基于plc的电机调速控制系统 广州大学

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1、控制系统课程设计项目名称：以西门子S7-200为核心的电机速度监控系统学生姓名/学号：卢泽涛1307300108吴钟森1307300105夏杰东1307300107指导老师：黄峥班级电气133　　专业名称电气工程及其自动化提交日期2016年12月15日答辩日期2016年12月15日一、系统整体功能说明及软硬件选型1、通过PLC控制变频器，实现远程方式控制控制鼠笼式异步电动机的正反转及速度。2、将编码器中与转速相对应的输出电压采集到PLC中。3、通过PLC编写PID控制程序，控制电机的转速。4、应用触摸屏组态软件设计控制系统的界面，与PLC

2、进行动态连接，可在界面中控制电机的转速，显示变频器的频率、电机的正反转状态、实际转速等。5、设置电机的正常转速范围（上、下限），当电机转速超出正常范围时，停机并报警，并可复位报警信号。6、软硬件选型说明表如下：序号名称数量备注1西门子PLC编程软件STEP7 软件2MCGS组态软件软件3PLC1台S7-200PLC4变频器1台欧姆龙变频器3G3JV5电机1台鼠笼式电动机6下载电缆1根7通信电缆1根PC/PPI+二、I/O点与输入输出设备对应关系表PLC与变频器对应接线表PLC端口变频器端口备注Q0.0S1控制电机正转Q0.1S2控制电机反

3、转1LSC提供频率指令电源VFRV为PLC模拟电压输出端，FR为变频器模拟电压接收端（0--10V）MFC公共端互连组态软件与PLC通信关系表组态参数PLC各寄存器备注正转按钮写M0.0控制电机正转反转按钮写M0.1控制电机反转电机转速输入写VD0同步输入修改电机转速电机频率读VD2实时显示电机频率电机转速读VD4实时显示电机当前转速另外，变频器U、V、W端口分别接电机A、B、C三相，如图：一、系统的原理图，包括主电路和控制电路。PC组态软件运行窗口西门子S7-200PLC欧姆龙变频器3G3JV鼠笼式异步电动机带有电压模拟输出的测速表一、

4、软硬件相关设置的说明1、软件相关设置：MCGS组态软件与西门子s7-200PLC连接相关设置如下：2、欧姆龙变频器参数设置：n01=08；n02=01；n03=02；n32=0.4一、程序功能的详细说明1、MCGS组态设计，设计的界面以及功能如下：（1）电机运转前必须先输入转速（例如800r/min）然后点击正转或反转按钮，为了安全，在电机转向切换时，先按停止，待电机停下再进行转向变换。（2）该组态设置了电机转速报警，大于上限值（例如

5、1200

6、r/min）时停机报警。（3）该组态可精准转换编码器转速对应频率。（4）PID控制参数于PLC

7、程序中编好，采用效果最好的一组。（5）各参数设置详见上文第四硬件设置部分。2、西门子s7-200PLC原程序详细说明如下：（见下页）（1）主程序详解：//调用子程序SBR_0，初始化PID模块//控制电机正转//控制电机反转（2）子程序SBR_2详解//将输入转速转化为0—1的大小，并保存至AC1（3）子程序SBR_0详解（PID模块初始化）：//过程变量值PVn=0.75//比例项增益Kc=50.0//采样周期Ts=0.1s//积分时间常数T1=10.0min//微分时间常数Td=0.0//将SMB35定时器设置为100ms//使能、调

8、用中断程序（4）中断程序INIT_0详解：//将模拟量输入值AIW0转换为双整数//将AC0双整数转换为实数//AC0/285.0=实际频率保存至VD2//AC0/10.81=实际转速保存至VD4//AC0/32000=“-1--1”//判断AC0＜0若小于，则乘以-1，变正数//将AC0的值传送到VD100过程变量值PVn处//调用子程序SBR_2//将AC1的值传送到VD104给定值SPn处一、调试过程：调试阶段的问题分析，解决措施，测试记录以及结果分析。1、使用变频器直接控制转速，测得的一组实验数据如下表：转速V(r/min)模拟电

9、压输入U(v)VIW0（AD转换值）VIW0/V(倍数)3061330010.786022650010.798933965010.80119041286010.81148351609010.8417285.831873010.84分析数据可得：（1）AD转换值与实际转速倍数大约在10.81；（2）1728r/min为最大转速，对应VIW0为18730；（3）输入转速V/最大转速Vmaxß->“0-1”；（4）“0-18730”*1.7084ß->“0-32000”。2、由数据分析换算关系，可用于程序编写设计使用，使调速、速度监控更加准确。

10、二、小组成员收获体会、系统存在的问题和进一步的改进意见1、小组成员分工：（1）卢泽涛主要负责PLC程序设计编写；（2）吴钟森主要负责MCGS组态界面设计；（3）夏杰东主要负责硬件接线，变频器参