基于plc控制的变频器调速.docx
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基于plc控制的变频器调速
一实验目的
二实验设计分析和总体思路
三硬件部分
四软件部分
五实验程序和结果
六实验心得与体会
一实验目的
1、通过PLC程序的设计控制变频器调速实验，进一步了解PLC在控制方面的应用。
2、通过实验线路的设计和实际操作，使理论与实践相结合，增加感性认识，使书本中的知识更加巩固。
3、培养动手能力，增强对PLC运用的能力。
4、培养分析查找故障的能力。
二实验设计分析和总体思路
随着电力电子技术以及控制技术的发展，交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用；可编程控制器PLC作为替代继电器的新型控制装置，简单可靠，操作方便、通用灵活、体积小、使用寿命长且功能强大、容易使用、可靠性高，常常被用于现场数据采集和设备的控制；组态软件技术作为用户可定制功能的软件开发平台工具，可实现显示电机转速，可实现远程调速控制，在PC机上可开发友好人机界面，通过PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。
在此，本次设计就是基于PLC的变频器调速系统。
将现在应用最广泛的PLC和变频器综合起来主要功能实现了变压变频调速。
电机的正反转和加减速等。
因此，该系统必须具备以下三个主体部分：
控制运算部分、执行和反馈部分。
控制运算主要由PLC和变频器来完成；执行元件为变频器和电机；反馈部分主要为速度反馈。
系统主要由三个部分构成，即可编程逻辑控制器件PLC、变频器和电机。
首先通过设置给定输入给PLC，再通过PLC控制变频器，再经由变频器来控制电机，随后将电机的转速反馈给PLC，经比较后输出给变频器从而实现调速。
三硬件部分
1PLC选择
在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。
工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。
PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。
熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。
2变频器的选择
正确选择通用型变频器对于传动系统能够正常运行时至关重要的，首先要明确使用通用变频器的目的，按照生产机械的类型、调速范围、速度响应和控制精度、启动转矩等要求，充分了解变频器所驱动负载特性，决定采用什么功能的通用变频器构成控制系统，然后决定选用哪种控制方式最合适。
所选用的通用变频器应是既满足生产工艺要求，又要在技术经济指标上合理。
若对通用变频器选型、系统设计及使用不当，往往会使通用变频器不能正常的运行、达不到预期目标，甚至引发设备故障，造成不必要的损失。
另外，为了确保通用变频器长期可靠的运行，变频器的地线的连接也是非常重要的。
变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。
n=60f（1-s）/p
对于成品电机，其磁极对数p已经确定，转差率s变化不大，故电机的转速n与电源的频率f成正比，因此改变输入电源的频率就可以改变电机的同步转速，进而达到异步电机的调试目的。
变频器的工作原理是把市电（380V、50Hz）通过整流器变成平滑直流，然后利用半导体器件（GTO、GTR或IGBT）组成的三相逆变器，将直流电变成可变电压和可变频率的交流电。
变频器设置
序号
变频器参数
设定值
功能
1
F140
1
2
F200
1
端子启动
3
F202
1
端子启动
4
F204
2
端子调速
5
F206
2
正反转子电平给定方向
6
F210
1
七段速度运行
7
F408
13
正转端子
8
F409
14
反转端子
9
F410
11
加速
10
F411
12
减速
11
F412
6
运行端子
12
F413
7
停机
13
F414
3
点动端子
14
F415
4
复位端子
3原理连线图
四软件部分
速度的测量可以通过光电编码器和PLC来实现。
本次实验通过光电编码器和PLC配合来实现七段加、减速控制。
在PLC软件DM0中写下比较数值，通过高频计数器和上升沿触发脉冲采集数据和DM0中数据对比控制点击加速、匀速运行、减速和停止等。
为方便观察实验现象，通过力控软件模拟实验接线，关联至实验程序各项中，用力控界面监控实验过程和结果，并输出实验波形，方便观察和记录。
力控界面
五实验程序和结果
1程序清单
2程序地址分配
程序地址
功能说明
程序地址
功能说明
00003
停止按钮
00004
加速按钮
00006
启动按钮
01001
正转输出
01003
停止输出
01006
加速输出
01007
减速输出
TIM000
延时0.1s
TIM002
一段加速运行时间
TIM004
二段加速运行时间
TIM005
三段加速运行时间
TIM006
四段加速运行时间
TIM007
五段加速运行时间
TIM008
六段加速运行时间
TIM009
延时5s
TIM010
七段运行时间
TIM011
六段减速运行时间
TIM012
五段减速运行时间
TIM013
四段减速运行时间
TIM014
三段减速运行时间
TIM015
二段减速运行时间
TIM100
一段减速运行时间
20002
断加速通减速
20003
断减速通加速
20004
启动控制
20005
二段加速输出控制
20006
组态运行灯
20007
二段断减速
20008
停止控制
20009
组态停止灯
20010
二段断加速
20011
加速输出控制
20012
一段断加速自保
20013
二段断加速自保
20014
加速按钮自保
20015
三段断减速
20100
三段断加速
20101
三段断加速自保
20102
三段加速输出控制
20103
四段断减速
20104
四段断加速
20105
四段断加速自保
20106
四段加速输出控制
20107
五段断减速
20108
五段断加速
20109
五段断加速自保
20110
五段加速输出控制
20111
六段断减速
20112
六段断加速
20113
六段断加速自保
20114
六段加速输出控制
20115
七段断减速
20200
七段断加速
20201
七段断加速自保
20202
七段加速输出控制
20203
六段减速输出控制
20204
六段断减速自保
20205
五段减速输出控制
20206
五段断减速自保
20207
四段减速输出控制
20208
四段断减速自保
20209
三段减速输出控制
20210
三段断减速自保
20211
二段减速输出控制
20212
二段断减速自保
20213
一段减速输出控制
20214
减速过程指示灯
20215
一段断减速自保
20300
零段减速输出控制
20301
零段断减速
20302
组态正转启动按钮
20303
组态运行灯
20304
组态加速按钮
3实验结果
如实验要求，实验共加速七段，每段加速后匀速运行5ms，到达七段时匀速运行10ms后开始减速，每段减速后匀速运行5ms进入下一段减速。
六实验心得与体会
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