V緒論課題研究背景及意義在當(dāng)今社會的形勢下，國家指出既要大力發(fā)展又要節(jié)約資源，將節(jié)約能源減少排放污染放在第一位。節(jié)約主要體現(xiàn)在能源，水資源，土地資源，材料資源等進(jìn)行綜合性節(jié)約。提升對資源與能源結(jié)合利用能力,將再生資源進(jìn)行更有效的回收利用，對于生產(chǎn)實(shí)施清潔合理化生產(chǎn)。向低投資、低耗能、低排放發(fā)展，并且向著擁有高效率高產(chǎn)量的方向靠攏。國家也正在實(shí)行對節(jié)約能源有力的價(jià)格和稅收政策。并且對各種企業(yè)進(jìn)行節(jié)約意識的培養(yǎng)與強(qiáng)化。鼓勵制造業(yè)生產(chǎn)節(jié)能型產(chǎn)品、新能源汽車。鼓勵建筑業(yè)節(jié)能省地，使城市形成一種健康文明，節(jié)能減排的消費(fèi)模式。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題主要將PLC、變頻器控制交流電機(jī)調(diào)速做為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出一整套在PLC和變頻器的控制下電機(jī)自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的自動化系統(tǒng)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)和未來的發(fā)展中都有重要的研究意義起初的PLC和變頻器主要作用于開關(guān)變量的邏輯控制，如今隨著技術(shù)的發(fā)展PLC和變頻器不僅僅增強(qiáng)了以前變量的邏輯控制的準(zhǔn)確性，還在模擬量與數(shù)字量控制上擁有廣泛的應(yīng)用，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和儲存，還可以實(shí)時監(jiān)控的系統(tǒng)；并且可以通過網(wǎng)絡(luò)與通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)廣范圍控制與遠(yuǎn)距離跨領(lǐng)域控制。如今各個企業(yè)利用到的PLC和變頻器的自動化機(jī)械種類繁多。PLC和變頻器的結(jié)合可以對電動機(jī)順向或者逆向單向或者順逆雙向運(yùn)轉(zhuǎn)控制、液位實(shí)時觀測控制、自動傳送帶控制、遠(yuǎn)程信號燈控制、原料混合裝置控制、物品分類以及運(yùn)輸控制、馬路信號燈控制、電動機(jī)的Y型或三角形接法的起動控制、原料車控制和高空或者深海燈光控制等。目前PLC和變頻器在鋼鐵制造、石油提煉、化學(xué)工業(yè)、電力電子設(shè)備、材料建筑自動化生產(chǎn)、機(jī)械自動化制造、輕工業(yè)紡織、汽車制造業(yè)、交通運(yùn)輸自動化控制管理、環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)及現(xiàn)代化文化娛樂等各個領(lǐng)域都有使用，PLC的控制網(wǎng)絡(luò)范圍大小都適用，正因?yàn)槿绱薖LC與變頻器的結(jié)合適用的工業(yè)生產(chǎn)范圍也及其廣泛，如金屬冶煉、機(jī)械自動化、化學(xué)工業(yè)、輕工業(yè)、食品制造與加工、建筑材料自動化生產(chǎn)等等，不僅如此，PLC和變頻器的結(jié)合在一些非工業(yè)生產(chǎn)范圍也極其廣泛，如樓宇自動化、電梯操控、以及自動化農(nóng)業(yè)大棚的控制等。PLC與變頻器發(fā)展現(xiàn)狀PLC具有良好的性能，這也是PLC一大優(yōu)越性使其在各行各業(yè)都被廣泛應(yīng)用，并且與計(jì)算機(jī)兼容的功能特別完全，運(yùn)用起來具有很強(qiáng)的靈活性，運(yùn)用范圍廣，與繼電器接觸控制簡單并且容易使人理解，即使有損壞維修起來也相當(dāng)方便，依照上述優(yōu)點(diǎn)，形成了將微電腦做為核心的電子控制設(shè)備。像這樣可以對其進(jìn)行編程的控制器在世界各行各業(yè)都已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為自動化控制系統(tǒng)中最基本的電子控制器件。PLC在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)制造中和方便快捷的生活中都得到了廣泛的應(yīng)用。由于PLC是利用設(shè)計(jì)并且編寫程序來進(jìn)行其控制和改變的，并且它所運(yùn)用到的梯形圖語言容易學(xué)容易懂，所以得到廣泛技術(shù)人員的認(rèn)可。在控制方面上PLC運(yùn)用起來及其靈活而且極其方便，具有極高的穩(wěn)定性，運(yùn)行起來極其穩(wěn)定并且可靠性極高?，F(xiàn)如今的工業(yè)自動化生產(chǎn)中大部分采用可以編程的控制器來完成。在當(dāng)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的情況下，國內(nèi)外的企業(yè)都已經(jīng)由大型人口勞動狀態(tài)轉(zhuǎn)換成大型科技技術(shù)狀態(tài)，向低成本、省時省力及其自動化方向發(fā)展。PLC以它的多項(xiàng)優(yōu)越性占據(jù)著大面積的市場。比如：穩(wěn)定性極高、程序編寫簡便、容易安裝而且即便損壞維修起來也及其方便。由于PLC的控制順序是跟隨程序的改變而改變的，所以只要按照所需求的控制方式進(jìn)行程序的編寫，就能夠根據(jù)不同的需求進(jìn)行控制?，F(xiàn)如今PLC廣泛運(yùn)用于電力電子系統(tǒng)、故障排查與檢修、機(jī)械自動化及遠(yuǎn)程遙控等自動化方面上?，F(xiàn)如今生產(chǎn)制造業(yè)工廠越來越多，對自動化控制的要求也越來越多種多樣。所以PLC的發(fā)展方向不是單方向的，而是兩個方向并進(jìn)發(fā)展的。一個方向是按照占用空間小、結(jié)構(gòu)簡易、價(jià)格便宜的方向發(fā)展。另一個方向是按照高速、功能多樣，使用場合較為復(fù)雜的方向發(fā)展。根據(jù)如今PLC的適用范圍和更新速度來看，PLC將是工業(yè)自動化控制的主要裝置。在未來很長一段時間內(nèi)在工業(yè)生產(chǎn)中，PLC控制技術(shù)、機(jī)械自動化技術(shù)和CAD技術(shù)將成為工業(yè)生產(chǎn)中的三大自動化方面的支柱。變頻器發(fā)展到現(xiàn)在這個時候已經(jīng)有了跨越式的進(jìn)步，在各式各樣的企業(yè)部門都有利用變頻器對交流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速的系統(tǒng)。如今在各個自動化行業(yè)中，直流調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)慢慢向交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)方向發(fā)展。像各式各樣的風(fēng)機(jī)，泵類這樣的大型耗電設(shè)備，利用變頻器進(jìn)行控制，可以使電能的使用量大大減少。