基于组态王PLC变频器的综合控制系统.docx
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基于组态王PLC变频器的综合控制系统
目录··································································1
1总体设计方案··························································2
2.MM440变频器的设置···················································3
1）MM440变频器的介绍···············································3
2）MM440的参数修改·················································4
3.PLC的I/O分配表及PLC外接线图··········································5
1）FX2N的特点························································5
2）FX2N简述··························································5
3）I/O分配表························································6
4）PLC外部接线图······················································7
5）程序中使用的元件及功能表············································7
6）PLC运行程序梯形图··················································9
4.组态王监控界面设计和调试···············································13
1）什么是组态王·····················································13
2）组态软件特点·····················································14
3）建立据词典·······················································15
4）将组态王与PLC设备相连··········································16
5）组态王命令语言设定···············································16
6）组态王的调试结果界面和说明·······································17
5.收获和体会····························································18
参考文献·································································18
第一章总体设计方案
（1）控制要求
某加工工艺过程中，工况要求动力系统能在自动或者手动的模式下，均可运行于多段速度控制，各速度段运行速度值与运行时间，其中运行速度与运行时间均可通过组态王界面在线修改；自动模式是指动力系统运行指令作用下自动完成多段速度的自动转换；手动模式是指动力系统不同时间的转换需要人为的发出控制指令改变。
系统中，计算机作为PLC，组态王的编程组态平台；PLC作为变频器；变频器即为PLC的控制对象，又为电动机的控制器；组态王为PLC的上位机，完成监控作用。
（2）控制硬件和全局图
（1）硬件和软件设备：
三菱FX2N系列PLC，计算机，组态王，MM440变频器，圆工作台旋转编码器模块等。
（2）PLC变频器的综合控制系统全局图
首先将MM440的变频器设置好，在计算机中编写PLC程序，并写入三菱PLC，然后在计算机上设计组态王，将组态王与PLC连接，最终效果是用组态王监控PLC，让PLC控制变频器，与此变频器带动电动机（圆台）的转动。
通过这样来实现分段可视化的监控。
第二章MM440的参数设置
MM440变频器的基本介绍
MM440适用于各种变速驱动装置。
由于它具有高度的灵活性因而可以在广泛的领域得到应用。
它尤其适合用于吊车和起重系统、立体仓储系统、食品、饮料和烟草工业以及包装工业的定位系统。
这些应用对象要求变频器具有比常规应用更高的技术性能和更快的动态响应。
变频器的特点是设备性能面向用户的需求，并且使用方便。
它的输入电源电压范围宽广，适用于全世界。
MM440的参数修改
关于此系统我们设置如下所示的参数（在设置参数之前先将P0725设置为0，表示此PLC为三菱PLC）
参数号
出厂值
设置值
说明
P0003
1
1
设用户访问级为标准级
P0004
0
7
命令和数字I/O
P0700
2
2
命令源选择由端子排输入
P0003
1
2
设用户访问级为扩展级
P0004
0
7
命令和数字I/O
P0701
1
17
选择固定频率
P0702
1
17
选择固定频率
P0703
1
17
选择固定频率
P0704
1
1
ON接通正转，OFF停止
P0003
1
1
