姆龍公司的變頻器，電機選擇2.確定系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)由PLC和變頻器組成的開環(huán)控制系統(tǒng)，模擬量輸入端由兩輸入，開始與停止按鈕；PLC輸出端是從0—10V的模擬量作為變頻器的輸入。0V輸出頻率為0Hz,對應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為0r/min;5V輸出頻率為18Hz,對應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為輸出頻率為36Hz,對應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為3000r/min。當(dāng)PLC模擬量輸出0—10V變化時，變頻器輸出頻率為36Hz;電機經(jīng)過20s速度由電機以最大速度運行10s,PLC模擬量輸出由10V將到5V,變頻器輸出頻率為18Hz,對應(yīng)同步轉(zhuǎn)速降為1500r/min經(jīng)歷10s達(dá)到一定值速度運行20s后，PLC模擬量輸出由5V降到0V,變頻器輸出為0Hz,電機轉(zhuǎn)速為0r/min。啟動輸出電壓保持10V30秒20秒每0.02秒每0.02秒DO通道數(shù)減#0004輸出電壓從10V開始下降T00032041保持#07D060秒輸出電壓保持5V每0.02秒DO通道數(shù)減#0008輸出電壓從5V開始下降D0置#0000輸出電壓變?yōu)?V否是否停止輸出電壓變?yōu)?V40秒65秒化化米+4+3M036857a94-(1)使用PLC的OD模塊的兩個輸入點作為系統(tǒng)的啟動和停止信號的輸入點；(2)使用PLC的ID模塊的一個輸出點作為使電機正轉(zhuǎn)啟動的輸出信號，接到變頻器的SO端子上；(3)連接CS1W-MAD44模擬量I/0模塊的A1+、A2-至變頻器的電壓輸入端；(4)調(diào)節(jié)變頻器使其輸出頻率受模擬量輸入電壓控制；(5)然后編制輸出按時間函數(shù)循環(huán)的梯形圖程序；(6)最后調(diào)試并運行。六.硬件部分設(shè)計模擬量I/0模塊圖模擬量輸出模擬量輸入模擬量輸出模擬量輸入模擬量輸出模擬量輸入模擬量輸出模擬量輸入模擬量I/0功能塊模拆量輸入2-0校擬量輸入4_模擬量輸入1+-能不可用不可用理可用9輸出開關(guān)和轉(zhuǎn)換電路電壓輸出輸出開關(guān)和轉(zhuǎn)換電路電壓輸出AG(對所有I/O相同)模擬輸出信號模擬輸出信號FF38分辨率：4,0001068設(shè)置值(16位二進(jìn)制數(shù)據(jù))的輸出量。屏蔽數(shù)據(jù)通過特殊I/0單元區(qū)域(用來操作單元的數(shù)據(jù))和特殊I/0單元DM區(qū)域(用來進(jìn)行初的特殊I/0單元區(qū)域里分配，并在I/0刷新過程中交換.10.設(shè)置單元號開關(guān)如果單元號設(shè)置成1,將分配特殊I/O單元區(qū)給模擬量I/O單元。每個模擬量I/0單元占據(jù)的特殊I/0單元區(qū)域和特殊I/0單元DM區(qū)域字地址是在此系統(tǒng)中單元號設(shè)置成4.11.模擬量I/0模塊的軟件設(shè)置過程(1)根據(jù)下表，特殊I/0單元域地址CI02040-CI02049,特殊I/0單元DM區(qū)域地址單元號0單元#01單元#12單元#23單元#345單元#56單元#6789單元#7單元#8單元#9單元#10nD20000+(nx100)~--單元#95在CIO區(qū)域中字和位的分配表示在下表中。字位98765410驗出(CPU到單元)n未使用轉(zhuǎn)換可用6輸出輸出輸出驗出6斷開檢測4321驗出輸出2DM分配內(nèi)容位76210比率轉(zhuǎn)換使用設(shè)置回路143321輸入1輸出1未使用未使用未使用未使用(4)根據(jù)輸入信號范圍表，設(shè)置D20401為：0001H輸入信號范圍10:1~5V/4~20mA(見注1)上面的所有設(shè)置在程序的13條完成。