在各個機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)，利用變頻器技術(shù)，將會使這一領(lǐng)域有質(zhì)的飛躍，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化不可或缺的一部分。在工業(yè)自動化生產(chǎn)中對調(diào)速系統(tǒng)的反應(yīng)速度、穩(wěn)定程度、性能的優(yōu)良有著極高的要求。上到科技研發(fā)下到小型生產(chǎn)分類，各行各業(yè)都是將調(diào)速系統(tǒng)視為重中之重。尤其是軍事、載具、金屬冶煉、大型機(jī)械自動裝置、石油提煉等工業(yè)生產(chǎn)中的作用是不可忽視的。調(diào)速系統(tǒng)的工藝流程極其復(fù)雜并且變化種類繁多，不確定性極高，所以對控制技術(shù)和控制理論的先進(jìn)程度要求極高。PLC相當(dāng)于一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是將電腦、自動化操控和遠(yuǎn)程操控結(jié)合起來的一種控制元器件。它結(jié)合他們優(yōu)點(diǎn)于一身，抵抗外界干擾能力極強(qiáng)、性價(jià)比極高、穩(wěn)定且不易損壞、程序編寫簡單、容易學(xué)習(xí)且上手使用方便。成為工業(yè)工程操作人員的首選，也因此PLC和變頻器已經(jīng)被各行各業(yè)生產(chǎn)與制造廣泛應(yīng)用起來。在調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)用極多的現(xiàn)代社會，變頻器調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)被認(rèn)為是最方便、發(fā)展方向最廣的調(diào)速方法之一。利用變頻器對交流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速有兩個主要目的；一是生產(chǎn)速度進(jìn)行提高、質(zhì)量進(jìn)行提升、由半自動化設(shè)備生產(chǎn)向全自動化生產(chǎn)發(fā)展并且將生產(chǎn)所在的環(huán)境進(jìn)行質(zhì)量上的提升；二是減少能源消耗、降低成本將利益最大化。由于現(xiàn)在市場上的變頻器種類繁多，用戶可以根據(jù)應(yīng)用場合和環(huán)境進(jìn)行搭配使用。變頻調(diào)速技術(shù)的概述變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展的大概情況起初，直流調(diào)速系統(tǒng)一直以來憑借著超強(qiáng)的控制能力、高穩(wěn)定性、靜音效果好等一些優(yōu)良的性能，在傳動范圍內(nèi)具有很高的地位。但由于時代和科技的發(fā)展，直流調(diào)速的的弊端也越來越明顯。直流電機(jī)的一大特點(diǎn)就是換向器，它使得電機(jī)的維護(hù)起來相當(dāng)困難，并且電機(jī)的容量、旋轉(zhuǎn)速度和使用環(huán)境都受到了很大的限制。并且現(xiàn)在對電機(jī)的控制不僅僅是對它的啟動和停止進(jìn)行控制，現(xiàn)在要求對電機(jī)的轉(zhuǎn)速、方向、轉(zhuǎn)矩進(jìn)行細(xì)致精確的控制。運(yùn)用在自動化機(jī)械中能夠達(dá)到預(yù)想的結(jié)果。在當(dāng)今社會下，自動化控制越來越完善，電腦的控制能力越來越強(qiáng)大，集成電路發(fā)展的速度飛快，直流調(diào)速系統(tǒng)逐漸被交流系統(tǒng)進(jìn)行取代。數(shù)字控制方式逐漸將模擬控制進(jìn)行取代。所以交流電機(jī)的發(fā)展范圍就越來越廣泛，它的優(yōu)點(diǎn)也越來越明顯。例如：構(gòu)造簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)方便、價(jià)格親民等等。但是，交流電機(jī)控制起來要比直流電機(jī)控制來較為復(fù)雜，人們在很久以前就開始研究交流調(diào)速系統(tǒng)。在后來很長的一段時間內(nèi)，電力電子器件的發(fā)展越來越新，智能功率集成電路的出現(xiàn)。使交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展速度猛增。交流調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)勢也得以體現(xiàn)。在各式各樣的工業(yè)生產(chǎn)制造中得到了廣泛的應(yīng)用。它的電能節(jié)約效果顯著，調(diào)速精確，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)，現(xiàn)如今，交流調(diào)速已經(jīng)逐漸將直流調(diào)速取代，已經(jīng)在自動化控制領(lǐng)域內(nèi)成為主要生產(chǎn)力。變頻調(diào)速系統(tǒng)的概念變頻調(diào)速技術(shù)是以改變電機(jī)供電電源頻率和電壓來實(shí)現(xiàn)對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速的一種技術(shù)。變頻調(diào)速就是利用變頻器對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。變頻器又叫做變頻變壓調(diào)速器。變頻器的工作原理是運(yùn)用電力半導(dǎo)體器件的接通和斷開的作用，將工頻電源轉(zhuǎn)變成其他頻率的電能進(jìn)行控制的一種器件。變頻器用的是一些大功率的電子器件作為功率元件，將單片機(jī)作為核心控制單元，利用SPWM正弦脈寬調(diào)制方式。直到20世紀(jì)80年代，因?yàn)殡娏﹄娮蛹夹g(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展越來越廣泛，才導(dǎo)致變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)。它的優(yōu)點(diǎn)得到廣泛認(rèn)可，導(dǎo)致其他的調(diào)速方式大部分被它取代。變頻調(diào)速的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)首先介紹變頻調(diào)速系統(tǒng)的三大優(yōu)點(diǎn)：首先節(jié)能效果顯著。其次調(diào)速精準(zhǔn)，響應(yīng)速度快，產(chǎn)生的聲音小，控制范圍廣。最后適用于各式各樣的生產(chǎn)制造企業(yè)，適應(yīng)環(huán)境廣泛。其次變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)良性能有具體以下幾點(diǎn)：占用空間小，重量少。自我保護(hù)功能完善，能夠?qū)ψ陨磉M(jìn)行故障檢測，使得能夠具有針對性的進(jìn)行維護(hù)。操作起來簡單容易上手，學(xué)習(xí)起來簡單內(nèi)部功能齊全，可以適用于各式各樣的行業(yè)生產(chǎn)制造需求。能夠多設(shè)備連接，進(jìn)行自動控制。軟啟動、軟停機(jī)，擁有電流限定和轉(zhuǎn)差補(bǔ)償控制。功率因數(shù)高，節(jié)省電容補(bǔ)償裝置。