基于PLC模拟量方式变频闭环调速控制系统设计.doc

在本设计任务中，我们将探讨基于PLC模拟量方式的变频闭环调速控制系统的设计，主要涉及S7-200 SMART PLC和西门子MM440变频器的运用。该系统旨在通过PLC根据模拟量输入的设定值和实际运行速度，实时调整变频器的工作状态，实现电机的精确速度控制。 一、设计目标与任务 1. 掌握S7-200 SMART PLC的数据转换指令和编程技术，这是实现PLC对模拟量处理的关键。S7-200 SMART系列PLC提供了丰富的指令集，包括A/D和D/A转换，使得PLC能够处理模拟量信号，实现与模拟量设备如变频器的通信。 2. 学习并掌握如何利用S7-200 SMART PLC控制MM440变频器进行闭环调速。这需要理解变频器的模拟量输入和输出，以及如何通过PLC进行闭环控制，确保电机速度在设定范围内稳定运行。 二、设计任务与要求 1. 设计任务是构建一个PLC控制系统，使用S7-200 SMART PLC接收模拟量输入，然后通过模拟量输出来调整MM440变频器的频率，从而控制电机的转速。 2. 设计要求包括： - 当电机速度超过设定值时，PLC应发送信号使变频器降低输出频率，减缓电机速度。 - 若电机速度低于设定值，则PLC需增加输出频率，使电机加速至设定速度。 三、时间安排与进度 设计工作总共分为三周： - 第一周，主要学习S7-200 SMART PLC的数据转换指令编程和MM440变频器的基本原理，以及交流电机调速系统的理论基础。 - 第二周，进行硬件设计与设备连接，包括S7-200 SMART PLC和MM440变频器的接线。 - 第三周，完成硬件调试与软件程序调试，编写设计说明书，并准备提交设计成果和报告。 四、系统组成部分 1. **S7-200 SMART PLC**：作为核心控制器，它接收来自模拟量输入的设定值，通过内部计算处理后，通过模拟量输出端口向变频器发送控制信号。 2. **MM440变频器**：西门子的这款高性能变频器能根据PLC的指令调整输出频率，进而改变电机的转速。它具有丰富的功能和灵活的控制选项，适合闭环调速系统。 3. **电机**：电机作为执行机构，其速度受变频器控制，根据PLC的指令进行加速或减速。 五、相关技术介绍 - **MM440变频器**：它具备PID调节功能，可以自动调整输出频率以匹配设定值，实现闭环控制。其主电路包括整流、滤波和逆变等部分，能高效转换电源电压为适合电机的频率。 - **S7-200 SMART**：西门子的微型PLC，具备模拟量输入/输出接口，支持多种数据类型和通讯协议，适用于各种自动化应用场景。 基于PLC模拟量方式的变频闭环调速控制系统设计是一项涵盖硬件连接、软件编程和系统集成的综合性任务。通过这个设计，学生不仅能掌握PLC和变频器的基本应用，还能深入理解闭环控制系统的运作机制，为实际工程应用打下坚实的基础。