设用户访问级为标准级
P0004
0
10
设定值通道和斜坡函数发生器
P1000
2
3
选择固定频率设定值
P0003
1
2
设用户访问级为扩展级
P0004
0
10
设定值通道和斜坡函数发生器
P1001
0
10
设置固定频率为10HZ
P1002
5
25
设置固定频率为25HZ
P1003
10
40
设置固定频率为40HZ
P1004
15
35
设置固定频率为35HZ
P1005
20
20
设置固定频率为20HZ
第三章PLC的I/O分配表及外接线图
FX2N的特点
三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相当FX系列中最高档次的超小程序装置，除输入出16～25点的独立用途外，还可以适用于多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。
特点-系统配置即固定又灵活；-编程简单；备有可自由选择，丰富的品种；令人放心的高性能；高速运算；使用于多种特殊用途；外部机器通讯简单化；共同的外部设备。
FX2N简述
FX2N是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择方案；
FX2N系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相当于FX系列中最高档次的超小形程序装置。
除输入出16-25点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。
在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行16-256点的灵活输入输出组合。
可选用16/32/48/64/80/128点的主机，可以采用最小8点的扩展模块进行扩展。
可根据电源及输出形式，自由选择。
程序容量：
内置800步RAM（可输入注释）可使用存储盒，最大可扩充至16K步。
丰富的软元件应用指令中有多个可使用的简单指令、高速处理指令、输入过滤常数可变，中断输入处理，直接输出等。
便利指令数字开关的数据读取，16位数据的读取，矩阵输入的读取，7段显示器输出等。
特殊用途、脉冲输出（20KHZ/DC5V，KHZ/DC12V-24V），脉宽调制，PID控制指令等。
外部设备相互通信，串行数据传送，ASCIIcode印刷，HEXASCII变换，校验码等。
三菱plc-FX2N-128MR-001基本单元带64点输入/64点继电器输出FX2N-80MR-001基本单元带40点输入/40点继电器输出z基本单元带32点输入/32点继电器输出FX2N-48MR-001基本单元带24点输入/24点继电器输出。
I/O分配表
输入
输出
启动按钮SB1
X0
电机运行指示灯
Y10
停止按钮SB2
X1
输出10Hz
Y11
切换手动模式按钮SB3
X7
输出10Hz
Y12
手动控制10Hz按钮SB4
X2
输出40Hz
Y11、Y12
手动控制25Hz按钮SB5
X3
输出35Hz
Y13
手动控制40Hz按钮SB6
X4
输出20Hz
Y11、Y13
手动控制35Hz按钮SB7
X5
手动控制20Hz按钮SB8
X6
切换自动模式按钮SB9
X10
PLC外部接线图
按照如图2所示连接各设备直接的连线：
程序中使用的元件及功能表
软元件
功能
M8002
初始脉冲（初始化）
D2
寄存器（输入任意时间）
T0
时间继电器（t1维持时间为20S）
T1
时间继电器（t2维持时间为30S）
T2
时间继电器（t3维持时间为50S）
T3
时间继电器（t4维持时间为12S）
T4
时间继电器（t5维持时间为22S）
T5
时间继电器（维持时间为D2）
T6
时间继电器（维持时间为D2）
T7
时间继电器（维持时间为D2）
T8
时间继电器（维持时间为D2）
T9
时间继电器（维持时间为D2）
M1
表示Y011得1
M2
表示Y012得1
M3
表示Y011合Y012得1
M4
表示Y012得1
M5
表示Y011和Y013得1
M6~M10
同上M1~M5
PLC运行程序梯形图
1.手动控制
手动控制，按下X7使M0得电。
此时，按下X2时圆台以10Hz的速度运转；按下X3时圆台以25Hz的速度运转；按下X4时圆台以40Hz的速度运转；按下X5时圆台以35Hz的速度运转；按下X2时圆台以20Hz的速度运转；
根据要求，可以设置一个关于手动控制的程序
2.自动模式运行
按下X10，手自动切换指示灯亮，圆台按工艺要求自动运行，当按下停止按钮X1时圆台停止运行。
根据要求，可以设置一个关于自动控制的程序
PLC梯形图
启动按钮X0
Y10得电
手动按钮X7
M0得电
按下X2时
10Hz转速
按下X3时
25Hz转速
按下X4时
40Hz转速
按下X5时
35Hz转速
按下X6时
20Hz转速
通过M11，M13
M15选择频率
按下X10
自动模式
延时20S
T0得电
延时30S
T1得电
延时50S
T2得电
延时12S
T3得电
延时22S
T4得电
M12，M14，
M16得电
自动模式
Y11得电
X1为停止按钮
注释：
启动按钮SB1X0电机运行指示灯Y10
停止按钮SB2X1输出10HzY11
切换手动模式按钮SB3X7输出25HzY12
手动控制10Hz按钮SB4X2输出40HzY11、Y12
手动控制25Hz按钮SB5X3输出35HzY13
手动控制40Hz按钮SB6X4输出20HzY11、Y13
手动控制35Hz按钮SB7X5
手动控制20Hz按钮SB8X6