變頻調(diào)速系統(tǒng)的未來發(fā)展方向交流變頻調(diào)速系統(tǒng)是強(qiáng)弱電混合，機(jī)械與電子結(jié)合起來的一種綜合性較強(qiáng)的技術(shù)。不僅僅是對電能的處理轉(zhuǎn)換，還要對進(jìn)行信號的收集和傳輸。所以功率和控制是整個系統(tǒng)的兩大技術(shù)應(yīng)用。功率技術(shù)是要將高電壓高電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換和一些電子器件的運(yùn)用?？刂萍夹g(shù)是對軟件和硬件進(jìn)行升級與開發(fā)。未來的發(fā)展方向：將變頻器調(diào)速系統(tǒng)升級的更智能化，能夠通過檢測自身所處的環(huán)境，進(jìn)行自主操作，無需認(rèn)為干預(yù)。向全數(shù)字化控制方向發(fā)展，由于數(shù)字化控制方式嚴(yán)謹(jǐn)，不容易出錯，對于復(fù)雜的操作控制能夠精準(zhǔn)的完成。向低消耗，高效率方向大力發(fā)展。變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)在各式各樣的產(chǎn)業(yè)中都有得到應(yīng)用，由于這項(xiàng)技術(shù)的節(jié)能性好，效率高，更應(yīng)對此技術(shù)進(jìn)行廣泛應(yīng)用。我國要大力發(fā)展和升級這項(xiàng)技術(shù)，將這項(xiàng)技術(shù)推向一個新的高度，在能源節(jié)約的同時提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率，來獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。變頻器的概述變頻器的分類變頻主要分為兩個大類，一種是交—交變頻器，另一種是交—直—交變頻器。圖1.1變頻器分類圖交—交變頻器：將頻率固定的交流電直接進(jìn)行變換成可以調(diào)節(jié)的交流電源，適用于大容量速度低的系統(tǒng)。交—直—交變頻器：先將固定的交流電整合成直流電，再由逆變電路，再將直流電逆變成可以調(diào)動的三相交流電。變頻器的基本結(jié)構(gòu)交—直—交變壓變頻器基本結(jié)構(gòu)如圖1.2。圖1.2交—直—交變壓變頻器基本結(jié)構(gòu)交—交變壓器基本結(jié)構(gòu)如圖1.3。圖1.3交-交變壓器結(jié)構(gòu)交—交變壓器基本電路結(jié)構(gòu)如圖1.4。圖1.4交-交變壓器基本電路結(jié)構(gòu)本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)首先根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，需要對PLC、變頻器以及交流電機(jī)的知識進(jìn)行具體了解，對不同型號的器件的優(yōu)缺點(diǎn)以及適應(yīng)環(huán)境進(jìn)行具體的認(rèn)識和了解。在PLC、變頻器和交流電機(jī)的使用基礎(chǔ)上，將它們進(jìn)行組合，組合出一套變頻調(diào)速系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)有以下幾項(xiàng)任務(wù)：任務(wù)一：學(xué)習(xí)PLC的使用方法，根據(jù)設(shè)計(jì)要求對梯形圖做出一套合理的設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)PLC的工作原理。由于一項(xiàng)功能可以由多種梯形圖編程方式表達(dá)成功。所以多嘗試幾種表達(dá)方式，將梯形圖編程能夠靈活運(yùn)用。任務(wù)二：根據(jù)題目要求，對歐姆龍變頻器需要進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)和了解，掌握它的使用方法和能夠完成的功能。了解它每個參數(shù)所代表的功能。對它的優(yōu)缺點(diǎn)以及適應(yīng)環(huán)境進(jìn)行全方面的掌握。任務(wù)三：對整個變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行組裝。組裝完成后，將最終設(shè)計(jì)好的梯形圖下載到PLC中，然后按照題目設(shè)計(jì)八個段速對變頻器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。最后將整個系統(tǒng)通電調(diào)試，完成最終八段速自動控制的設(shè)計(jì)成品。任務(wù)四：將這次設(shè)計(jì)成果，應(yīng)用于一個合理的應(yīng)用環(huán)境，能夠最大化的提高工作效率。將其功能最大化的體現(xiàn)出來。設(shè)計(jì)內(nèi)容本次研究基于PLCS7-200的OMRONSYSDRIVE3G3JV小型變頻器調(diào)速系統(tǒng)。將現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的PLCS7-200和OMRONSYSDRIVE3G3JV小型變頻器綜合起來實(shí)施變頻調(diào)速。首先通過程序設(shè)計(jì)與編寫，將程序下載進(jìn)PLCS7-200，再通過PLCS7-200控制OMRONSYSDRIVE3G3JV變頻器，再經(jīng)過3G3JV變頻器對就收來的信號進(jìn)行運(yùn)算處理后再對電機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)控，隨后將電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋給變頻器，然后轉(zhuǎn)速頻率由變頻器直觀的顯示出來。經(jīng)過對設(shè)計(jì)頻率與實(shí)際頻率的比較從而對程序以及變頻器蠶食進(jìn)行調(diào)試，PLCS7-200和OMRONSYSDRIVE3G3JV變頻器作為整個系統(tǒng)的主要控制元器件，來完成主要的控制運(yùn)算，變頻器和交流電機(jī)作為整個系統(tǒng)的執(zhí)行元器件。本章小結(jié)本章首先從PLC和變頻器的優(yōu)點(diǎn)以及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀為線索，從多方面介紹了PLC和變頻器的優(yōu)點(diǎn)和使用情況。并且介紹了變頻調(diào)速系統(tǒng)的如今發(fā)展情況，變頻器調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，以及變頻調(diào)速系統(tǒng)的未來發(fā)展方向。詳細(xì)解讀了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所需要完成的任務(wù)和學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容。最后介紹了本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容，主要包括涉及硬件設(shè)備和設(shè)計(jì)初步內(nèi)容。PLC選型及功能介紹PLC的結(jié)構(gòu)部分及優(yōu)質(zhì)特點(diǎn)PLC的結(jié)構(gòu)有一下部分1.PLC應(yīng)用的電源在整個系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用電源占很重要的分量。