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基于PLC及其网络的变频调速系统的设计.doc
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基于PLC及其网络的变频调速系统的设计.doc
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摘 要:.....................................................................................................................................I
ABSTRACT:..........................................................................................................................II
第 1 章 绪论 ..............................................................................................................................1
1.1 本课题意义及发展概况 ..................................................................................................1
1.2 本课题的总体思路 ..........................................................................................................1
1.3 本课题要解决的主要问题 ..............................................................................................1
1.4 相关技术概况 ..................................................................................................................2
1.4.1 PLC 技术的特点与发展...........................................................................................2
1.4.2 变频器的应用与特点..............................................................................................3
1.4.3 组态软件..................................................................................................................4
1.4.4 现场总线及工业以太网的概念及应用..................................................................7
第 2 章 系统构成 ....................................................................................................................9
2.1 方案确定 ..........................................................................................................................9
2.2 主电路的设计 ..................................................................................................................9
2.3 网络系统 ........................................................................................................................10
2.3.1 系统说明.................................................................................................................10
2.3.2 工业以太网及组成................................................................................................12
2.3.3 Profibus-DP 现场总线及 DP 拓扑结构 ..................................................................13
第 3 章 硬件设计 ..................................................................................................................15
3.1 变频调速 ........................................................................................................................15
3.1.1 变频调速原理..........................................................................................................15
3.1.2 变频调速的基本构成..............................................................................................15
3.1.3 变频器参数设定......................................................................................................17
3.2 PLC 的选型.....................................................................................................................19
3.3 MP270B 触摸屏..............................................................................................................20
第 4 章 软件设计 ..................................................................................................................22
4.1 STEP7..............................................................................................................................22
4.1.1 STEP7 介绍 ..............................................................................................................22
4.1.2 使用 STEP7 的基本步骤 ........................................................................................22
4.2 系统软件设计 .................................................................................................................23
4.2.1 硬件组态...................................................................................................................23
4.2.2 网络组态...................................................................................................................24
4.2.3 PLC 程序设计 ..........................................................................................................25
4.2.4 功能说明及梯形图..................................................................................................25
4.3 组态王实现控制系统实验仿真的基本方法 .................................................................33
第 5 章 系统调试 ..................................................................................................................36
5.1 注意事项 .........................................................................................................................36
5.1.1 系统上电..................................................................................................................36
5.1.2 变频器的操作注意事项..........................................................................................36
5.1.3 组态操作中的注意问题..........................................................................................36
5.2 系统调试与结果 ............................................................................................................37
结束语 ......................................................................................................................................40
参考文献 ..................................................................................................................................41
致 谢 ......................................................................................................................................42
附 录 ......................................................................................................................................43
附录 A:变频调速控制电气图 ...........................................................................................43
附录 B:系统设计元器件明细表 .......................................................................................45
附录 C:多功能 PLC 网络控制屏电气图 ..........................................................................46
基于 PLC 及其网络的变频调速系统的设计
I
基于PLC及其网络的变频调速系统的设计
摘 要:本控制系统中,采用高功能性通用变频器西门子 SIMTIC MANGER 对电机进行转
速调节,该变频器能很好的解决启动停止和转速变化的问题。由 PLC 对变频器、电机等
设备的控制任务和数据采集的任务。本课题的变频调速单元通过 DP 总线与上位机、人
机交换等站点连接起来以实现变频调速的控制。用 STEP7 软件对系统进行硬件与网络组
态和程序编写处理各硬件之间的关系。利用组态王软件,使操作人员可以在远程 PC 机
或触摸屏浏览现场的流程、实现变频器的参数设置和电机的启动停止和增减速的控制。
关键词: PLC;变频器;变频调速;组态软件
基于 PLC 及其网络的变频调速系统的设计
II
Based on PLC and its network of the design of the variable
frequency speed regulation system
Abstract : In the control system, using high functional inverter SIMTIC MANGER motor
speed regulation, the transducer can well solve the problem of start stop and speed variation.
From PLC to frequency converter, motor equipment such as the control task and the data
acquisition task. The frequency conversion and speed regulation unit through the DP bus and
host computer, man-machine exchange sites connected to achieve frequency conversion speed
control. Using STEP7 software for system hardware and network configuration and
programming of the relationship between processing hardware.Use the software, so that the
operator can remotely browse the site PC or touch screen process, realize the parameter
setting of frequency converter and the motor start stop and a deceleration control.
Keywords: PLC; Transducer; AC frequency conversion for speed adjustment; Configuration
software
基于 PLC 及其网络的变频调速系统的设计
1
第 1 章 绪论
1.1 本课题意义及发展概况
PLC 控制系统呈现综合化、网路化的发展趋势,为了适应当今 PLC 课程教学的需要,
应提供具有现场控制对象的完整控制层、监控管理层、远程控制层三层结构的远程网络
控制系统,并将组态软件技术、网络通信配置、现场触摸屏技术融合在控制系统中。
由于 PLC 的功能强大、使用容易、可靠性高,常常被用来作为现场数据的采集和设
备的控制。组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具,在工控机上可开发出友
好的人机界面,通过 PLC 可以对自动化设备进行“智能化”控制。电动机交流变频调速
技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境,推动技术进步的一种主要
手段。变频调速以其优异的调速性能和起制动平稳性能、高性能、高功率因数和节电效
果,广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。
1.2 本课题的总体思路
本控制系统中,采用高功能性通用变频器西门子 SIMTIC MANGER 对电机进行转速调
节,该变频器能很好的解决启动停止和转速变化的问题。由 PLC 对变频器、电机等设备
的控制任务和数据采集的任务。本课题的变频调速单元通过 DP 总线与上位机、人机交
换等站点连接起来以实现变频调速的控制。用 STEP7 软件对系统进行硬件与网络组态和
程序编写处理各硬件之间的关系。利用组态王软件,使操作人员可以在远程 PC 机或触
摸屏浏览现场的流程、实现变频器的参数设置和电机的启动停止和增减速的控制。电机
由变频器来控制,变频器带有 PROFIBUS-DP 通讯接口,通过 PROFIBUS 网络由主站对变
频器进行远程控制,可在触摸屏上生成组态画面实现远程控制,也可通过工业以太网在
上位机 PC 实现远程控制。具体要求有:
1. 采用西门子的可编程控制器、触摸屏及有关的应用软件,实现对电动机转速或
频率调节控制;
2. 在触摸屏上生成组态画面由触摸屏来实现远程控制;
3. 采用 PROFIBUS-DP 总线,通过组态王生成画面由 PC 来实现远程控制。
1.3 本课题要解决的主要问题
1. 了解相关技术概况;
2. 设计出 PROFIBUS 现场总线的总体结构图;
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