切换自动模式按钮SB9X10
第四章组态王设计与调试
什么是组态王
组态王是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，它能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，在工业控制领域有着广泛的应用。
MCGS组态软件功能强大，操作简单，易学易用，普通工程人员经过短时间的培训就能迅速掌握多数工程项目的设计和运行操作。
同时使用MCGS组态软件能够避开复杂的计算机软、硬件问题，集中精力去解决工程问题本身，根据工程作业的需要和特点，组态配置出高性能、高可靠性和高度专业化的工业控制监控系统。
组态软件特点
随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制已无法满足用户的各种需求。
在开发传统的工业控制时，当工业被控对象一旦有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致其开发周期长；已开发成功的又由于每个控制项目的不同而使其重复使用率很低，导致它的价格非常昂贵；在修改工控软件的源程序时，倘若原来的编程人员因工作变动而离去时，则必须同其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是相当困难。
组态（Configuration）为模块化任意组合。
通用组态主要特点：
⑴延续性和可扩充性。
用通用组态软件开发的，当现场（包括硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级；
⑵封装性（易学易用），通用组态所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，不需掌握太多的技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能；
⑶通用性，每个用户根据工程实际情况，利用通用组态提供的底层设备（PLC、智能仪表、智能模块、、变频器等）的I/ODriver、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，不受行业限制。
组态软件指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式（而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，它解决了控制系统通用性问题。
建立数据词典
变量名
变量类型
连接设备
寄存器
手动
I/O离散
新IO设备
X7
自动
I/O离散
新IO设备
X10
启动
I/O离散
新IO设备
X0
停止
I/O离散
新IO设备
X1
自动的启动
I/O离散
新IO设备
X11
手动1
I/O离散
新IO设备
X2
手动2
I/O离散
新IO设备
X3
手动3
I/O离散
新IO设备
X4
手动4
I/O离散
新IO设备
X5
手动5
I/O离散
新IO设备
X6
频率
内存实型
Y10
I/O离散
新IO设备
Y10
Y11
I/O离散
新IO设备
Y11
Y12
I/O离散
新IO设备
Y12
Y13
I/O离散
新IO设备
Y13
Frequence
I/O离散
新IO设备
CommErr
D2
I/O整型
新IO设备
D2
Y14
I/O离散
新IO设备
Y14
将组态王与PLC设备相连
将组态王内COM1按如图所示设置点击下一步直到完成
组态王命令语言设定
组态王的调试结果界面和说明
调试：
将编好的PLC程序写入三菱PLC，按启动按钮，指示灯亮，变频器启动，按自动按钮，圆台转动；按手动按钮，手自动切换灯亮，分别按要求的频率，圆台转动，同时曲线图显示。
按停止按钮，圆台停止，指示灯灭，变频器停止工作。
第五章收获与体会
通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。
既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。
在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆成了我们很好的助手。
在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。
我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益非浅。
在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。
有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决。
自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。
为以后的工作积累了经验，增强了信心。
参考文献
[1]可编程控制器教材，黄云龙，2003
[2]电气控制与PLC，胡汉文，张鑫，2002
[3]工控组态软件与PLC应用技术，吴作明，2007
[4]变频器操作实训，施利春，李伟，2007
[5]PLC控制欲组态设计，王宇，任思璟
[6]FX系列PLC可编程与其运用，廖常初
[7]电气控制与可编程控制器技术，史国生
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