要想整個系統(tǒng)能夠順利正常的工作，在整個系統(tǒng)中必須要擁有一個質(zhì)量有保障并且穩(wěn)定的電源。由于交流電壓波動一般在百分之十到百分之十五的范圍內(nèi)，所以可以將PLC與交流電網(wǎng)直接連接在一起，不需要任何外界添加器件[1]。2.PLC的核心單元CPU是PLC的核心，是整個系統(tǒng)的主要控制單元。CPU按照PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程序?qū)δ芤筮M(jìn)行執(zhí)行，將程序輸入到電腦上并且進(jìn)行編譯和儲存；對儲存器、電源、I/O映像以及定時器的狀態(tài)進(jìn)行檢查，并且將程序中帶有錯誤語句的程序進(jìn)行查找。當(dāng)PLC完全開始運(yùn)行開來的時候，第一步它利用掃描的方式將下載到PLC內(nèi)的每一條程序都進(jìn)行逐一識別，并且進(jìn)行儲存，第二步通過儲存器對程序進(jìn)行逐一讀取，經(jīng)過命令逐一翻譯后，就按照設(shè)定的指令進(jìn)行執(zhí)行和運(yùn)算，并且將其結(jié)果送入相對應(yīng)的器件內(nèi)。當(dāng)所有的程序都執(zhí)行過來以后，最后將儲存起來的各對應(yīng)輸出狀態(tài)發(fā)送到相對應(yīng)的輸出裝置，按照此方式進(jìn)行一周期一周期的運(yùn)行，直到運(yùn)行全部結(jié)束。近年來對大型PLC還運(yùn)用雙中央處理控制單元（CPU）構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三個中央處理控制單元（CPU）的表決式系統(tǒng)。這樣，就算是其中一個中央處理控制單元（CPU）出現(xiàn)故障，對整個系統(tǒng)的影響并不是很大，系統(tǒng)依舊能夠運(yùn)行。大大提高了PLC的可靠性與穩(wěn)定性。儲存器將系統(tǒng)軟件進(jìn)行儲存的器件叫做：系統(tǒng)程序儲存器。應(yīng)用軟件會被儲存到用戶程序儲存器內(nèi)[7]。4.接口電路介紹輸入接口電路是由兩種電路互相組合的，一種是光耦電路，另一種是數(shù)據(jù)輸入接口電路，它是將PLC與現(xiàn)場控制的接口界面的數(shù)據(jù)輸入通道進(jìn)行連接的一種很有效果的方式。輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路的相互組合就建成了現(xiàn)場數(shù)據(jù)輸出接口電路，被執(zhí)行的元件數(shù)據(jù)輸出的相應(yīng)控制信號是由作用于PLC通過數(shù)據(jù)輸出接口電路向現(xiàn)場發(fā)送的[6]。.2PLC的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)1.反應(yīng)速度極快，超強(qiáng)的抗干擾性傳統(tǒng)繼電器由于觸點(diǎn)接觸不穩(wěn)定，故障發(fā)生的次數(shù)和情況都很多?，F(xiàn)如今市場上各式各樣的PLC軟件代替了大量繼電器的使用，數(shù)據(jù)輸入與輸出使用的單個硬件在大幅度減少，需要使用線連接的接觸點(diǎn)的數(shù)量更是比繼電器使用的少的多，因此因?yàn)榻佑|點(diǎn)連接不穩(wěn)定造成的故障次數(shù)也大大減少。PLC由于穩(wěn)定性極高在自動化設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。PLC之所以穩(wěn)定性極高，原因是它運(yùn)用了現(xiàn)代化并且規(guī)模龐大的集成電路技術(shù)，生產(chǎn)工藝上更是層層嚴(yán)查，并且抗干擾技術(shù)在電路內(nèi)部進(jìn)行直接運(yùn)用，所以穩(wěn)定性極高。按照PLC的外部電路設(shè)計(jì)，PLC的系統(tǒng)的接線和接點(diǎn)比繼電器少的多，就因?yàn)榻狱c(diǎn)的大幅度減少使得故障的發(fā)生情況進(jìn)行了很大一部分的降低。不僅如此，PLC還可以對自身系統(tǒng)與故障進(jìn)行檢測，即便是發(fā)生故障也可以第一時對系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)進(jìn)行提醒。在進(jìn)行程序編寫時，還可以將外部器件的自檢程序進(jìn)行寫入，使整個系統(tǒng)都具備自我診斷和自我檢測能力。這樣使整個系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率也變得更低，即便出現(xiàn)故障也能很快解決，可靠性也大有提高。2.硬件配套齊全，功能優(yōu)良且完善，適用范圍廣PLC延續(xù)發(fā)展至今，擁有各式各樣的一系列產(chǎn)品，并且可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行自定義搭配，將硬件進(jìn)行合理化組合適應(yīng)實(shí)際需求，應(yīng)用者在各種系統(tǒng)配置中進(jìn)行選擇和搭配，組建成功能不盡相同、規(guī)模不盡相同的系統(tǒng)?，F(xiàn)如今的PLC的安裝接線方式很方便，只要將接線端子與外部進(jìn)行連接就可以，沒有任何相對較復(fù)雜的過程。在數(shù)字控制方向上適用范圍也超級廣泛。因?yàn)镻LC對數(shù)據(jù)的運(yùn)算也是非?？觳⑶矣行У摹＝陙鞵LC對功能的實(shí)現(xiàn)那是及其多樣化的，在距離控制、溫濕度控制、高度控制等各種工業(yè)制造生產(chǎn)控制中PLC是都有所應(yīng)用的。由于PLC通信能力的增強(qiáng)及無線智能系統(tǒng)的發(fā)展越來越完善，PLC對于各式各樣的系統(tǒng)都能夠勝任，并且在操控上的準(zhǔn)確特別高。3.學(xué)起來簡單，用起來方便，受工程技術(shù)人員廣泛歡迎PLC在自動化工業(yè)中運(yùn)用的及其廣泛，是現(xiàn)代化工業(yè)中不可獲取的元器件。PLC接口連接簡單，工程技術(shù)人員對程序語言能夠讀懂并且深入理解，PLC程序圖的語言邏輯方式和繼電器接線方式有相似之處，所以繼電器能夠?qū)崿F(xiàn)的操控動作和功能，PLC只需要要使用少量的開關(guān)量與邏輯指令就可以實(shí)現(xiàn)。即使從沒接觸過PLC和語言編程的人也能夠很容易將其學(xué)習(xí)明白，并且在一段時間內(nèi)可以從事相關(guān)工作。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便，維護(hù)簡捷，改造范圍廣且容易。用PLC和繼電器對同一復(fù)雜的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，PLC所需要用的時間和精力都要比繼電器少。PLC能夠?qū)⑼獠吭O(shè)備接線數(shù)量減少的原因是：PLC利用數(shù)據(jù)儲存取代了接線，使得全部系統(tǒng)設(shè)計(jì)起來變得及其簡單，也將建造周期進(jìn)行了很大一部分的縮減，并且對它維護(hù)的方法也變得極其簡單。并且使同一設(shè)備僅僅對程序進(jìn)行改變隨后它的生產(chǎn)過程也會跟隨改變。占用空間小，攜帶輕便，能量消耗低。