七.軟件部分設(shè)計來設(shè)計。(1)控制字的設(shè)置(2)時間段設(shè)計(3)數(shù)據(jù)的增減2.I/0分配表啟動按鈕啟動保持電機正轉(zhuǎn)模擬量電壓輸出話0時器8話0時器83對用位置：進(jìn)根3送核5出國號100.0-108標(biāo)中00φ網(wǎng)化亂程5甲t60面字字W80φ0個個下00008附8號國4.程序助記符LDLDKEEP(011)LDMOV(021)#000F2040//轉(zhuǎn)換可用位置1LDMOV(021)#000FD20400//輸出使用位置1D20401//輸出信號范圍置0101.0-10V0MOV(021)#0000D0//一個循環(huán)開始時置#0000LD啟動保持MOV(021)D02041//送D0值至輸出通道LD啟動保持TIM0000#0200//時間變化流程LD啟動保持@+(400)D0#0004D0//D0值增加，使輸出值連續(xù)增加LD啟動保持ANDT0001ANDP_0-02sLDOUT0.00//變頻器正轉(zhuǎn)啟動信號第0條：起動和停止信號，用KEEP保持在2100.00中，表示程序啟動運行。第1條：程序啟動運行過程中，根據(jù)接線圖A1A2電壓輸出1和CIO區(qū)中轉(zhuǎn)換可用字表設(shè)置2040為：000FH第2條：程序啟動運行過程中，根據(jù)輸入使用設(shè)置表設(shè)置D20400為：000FH第3條：程序啟動運行過程中，根據(jù)輸入信號范圍表設(shè)置D20401為：0055H第4條：程序啟動時并且每個循環(huán)的開始時D0置#0000,所以輸出電壓每次都是從0V第5條：只要是在運行過程中，在程序每次掃描過程中D0中的值置入2040通道中轉(zhuǎn)換第6條：程序啟動運行過程中，每次循環(huán)中設(shè)置成五個時間段T0000—T0004,T0004第7條：程序啟動運行過程中，從0—20秒，D0中的數(shù)在每個0.02秒脈沖的上升沿時加#0004,則20秒時剛好D0值為#0FA0,即10V。第8條：程序啟動運行過程中，從30—40秒，D0中的數(shù)在每個0.02秒脈沖的上升沿時減#0004,則10秒后剛好D0值為#07D0,即為5V。第9條：程序啟動運行過程中，從60—65秒，D0中的數(shù)在每個0.02秒脈沖的上升沿時減#0008,則5秒時剛好D0值減為#0000,即0V。第10條：程序啟動運行過程中電機正轉(zhuǎn)信號保持為0N。第11條：程序結(jié)束標(biāo)志。八.調(diào)試過程及結(jié)果1.先將PLC程序傳入0MRON-CSPLC中，只連接啟動與停止開關(guān)，先不與變頻以免輸出電壓不正確導(dǎo)致變頻器出錯。2.按下啟動按鈕，然后用萬用表測CS1W-MAD44模擬量I/0模塊的A1、A2兩點間的電壓，看是否按照規(guī)定曲線運行，如果運行正確則證明PLC部分調(diào)試成功。3.連接PLC的輸出點與變頻器的輸入點，并且調(diào)試好變頻器的參數(shù)設(shè)置，最后把變頻器4.最后打開啟動按鈕，電機正常運行，并且按照給定的時間函數(shù)循環(huán)運行。顯示的最大頻率是36HZ。系統(tǒng)按照給定的時間函數(shù)連續(xù)循環(huán)運行，如圖所示，由此說明系統(tǒng)設(shè)計合理可靠，此設(shè)計完全符合設(shè)計要求。通過本次課程設(shè)計，對歐姆龍系列PLC的特點有了更深的理解。利用了歐姆龍系列PLC的特點，對按鈕、開關(guān)等輸入/輸出進(jìn)行控制，實現(xiàn)了變頻器在控制作用下的自動化。在本次課程設(shè)計的實踐環(huán)節(jié)中，我更深刻地理解和掌握了電器控制及可編程控制器(PLC)的理論知識和動手技能。參閱了大量的電器控