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基于USS协议的PLC与变频器的通信设计与研究样本.doc
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基于USS协议的PLC与变频器的通信设计与研究样本.doc
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电气工程系
毕业设计论文
题 目
基于 USS 合同 PLC 与变频器
通信设计
专业名称
电气自动化技术
学生姓名
张松鹤
指引教师
朱清智
毕业时间
-6-22
目 录
摘 要..................................................................................................................................................1
第 1 章 绪 论 ...............................................................................................................................3
1.1 课题研究背景...................................................................................................................3
1.2 课题来源和意义 ..............................................................................................................4
1.3 本文研究内容和所做工作............................................................................................5
第 2 章 PLC 简介............................................................................................................................6
2.1 PLC 原理.............................................................................................................................6
2.2 PLC 特点.............................................................................................................................7
2.3 PLC 应用领域....................................................................................................................8
第 3 章 通用变频器原理.............................................................................................................9
3.1 变频器工作原理 ..............................................................................................................9
3.1.1 变频器基本构造和原理....................................................................................9
3.1.2 交-直变换电路..................................................................................................10
3.1.3 直-交变换电路..................................................................................................11
3.1.4 能耗制动电路 ....................................................................................................13
3.1.5 变频器控制方式................................................................................................14
3.1.6 变频器干扰问题................................................................................................15
3.2 变频器类别 .....................................................................................................................16
3.2.1 依照变频环节不同分类..................................................................................16
3.2.2 依照主电路工作方式分类 .............................................................................16
3.2.3 依照电压调制方式分类..................................................................................17
3.3 变频调速控制系统优势 .............................................................................................17
3.4 实现变频调速要解决问题..........................................................................................18
3.4.1 大功率开关器件是实现变频调速必要条件 .............................................20
3.4.2 变频变压 .............................................................................................................20
3.5 变频调速现实意义........................................................................................................21
第 4 章 控制系统设计................................................................................................................22
4.1 系统硬件简介.................................................................................................................22
4.1.1 S7-200 PLC.........................................................................................................22
4.1.2 TP270 触摸屏 .....................................................................................................23
4.1.3 变频器..................................................................................................................24
4.2 系统界面设计.................................................................................................................25
4.2.1 Protool 组态语言 ............................................................................................26
4.2.3 报警画面 .............................................................................................................28
4.2.4 I/O 点画面..........................................................................................................28
第 5 章 系统通信设计和调试..................................................................................................29
5.1 通信方式选取.................................................................................................................29
5.2 PLC 之间通讯..................................................................................................................31
5.2.1 NETR(网络读)和 NETW(网络写)指令.................................................31
5.2.2 通信程序设计 ....................................................................................................32
5.3 PLC 与变频器通讯.........................................................................................................34
5.3.1 USS 合同 ..............................................................................................................34
5.3.2 USS 通信数据格式和编程规定 .....................................................................36
5.3.3 S7-200 接受和发送指令(XTM/RCV)........................................................38
5.3.4 设计通信程序 ....................................................................................................38
5.4 通信参数设立.................................................................................................................45
5.4.1 PPI 和 MPI 合同.................................................................................................45
5.4.2 通信参数设立 ....................................................................................................46
5.5 系统通信..........................................................................................................................49
5.5.1 PLC 之间通信调试 ............................................................................................49
5.5.2 触摸屏与 PLC 通信调试..................................................................................49
5.5.3 PLC 和变频器通信 ............................................................................................50
5.5.4 变频器、编码器和电动机通信测试...........................................................51
5.5.5 调试分析 .............................................................................................................51
第 6 章 结论..................................................................................................................................52
致 谢................................................................................................................................................53
参照文献...........................................................................................................................................54
摘 要
当前,各种自动化技术手段并行发展、互相融合,为工业控制提供了各种可行技术途径。
可编程序控制器技术、工业控制计算机技术、分布式控制系统、数控系统、人机界面技术以
及各种嵌入式控制器系统迅速发展进一步提高了工业自动化技术发展水平。
在工业自动化控制领域发展过程中,变频器使用越来越受人们关注。但是变频调速具备
一定技术难度,人们需要一种慢慢理解和熟悉过程。变频器使用最重要一种特点就是节能和
减少成本,许多老式耗能设备都要进行技术改造。因此变频调速技术推广有着十分重要现实
意义。同步,随着 PLC 不断发展,使得工业自动化控制更加精确、以便、安全和可靠。把 PLC
和变频器结合起来一起对电机传动进行控制,实现远程监视网络控制系统。
在实际工程中,有公司已实现了全车间或全厂综合自动化,即将不同厂家生产可编程设
备连接在单层或多层网络上,互相之间进行数据通信,实现分散控制和集中管理。因而,通
信与网络已经成为控制系统不可缺少重要构成某些,也是控制系统设计和维护重点和难点之
一。
在小型自动化控制系统中,USS 合同通信是一种很成功解决方案,能显示出具备硬件逻辑
简朴、抗干扰能力强特点,可以实现车间级现场总线网络控制。本文简介了自动化控制技术
综合应用,将各种通用自动化技术与实践优化结合,将 SIEMENS 公司 S7-200 PLC 和变频器应
用于铜大拉机自动控制中,通过基于 USS 合同 RS485 总线进行组网,进行 PLC 和变频器对电
机控制,其中 PLC 和变频器之间通信设计最为核心。并且将其作了原则化设计,可以应用于
各种自动化控制系统中,大大节约了项目开发时间和成本,在实际应用中获得了良好效果。
核心词:自动化控制,USS 合同,变频器,PLC,通信 II
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