PLC的工作性質(zhì)及其原理PLC一般情況下分三個步驟進(jìn)行工作，分別是程序的輸入、程序掃描并執(zhí)行和信號輸出三個不同的階段。三個步驟都完成為一周期，在整個運(yùn)作行情況下，PLC的CPU按照一定的掃描速度對上面三個階段進(jìn)行重復(fù)掃描并且執(zhí)行[8]。程序輸入將編程好的程序下載到PLC內(nèi)，PLC會對程序進(jìn)行讀取，將讀取無誤的程序PLC會將其進(jìn)行儲存，每個程序會存入到相對應(yīng)的單元模塊。程序輸入完成后，后兩步將逐一執(zhí)行。程序掃描并執(zhí)行程序掃描并執(zhí)行這一步，PLC掃描的方式是固定的，都是按照由上到下依次進(jìn)行掃描的。每掃描一條程序都會連同觸電連接的線路進(jìn)行儀一起掃描，掃描方式也是固定的，先掃描左邊和上邊然后向右和向下依次進(jìn)行掃描，并且對觸點(diǎn)連接的線路進(jìn)行運(yùn)算，然后通過結(jié)果，刷新儲存區(qū)域的對應(yīng)位置的狀態(tài)；或者刷新映像區(qū)域內(nèi)的對應(yīng)狀態(tài)[10]；或者決定是否執(zhí)行程序給的特殊指令。程序運(yùn)行的狀態(tài)內(nèi)，只對輸入點(diǎn)映像區(qū)域內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會進(jìn)行改變，對于輸出點(diǎn)映像區(qū)域內(nèi)和儲存區(qū)域內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能會發(fā)生改變，然而靠前的程序，其運(yùn)行程序結(jié)果會對后面的所有用到這些線圈或數(shù)據(jù)的程序有一定的作用；相反，后面的程序，其被刷新的邏輯只能到下一個掃描周期才能對前面的程序起作用[11]。信號輸出所有程序掃描結(jié)束以后，PLC的核心就會對映像區(qū)域內(nèi)的所有狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新，這個階段就是輸出刷新階段，刷新之后再通過輸出電路把信號傳輸給外部設(shè)備，這樣外部設(shè)備就會根據(jù)指令要就進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。這時候的輸出指令，才是PLC的真正輸出指令。PLC編程的具體介紹編程的主要步驟順序輸入與輸出要求的確定第一步是根據(jù)整個系統(tǒng)控制的要求確定輸入和輸出的數(shù)量。第二步是確定控制的先后順序、各器件之間相對應(yīng)的關(guān)系以及它們之間做出來的各種各樣的動作。將大部分器件進(jìn)行排序。每一個輸入和輸出，還有所有器件都要有一個與其相對應(yīng)的唯一的編號，編號之間并且不能重復(fù)和混用。編寫控制系統(tǒng)所要求的程序。利用可編程控制器的編碼將繼電器梯形圖轉(zhuǎn)換成程序，完成梯形圖轉(zhuǎn)換后需要將編輯好的程序供編輯控制器進(jìn)行識別，程序語言的組成部分有一下部分，分別為：地址、控制語言和數(shù)據(jù)。地址的作用是儲存控制語句和數(shù)據(jù)的，控制語言是指揮可編輯控制器利用怎樣的方式利用數(shù)據(jù)做出指令的利用編程方式將設(shè)計(jì)好的程序輸入。將輸入好的程序進(jìn)行編譯。測試控制程序查找錯誤并改正錯誤，反復(fù)修改嘗試，直至程序無誤。將完善好的控制程序進(jìn)行保存。.2S7—200的通信方式與通信參數(shù)的設(shè)置詳細(xì)介紹西門子PLCS7-200的通信方式西門子PLCS7-200有較強(qiáng)的通信功能，通信方式多種多樣，用戶可以根據(jù)自身需求進(jìn)行選擇。STEP7編程軟可安裝在運(yùn)行Windows或WindowsNT操作系統(tǒng)的電腦上。(1)單主站方式單主站會按照自身需求與一個或者多個從站相連，STEP7每次會和一個CPU進(jìn)行信號傳遞,但是它可以對網(wǎng)站上的所有CPU進(jìn)行信號傳遞[15]。(2）多個主站方式通信網(wǎng)絡(luò)中有主站并不是單一的和從站也是一個或者多數(shù)個。帶CP通信卡的電腦和顯示器、操作面板作為主站，CPU可以在從站與主站之間進(jìn)行選擇[14]。西門子PLCS7-200對于通信硬件的選擇表2.1給出了STEP7支持的通信硬件和波特率，用戶可以根據(jù)表2.1進(jìn)行選擇。表2.1STEP7-Micro/WIN32支持的硬件配置支持的硬件類型支持的波特率/Kbps支持的協(xié)議PC/PPI電纜到PC通信口的電纜聯(lián)接器9.6，19.2PPI協(xié)議CP5511II型，PCMCIA卡9.6，19.2，187.5支持用于筆記本電腦的PPI，MPI和PROFIBUS協(xié)議CP5611PCI卡(版本3或更高)支持用于PC的PPI，MPI和PROFIBUS協(xié)議MPI集成在編程器中的PCISA卡表2.2PLC與模塊的性能連接口支持的波特率/Kbps邏輯連接數(shù)支持的協(xié)議S7-200CPU口09.6K每個模塊4個PPI，MPI和PROFIBUS協(xié)議口19.6K，19.2K，187.5KEM277PROFIBUS-DP模塊每個CPU最多2塊9.6K-12M每個模塊6個MPI和PROFIBUS協(xié)議網(wǎng)絡(luò)部件的詳細(xì)介紹通信口的介紹西門子PLCS7-200CPU上的通信口與RS-485是兼容的，全部都是9針D型連接器，根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170相符合[12]。分配方式如表2.3。表2.3S7-200CPU通信口引腳分配針PROFIBUS名稱端口0/端口11屏蔽邏輯地224V返回邏輯地3RS-485信號BRS-485信號B4發(fā)送申請RTS(TTL)55V返回邏輯地6+5V+5V，100Ω串聯(lián)電阻7+24V+24V8RS-485信號ARS-485信號A9不用10位協(xié)議選擇連接器外殼屏蔽屏蔽選用合適的網(wǎng)絡(luò)連接器如果設(shè)備足夠多，西門子還專門設(shè)計(jì)出兩種網(wǎng)絡(luò)連接器，而且使用起來也是非常的簡單這兩種網(wǎng)絡(luò)連接器的端子的共同特點(diǎn)就是都是可以進(jìn)行拆卸的，兩者的不同點(diǎn)就是在于端口的接口不同，一種只有與PLC連接的接口，另一種還有一個可以進(jìn)行編程的接口。這兩種網(wǎng)絡(luò)連接器可以在網(wǎng)絡(luò)偏置和終端偏置上進(jìn)行合理選擇，開關(guān)打開屬于內(nèi)部接線圖，開關(guān)關(guān)閉屬于未接終端電阻，接在網(wǎng)絡(luò)端部的連接器上的開關(guān)應(yīng)處于打開狀態(tài)[9]。電纜的使用PC/PPI電纜可以將PLC的CPU和RS-232的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行通信，PC/PPI電纜有兩種類型：隔離型與非隔離型表2.4是PC/PPI電纜各個引腳的定義。