基于PLC控制的变频闭环调速系统设计-论文.pdf

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1、·78·工业仪表与自动化装置2014年第4期基于PLC控制的变频闭环调速系统设计张芬(西安航空职业技术学院自动化_T-程学院，西安710089)摘要：利用PLC、变频器、异步电动机及旋转编码器构建交流变频闭环调速控制系统。文章介绍了变频调速系统的组成及工作原理，给出了系统控制方案并设计了相关梯形图程序，利用MCGS组态软件对该系统的上位机监控界面进行设计。运行结果表明：该系统可靠性高，扩展性好，动态响应速度快。关键词：PLC；变频调速系统；变频器中图分类号：TP277文献标志码：A文章编号：1000—0

2、682(2014)04—0078—03ThedesignofclosedloopsystemofvariablefrequencydrivebasedonPLCcontrolZHANGFen(DepartmentofAutomationEngineeringXi’~2nAeronauticalPolytechnicI~titute，Xi’an710089，China)Abstract：ThispaperusingPLC，inverter，asynchronousmotorandrotaryencoder

3、tostructureaclosedloopsystemofACvariablefrequencydrive．Thethesisdescribedtheconstitutionandworkingprin-cipleofthevariable—frequencydrive，giveacontrolmethodofsystemanddesigntheladderdiagrampro—gram．usingMCGSconfigurationso'waretodesignthemonitoringinterfa

4、ceofsystem．Thetrialoperationresultsshowthatthesystemhashighreliability，goodscalabilityandfastdynamicresponse．Keywords：PLC；variablefrequencydrive；inverter0引言1系统组成及原理变频器是在保证电机原有性能的情况下，通过系统由变频器、交流电动机、同轴编码器以及改变电机的供电频率和电压的方式，实现电机转速PLC模拟量模块组成闭环系统。由PLC完成数据调节的现代

5、电力电子设备。随着电力电子技术以及的采集和对变频器、电动机等设备的控制任务。系控制技术的发展，交流变频调速在工业电机拖动领统采用编码器测速，其输出高频脉冲经s7—200域得到了广泛应用。可编程序控制器(PLC)是以微PLC高速计数器计数，经过转化可得到精度很高的处理器为核心，综合计算机技术、自动控制技术和通转速。利用MCGS良好的人机界面和通信能力，使信技术发展起来的一种专为在工业环境下应用而设工作人员可以在中央控制室的PC机上方便地浏览计的计算机控制系统，它具有丰富的输入、输出接现场的工业流程，实现P

6、ID参数设置以及电机的启口，并且具有较强的驱动能力，通过开关量、模拟量动和停止¨。系统组成框图如图1所示。的输人和输出完成各种机械或生产过程的控制；组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具，可实时显示电机转速，可进行远程调速控制，在PC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控制。图1系统组成框图2系统硬件单元设计收稿日期：2014—02—102．1PLC型号的选择及硬件接线图的绘制作者简介：张芬(1980)，女，陕西渭南人，西安航空职业技术学根据系统设计要求进行需求分析，确定

7、PLC的院教师，硕士研究生，研究方向为PLC控制技术，组态控制技术。输入输出点。系统选用西门子s7—200系列PLC，2014年第4期工业仪表与自动化装置·79·型号选择CPU224。CPU224本机集成了14点输入／到其中2路输入和I路输出。l路模拟量输入(即1O点输出，共有24个数字量I／O。它可连接7个扩B通道)接人0～1OV可调电压，作为系统给定值；展模块，最大扩展至168点数字量I／0点或35路模另一路模拟量输入(即A通道)与同轴编码器相连，拟量I／0点。CPU224有13k字节程序和数据存贮

8、作为系统反馈信号。PLC主机程序读取AIW0中的空间，6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20转速值和AIW2中的设定值，并运行PID算法，通过kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。同时还配有EM235的模拟量输出通道将信号送至变频器(即1个RS一485通信编程口，具有PPI通信、MPI通信AIN+)，由输出电压控制变频器达到所设定的值，和自由方式通信能力，是具有较强控制能力的小型从而带动电机运行。其中的P、I、D参数可根据控控制器。