表2.4RS-485至RS-232DTE連接器引腳RS-485連接器引腳RS-232DTE連接器引腳引腳號信號說明引腳號信號說明1地(RS-485邏輯地)1數(shù)據(jù)載波檢測(DCD）(不用)224V(RS-485邏輯地)2接收數(shù)據(jù)(RD，輸入到PC/PPI電纜)3信號B(RxD/TxD+)3發(fā)送數(shù)據(jù)(TD，從PC/PPI電纜輸出)4RTS(TTL電平)4數(shù)據(jù)終端就緒(DTR，不用)5地(RS-485邏輯地)5地(RS-232邏輯地)6+5V(帶100Ω串聯(lián)電阻)6數(shù)據(jù)設(shè)置就緒(DSR，不用)724V電源7申請發(fā)送(RTS，PC/PPI電纜輸出)8信號A(RxD/TxD-)8清除發(fā)送(CTS，不用)9協(xié)議選擇9振鈴指示器(RI，不用)對電腦所需要的通訊所用的接口進(jìn)行設(shè)置打開“設(shè)置PG/PC接口”窗口，電腦上會出現(xiàn)新的窗口。一種電纜電纜只能選擇運(yùn)用相對應(yīng)的一種協(xié)議：通信協(xié)議選擇完成以后，鼠標(biāo)單擊對話框中的“屬性”按鈕，就會彈出新的窗口，在新窗口內(nèi)完成參數(shù)的設(shè)置。對于設(shè)置電纜的PPI參數(shù)：在使用電纜的情況下，在窗口內(nèi)鼠標(biāo)單擊“屬性”，這時電纜的屬性窗口就會打開。F在進(jìn)行通信的情況下，多主站PPI協(xié)議是STEP7的默認(rèn)設(shè)置。此協(xié)議允許STEP7與其他主站在網(wǎng)絡(luò)中共同做為主站。在屬性窗口內(nèi)選擇多主站網(wǎng)絡(luò)，就可以對這部分模塊進(jìn)行啟動，默認(rèn)情況下為單主站協(xié)議。U本章總結(jié)通過本章節(jié)對西門子PLCS7-200的了解和STEP7的使用方法的認(rèn)識，基本上對該設(shè)計(jì)的程序有所掌握，根據(jù)要求對程序的初步設(shè)計(jì)已經(jīng)有所發(fā)展，也對STEP7軟件的適用環(huán)境及使用方法有初步的認(rèn)識。也對STEP7如何將程序下載到PLC當(dāng)中有所掌握。歐姆龍3G3JV變頻器歐姆龍3G3JV產(chǎn)品介紹3G3JV系列小型變頻器是由歐姆龍公司制作的，具有獨(dú)特的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，操作簡單快捷，實(shí)現(xiàn)功能齊全。由于3G3JV變頻器一般在低功率環(huán)境下工作，所以在很多機(jī)械設(shè)備都有被應(yīng)用到，例如：產(chǎn)品包裝、自動換電子機(jī)械、產(chǎn)品制造機(jī)械等多種工業(yè)機(jī)械設(shè)備，3G3JV變頻器由于傳入傳出接點(diǎn)的功能性特別多，為了使操控方式更加簡單便捷，利用這些優(yōu)點(diǎn)是最好的辦法。此外3G3JV變頻器的輸入輸出點(diǎn)的多種功能不僅僅只有這點(diǎn)用途，還有很多別的用途，在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制時間的方面上，它的操控方式是特別簡單的。只需要將具有智能功能的端口設(shè)置成上下鍵命令，就可以對遠(yuǎn)處電機(jī)的轉(zhuǎn)速或者方向進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。具體應(yīng)用時，將智能輸入端子S4、S5設(shè)定為上下鍵輸入端，利用觸點(diǎn)信號將其閉合，這樣就可以利用變頻器實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的增速或者減速進(jìn)行控制，利用PLC或按鈕來控制增速或者減速[2]。這個變頻器還在保護(hù)功能和使用壽命時長上采取了一些有效措施。過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、失速保護(hù)等這些方式都是變頻器的普遍保護(hù)功能[4]，將保護(hù)電路制作在控制線路板上是大部分變頻器的一貫做法，然而歐姆龍3G3JV變頻器是將過電流保護(hù)，過電壓保護(hù)控制在功率驅(qū)動模塊放置在一起[3]，將會縮短一大部分信號所需要傳輸?shù)木嚯x，這樣保護(hù)電路反映的速度得到增長，使得變頻器的使用壽命大大增長。在維護(hù)變頻器的方面上，元器件老化是變頻器損壞的主要原因之一，其中最令人感到可惜的一項(xiàng)原因是，由于變頻器的散熱風(fēng)扇壽命比較短造成的，變頻器在上電的時候散熱風(fēng)扇就跟隨開始運(yùn)作，風(fēng)扇的使用壽命到達(dá)期限的時候，風(fēng)扇嚴(yán)重?fù)p壞無法再進(jìn)行后期工作，使得其余的主要工作元器件溫度高于其正常工作的溫度狀態(tài)，使其由于高溫被燒毀，并且由于修復(fù)起來麻煩修復(fù)費(fèi)用過高，修復(fù)的意義價(jià)值不高。根據(jù)上面描述可知，決定一個變頻壽命長短，大部分取決于散熱風(fēng)扇壽命的長短。然而歐姆龍3G3JV變頻器在設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中特別注重了這個問題，設(shè)計(jì)成了將變頻器驅(qū)動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時散熱風(fēng)扇才開始轉(zhuǎn)動，這樣可以使得散熱風(fēng)扇的壽命大大增長，也就使得變頻器的壽命也就跟隨變長。歐姆龍變頻器3G3JV的基本結(jié)構(gòu)圖3.1變頻器基本結(jié)構(gòu)歐姆龍3G3JV外部標(biāo)準(zhǔn)接線圖圖3.2變頻器標(biāo)準(zhǔn)外部接線圖變頻器參數(shù)的設(shè)置方式格式化設(shè)定方式（1）將參數(shù)寫入禁止選擇和參數(shù)初始化(n01)設(shè)定為“1”使得n01至n79均可以設(shè)定[5]。（2）電機(jī)額定電流(n32)，設(shè)定為電機(jī)上所寫的額定電流值。參數(shù)的寫入禁止選擇和參數(shù)初始化n01的設(shè)定為了使變頻的參數(shù)全部都可以設(shè)定，需要將n01設(shè)為“1”，這樣n01至n79全部能夠設(shè)定。表3.1變頻器初始化設(shè)定設(shè)定值內(nèi) 容0可設(shè)定和參數(shù)n01。n02～n79只可做參照1可設(shè)定和參照n01～n096只可清除異常內(nèi)容的記憶82線式控制的初始化（恢復(fù)到出廠設(shè)定）93線式控制的初始化設(shè)定n32（電機(jī)的額定電流）設(shè)定電機(jī)的額定電流，做為電機(jī)過載檢出的基準(zhǔn)電流表3.2電機(jī)的額定電流設(shè)定常數(shù)NO名稱設(shè)計(jì)范圍設(shè)定單位出廠設(shè)定n32電機(jī)額定電流0.0～變頻器額定輸出電流的120％0.1A視容量不同出廠設(shè)定值的設(shè)定是根據(jù)每個變頻器的最大適應(yīng)電機(jī)容量的一般額定電流時設(shè)定[13]V/F模式的參數(shù)設(shè)定以及設(shè)定范圍表3.3V/F模式(n09－n15）的設(shè)定常數(shù)NO名稱設(shè)定范圍設(shè)定單位出廠設(shè)定n09最高頻率（FMAX）50～400(Hz)0.1(HZ)60n10最大電壓（VMAX）1～255［1～510V1V200［400］n11最大電壓頻率（FA）0．2～400(Hz)0.1Hz60.0n12中間輸出頻率（FB）0．1～399(Hz)0.1Hz1.5n13中間輸出頻率電壓（VC）1～255［1～510V1V12n14最低輸出頻率（FMIN）0．1～10.0(Hz)0.1Hz1.5n15最低輸出頻率電壓(VMIN）1～50［1～100V］1V12現(xiàn)場遠(yuǎn)程模式的選擇3G3JV變頻器模式有兩種運(yùn)行模式，分別是遠(yuǎn)程和現(xiàn)場表3.4變頻器兩種運(yùn)行模式運(yùn)行模式基本考慮內(nèi)容遠(yuǎn)程控制需要接受上一級的控制信號，并按其要求運(yùn)轉(zhuǎn)時采用本地模式運(yùn)行指令：可以通過運(yùn)轉(zhuǎn)指令n02來設(shè)定頻率指令：可以通過頻率指令n03來設(shè)定本地控制為方便與變頻器相連部分進(jìn)行排查，要求變頻器可獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)時采用本模式運(yùn)行指令：通過控制臺RUNSTOP/RESET控制頻率指令：通過控制臺數(shù)據(jù)設(shè)定或頻率按鈕來設(shè)定6.設(shè)定頻率表3.5頻率指令和微調(diào)指令的設(shè)定（n21～n28，n29）常數(shù)NO名稱設(shè)定范圍單位設(shè)置出廠設(shè)定n21頻率指令10.0-最高頻率0.1（HZ）6.0n21頻率指令20n23頻率指令30n24頻率指令40n25頻率指令50n26頻率指令60n27頻率指令70n28頻率指令80n29微調(diào)頻率指令96.0表3.6多段速指令與關(guān)系頻率頻率指令1×××頻率指令2○××頻率指令3×○×頻率指令4○○×頻率指令5××○頻率指令6○×○頻率指令7×○○頻率指令8○○○多段速指令1（設(shè)定值：6）多段速指令2（設(shè)定值：7）多段速指令3（設(shè)定值：8）如果只需要使用指令1到指令4的話，那么指令3就可以不去設(shè)定．像對于不去設(shè)定的指令，那么這段指令就是處于關(guān)閉狀態(tài)。變頻器的參數(shù)設(shè)定設(shè)定變頻器基本運(yùn)行參數(shù)表3.7變頻器基本運(yùn)行參數(shù)設(shè)定參數(shù)名稱參數(shù)號設(shè)定值最高頻率PMAXn0950.0（HZ）最低頻率PMINn141.5（HZ）加速時間1n1610.0（0.1s）減速時間1n1710.0（0.1s）頻率指令1n215（HZ）頻率指令2n2210（HZ）頻率指令3n2315（HZ）頻率指令4n2420（HZ）頻率指令5n2550（HZ）頻率指令6n2640（HZ）頻率指令7n2730（HZ）頻率指令8n282（HZ）多段速指令2（輸入端子s3）n377多段速指令3（輸入端子s4）n388多段速指令1（輸入端子s5）n399多段速指令和頻率指令的關(guān)系表3.8頻率和指令關(guān)系多段速指令123輸入端子頻率指令s5s3s410002100301041105001610170118111本章小結(jié)通過本章對歐姆龍3G3JV變頻器的認(rèn)識與了解，能過對其適用的環(huán)境有所認(rèn)識。并且對本次設(shè)計(jì)要求需要進(jìn)行的參數(shù)設(shè)置基本上有初步的設(shè)計(jì)。通過圖與表格的結(jié)合，對變頻器的使用方法以及參數(shù)指令之間的關(guān)系基本有所掌握。PLC與變頻器接線及PLC程序設(shè)計(jì)PLC與變頻器的連接PLC與變頻器連接圖圖4.1PLC與變頻器連接圖PLC端口與變頻器的連接1.對于PLC的端口對變頻器有影響的只有Q3,Q4,Q5。2.啟動按鈕SB1摁下，Q3,Q4,Q5輸出信號為0,0,0，這時電動機(jī)處于第一階段速度。根據(jù)PLC程序的設(shè)置經(jīng)過10秒后，Q3,Q4,Q5輸出信號改變?yōu)?,0,1，這時電動機(jī)處于第二階段速度。一次類推0,1,0為第三段速度；0,1,1為第四段速；1,0,0為第五段速；1,0,1為第六段速；1,1,0為第七段速；1,1,1為第八段速。3.摁下SB1，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。PLC的I/O口分配按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行I/O口分配，I/O口分配如表4.1所示。表4.1PLCI/O分配類別元件端子作用輸入SB1I0.0啟動按鈕SB2I0.1停止按鈕輸出變頻器輸入端子S1Q4.0正轉(zhuǎn)變頻器輸入端子S2Q4.1反轉(zhuǎn)變頻器輸入端子S3Q4.2多段速指令2變頻器輸入端子S4Q4.3多段速指令3變頻器輸入端子S5Q4.4多段速指令1PLC程序設(shè)計(jì)按照本次要求設(shè)計(jì)的PLC程序圖圖4.1程序圖本章小結(jié)按照圖所示的接線方式，將PLC，變頻器和電機(jī)進(jìn)行實(shí)體連接，通過對實(shí)物的認(rèn)識，使對整個系統(tǒng)的認(rèn)識更加直觀。對各個接線點(diǎn)的輸入與輸出更加了解。將PLC初步程序輸入進(jìn)STEP7軟件中，對其進(jìn)行編譯，編譯無誤后將其進(jìn)行下載到PLC，這個過程能讓我們更加熟悉對軟件的使用方式。組態(tài)王軟件的介紹組態(tài)軟件組態(tài)是隨著集散型控制系統(tǒng)的出現(xiàn)才開始被廣泛應(yīng)用，也漸漸被自動化技術(shù)的人員所運(yùn)用。在自動化工業(yè)不斷的發(fā)展更新的情況下，電腦比以前的傳統(tǒng)系統(tǒng)的優(yōu)勢更加突出，由于電腦技術(shù)的發(fā)展速度越來越快，各式各樣的技術(shù)也越來越成熟，用電腦制作工業(yè)系統(tǒng)需要用的成本比較低；電腦的軟件和硬件資源都比較豐富，軟件之間的互相操作的聯(lián)系性都比較強(qiáng)；利用電腦的控制系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)和使用都比較容易。組態(tài)在電腦向自動化工業(yè)控制方向發(fā)展中具有很高的地位建立組態(tài)的過程繪制硬件圖形和連接對設(shè)備進(jìn)行確定建造新的數(shù)據(jù)庫動畫效果的構(gòu)建與建造對構(gòu)建好的組態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行并且調(diào)試新組態(tài)工程的構(gòu)建新組態(tài)王工程的構(gòu)建，第一步先將工程目錄進(jìn)行選擇。啟動組態(tài)王軟件，單擊“新建”彈出圖5.1圖5.1新建工程單擊“下一步”，彈出“新建工程二”圖5.2。圖5.2新建工程項(xiàng)目二在工程路徑文本框中輸入一個能用的工程路徑，或單擊“瀏覽”按鈕，在彈出的路徑選擇窗口中選擇一個能用的路徑。單擊“下一步”繼續(xù)。彈出“新建工程三”如圖5.3所示。圖5.3新建工程項(xiàng)目三在工程名稱欄里輸入工程名稱，并填寫工程描述。單擊“完成”彈出下一個窗口。圖5.4.圖5.4新對話框單擊“是”，新建的工程就成為了組態(tài)王的當(dāng)前工程。用組態(tài)王繪制仿真圖打開組態(tài)王軟件，可以在軟件上進(jìn)行各種各樣硬件繪制，和實(shí)現(xiàn)動態(tài)效果。繪制組態(tài)系統(tǒng)的步驟：步驟一：建立一個新的文件夾建立一個新的工程，單擊“新建”。彈出窗口如圖5.5。圖5.5新建工程對畫面名稱進(jìn)行創(chuàng)建，然后單擊“確定”，彈出圖5.6。圖5.6組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)步驟二：在系統(tǒng)中的工具箱中選擇圖形形狀，繪制系統(tǒng)圖5.7。圖5.7繪制圖形畫面步驟三：將畫面進(jìn)行保存。定義PLC本次設(shè)計(jì)運(yùn)用PLC和組態(tài)王通信，PLC連接在電腦的COM1口。選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項(xiàng)“設(shè)備\COM1”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，運(yùn)行“設(shè)備配置向一導(dǎo)”，如圖5.8圖5.8設(shè)備配置向?qū)б粚ふ也⑶疫x擇“PPI”然后點(diǎn)擊下一步，彈出窗口“設(shè)備配置向二導(dǎo)”，如圖5.9圖5.9設(shè)備配置向?qū)Ф獠吭O(shè)備名稱設(shè)為PLC。單擊“下一步”，彈出窗口5.10圖5.10向?qū)龑OM1設(shè)為設(shè)備連接串口，單擊“下一步”，彈出“向?qū)摹?，如窗?.11.圖5.11向?qū)脑O(shè)PLC地址為2，單擊“下一步”，彈出“向五導(dǎo)”，如圖5.12。

圖5.12向?qū)鍐螕簟跋乱徊健?，彈出“向?qū)Я贝翱?，如圖5.13。圖5.13向?qū)Я_認(rèn)無誤后單擊“完成”。設(shè)備定義完成后，就可以對設(shè)置好的頁面進(jìn)行操控觀察。觀察結(jié)果與預(yù)想結(jié)果是否一致。然后進(jìn)行調(diào)試。系統(tǒng)的調(diào)試與修改前面幾章對各個器件都有詳細(xì)的介紹，本章將對PLC程序進(jìn)行檢測和變頻器參數(shù)是否準(zhǔn)確進(jìn)行排查，確保整個系統(tǒng)能夠達(dá)到預(yù)期的要求。最后將會對整個系統(tǒng)進(jìn)行整體調(diào)試。使本次設(shè)計(jì)能夠完美實(shí)現(xiàn)預(yù)期設(shè)計(jì)結(jié)果。PLC程序的調(diào)試將初步設(shè)計(jì)的程序輸入進(jìn)STEP7。將輸入好的程序進(jìn)行編譯，并且查看錯誤。如果編譯有誤，對錯誤程序進(jìn)行查找并進(jìn)行改正，直至編譯無誤。圖6.1最終程序圖變頻器的參數(shù)設(shè)置將變頻器進(jìn)行初始化設(shè)置。按照電機(jī)的規(guī)格，設(shè)置單機(jī)參數(shù)并進(jìn)行儲存。根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行八個段速設(shè)置，根據(jù)表6.2進(jìn)行設(shè)置。表6.2轉(zhuǎn)速參數(shù)設(shè)置參數(shù)名稱參數(shù)號設(shè)定值最高頻率PMAXn0950.0（HZ）最低頻率PMINn141.5（HZ）加速時間1n1610.0（0.1s）減速時間1n1710.0（0.1s）頻率指令1n215（HZ）頻率指令2n2210（HZ）頻率指令3n2315（HZ）頻率指令4n2420（HZ）頻率指令5n2550（HZ）頻率指令6n2640（HZ）頻率指令7n2730（HZ）頻率指令8n282（HZ）多段速指令2（輸入端子s3）n377多段速指令3（輸入端子s4）n388多段速指令1（輸入端子s5）n399系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行調(diào)試步驟1.將設(shè)計(jì)好的電路圖檢查無誤后，進(jìn)行連接。2.將變頻器設(shè)置在PRGM模式，然后將各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確無誤的設(shè)定。3.在計(jì)算機(jī)上利用STEP7將軟件進(jìn)行編程，編譯無誤后，將程序下載到PLC中。4.確認(rèn)一切無誤后，按下SB1,觀察電動機(jī)運(yùn)行速度的改變與預(yù)計(jì)是否一致，按下SB2，電機(jī)是否停止運(yùn)動。5.運(yùn)行結(jié)束后，將數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。調(diào)試過程中的問題與改正方式摁下SB1時電機(jī)并沒有像預(yù)期那樣順利的轉(zhuǎn)動起來，首先我們對連接的線路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)線路連接正確，端口連接無誤。然后對變頻器模式和參數(shù)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)變頻器的最高頻率設(shè)置沒有保存，為了在改的途中再有錯誤，我們將變頻器進(jìn)行初始化，將所有參數(shù)一步步進(jìn)行重新設(shè)置，確保無誤后進(jìn)行保存。再次打開電源進(jìn)行運(yùn)行。發(fā)現(xiàn)電機(jī)可以正常運(yùn)行，但是發(fā)現(xiàn)電機(jī)變速的時間跟預(yù)期設(shè)計(jì)的時間不對應(yīng)，因?yàn)闀r間控制是通過PLC改變的，所以需要對PLC的程序進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)定時器里的時間設(shè)置有問題，因?yàn)閱挝粏栴}，我們要將預(yù)計(jì)時間與計(jì)時器單位進(jìn)行換算。經(jīng)過再次改正以后，對系統(tǒng)進(jìn)行第三次運(yùn)行，這次發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)能夠運(yùn)行并且達(dá)到預(yù)期效果。但是由于設(shè)備過于老舊，整個系統(tǒng)的誤差還是存在的。不過誤差都在預(yù)期范圍以內(nèi)。本章小結(jié)本章對整個設(shè)計(jì)的軟硬件分別進(jìn)行了調(diào)試，調(diào)試時發(fā)現(xiàn)了很多沒有想到的問題，通過查閱相關(guān)資料、詢問導(dǎo)師與學(xué)長，經(jīng)過調(diào)試基本了所有問題。最終電動機(jī)能夠準(zhǔn)確地自動在八個段速之間轉(zhuǎn)變，與預(yù)期效果基本相同。展望與總結(jié)展望這次的設(shè)計(jì)，在工業(yè)中的應(yīng)用范圍特別廣泛，通過實(shí)際考慮，在工業(yè)的復(fù)雜環(huán)境中，尤其像高溫，需要遠(yuǎn)距離操控的環(huán)境。本次設(shè)計(jì)依舊對這些環(huán)境有著相應(yīng)的不適用。在高溫或者需要遠(yuǎn)距離操控的話，外部接線就需要具有高耐溫性和抗腐蝕性，但是由于外部接線的承受能力有限，并且承受能力越高的造價(jià)就越高，如果接線有損壞的話對于維修和更換都是一項(xiàng)難題。對于這個問題本人有一些不成熟的設(shè)計(jì)概念，由于現(xiàn)在無線技術(shù)的發(fā)展情況趨于成熟，而且5G時代的到來，我們可以將這些器件的實(shí)線連接利用無線模塊之間的信號傳輸方式進(jìn)行連接，或者采用現(xiàn)代的5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行云操控。由于5G網(wǎng)絡(luò)具有高穩(wěn)定性、高速度性和使用壽命長等優(yōu)良性質(zhì)。并且很大一部分的減少了維修所需要用的時間。即便是有故障也能對其進(jìn)行第一時間的警報(bào)和排除。維修起來也是簡單方便只需要對有所損害的模塊進(jìn)行更換。而且減少了對