基于PLC的生产流水线电气控制系统设计.docx

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1、江苏科技大学本 科 毕 业 设 计（论文）学 院 电子信息学院 专 业 电气工程及其自动化 学生姓名 班级学号 指导西席 二零 年六月江苏科技大学本科结业论文基于PLC的生产流水线电气控制系统设计The Design of The Electrical Control System of Production Lines Based on PLC江苏科技大学结业设计（论文）任务书学院名称：电子信息学院 专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： 学 号： 0 指导西席： 职 称： 结业设计（论文）题目：基于PLC的生产流水线电气控制系统设计一、 结业设计（论文）内容及要求（包罗原始数据、技能要求

2、、到达的指标和应做的实验等） 随着科学技能的不停生长，生产工艺不停提出新的要求，控制技能从手动控制到自动控制，从简朴的控制设备到庞大的控制系统，从有触点的硬接线控制系统到以盘算机为中心的存储控制系统。可编步伐控制器（PLC）的出现给产业控制系统带来重大厘革。 凭据所学的PLC的设计知识和要领、配合变频器、步进电机等设备实现了生产线上事情台的正向运行、反向运行以及多段速运行。这一控制系统的实现和应用，充实体现了PLC系统在产业现场的应用，亦使其应用的范畴越发遍及。 接纳西门子S7系列PLC与变频器而设计的生产流水线控制系统的方案。二、完成后应交的作业（包罗种种说明书、图纸等）1. 结业设计论文一

3、份（不少于1.5万字）；2. 外文译文一篇（不少于5000英文单词）；3. 数据光盘一张。三、完成日期及进度2013年3月13日至2013年6月19日，共12周。进度摆设：1. 3.13-3.20，查阅资料、调研，完成开题陈诉；2. 3.21-3.28，了解题目要求确定设计方案；3. 3.29-4.15，开端完成软硬件电路设计；4. 4.16-5.10，完成硬件电路设计及调试；5. 5.11-6.10，完善系统调试、交论文；6. 6.11-6.19，准备结业设计答辩；7. 6.19， 结业答辩；四、主要参考资料（包罗书刊名称、出书年月等）:1 邹继斌,无位置传感器无刷直流电机驱动电路的研究J,

4、微电机，1999，32 (2)：1612 王永. “反电势法”无刷直流电机控制系统研究. 东南大学硕士论文, 2004：1-30 3 Kuang-Yao Cheng,Ying-Tsan Lin,Ying-Yu Tzou,Design of a Sensorless Commutation IC for BLDC Motors,IEEE Transactions on Power Electronics, 2002,15 (4)：7447524 Jianbo Gao,Binggang Gao,Wenzhi Chen,Neural Network Control of Electric Vehic

5、le Based on Position-Sensorless Brushless DC Motor, 2007,December:15-18 5 Kuang-Yao Cheng,Chen-Yu Wang,Ying-Yu Tzou.ASIC Implementation of a Programmable Servo Control IC with Digital Phase-Locked Loop.IEEE 33rd Annual Power Electronics Specialists Conference, PESC02, Cairns, Australia,2002: 558-563

6、 6 张立科,VHDL 应用开发技能与工程实践 ,人民邮电出书社,2005 7 陈伯时,电力拖动自动控制系统,机器产业出书社，2003：66-908 叶金虎. 无刷直流电动机的设计()J. 微特电机, 2006,(01)9 辛小南, 贺莉. 无刷直流电动机控制系统的仿真J. 微特电机, 2011,(02) 系(教研室)主任： （签章） 年 月 日 学院主管领导： （签章） 年 月 日摘 要生产流水线是在一定的线路上连续输送货品搬运机器，又称输送线大概输送机。可编程逻辑控制器（PLC），一种数字运算操纵的电子系统，专为在产业情况应用而设计的，被誉为今世产业自动化的主要支柱之一。随着科学技能的生长

7、，以PLC作为根本控制单位的电气控制系统在现代化自动生产流水线及治理中优越性越来越明显。本课题主要是研究利用西门子S7-200 PLC配合西门子MICROMASTER VECTOR变频器、电机等设备实现生产流水线某一部门控制电机的正向、反向以及多段调速运行，使其具备启停、调试、单选等功效。PLC使用方便、编程简朴、现场调试容易、情况要求低、抗滋扰能力和可靠性能力强，结合以上特点，本课题接纳软件与硬件相结合的要领，接纳相对优越的设计思路，探求PLC、变频器、电机之间的控制干系，通过仿真实现以及硬件调试验证了可靠性。要害词：PLC；变频器；多段调速；自动化；流水线AbstractThe produ

8、ction line is, in a certain line continuously transporting goods and handling machinery, also known as the conveying line or conveyor. Programmable logic controller (PLC), a digital electronic computers operating system, designed for applications in industrial environments , known as one of the main

9、 pillars of contemporary industrial automation. With the development of science and technology, as the basic control unit to the PLC electrical control system in modern production lines and management superiority is increasingly evident. The main subject of study with Siemens S7-200 PLC, the Siemens

10、 MICROMASTER VECTOR drive, motor and other equipment to achieve a certain part of the production line control motor forward, reverse, and multi-speed run, it has to start and stop,debugging, radio and other functions. PLC easy to use, simple to program, easy on-site commissioning, low environmental

11、requirements, and strong anti-interference ability and reliability capabilities, combined with the above characteristics, the subject using a combination of software and hardware, the use of relatively superior design ideas, and explore the control relationship between PLC, frequency conversion and

12、motor. It has been verified the reliability through simulation and hardware debug.Keywords: PLC; converter; multi-stage speed; automation; pipeline目 录第一章 绪论11.1 研究配景11.2 研究目的及意义11.3 本文的主要内容2第二章 生产流水线电气控制系统设计32.1 生产流水线简介32.2 设计目标42.3 设计思路及实现4第三章 控制系统的硬件设计63.1 西门子S7-200 PLC63.1.1 PLC的组成及事情原理63.1.2 S7-

13、200 PLC简介93.1.3 I/O地点分派103.1.4 S7-200 PLC接线图113.2 西门子MICROMASTER VECTOR变频器123.2.1 变频器的事情原理123.2.2 变频调速123.2.3 MMV变频器简介133.2.4 参数设置143.2.5 多段速控制143.2.6 变频器接线图15第四章 控制系统的软件设计174.1 PLC编程174.2 编程软件简介184.3 顺序控制继电器（SCR）指令194.4 步伐设计204.5 仿真结果264.6 结论32结语33致谢34参考文献35第一章 绪论1.1 研究配景在可编程逻辑控制器（PLC）问世之前，继电器在产业控制

14、领域中占主导职位，继电器控制系统有体积大、功耗多、可靠性差等十明白显的缺点，尤其当生产工艺产生变革时，就必须重新设计与安装，会造成时间和资金的严重浪费。为了改变这种现状，1969年美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上第一台PLC。经过40多年的生长，可编程逻辑控制器在美国、德国等产业发达国度已成为重要的财产之一，生产厂家不停涌现，品牌不停翻新产值产量大幅度上升而代价则不停下降。目前，PLC在机器制造、石油化工、轻产业等领域的应用得到了长足的生长。近年来我国在PLC方面的研制、生产和应用生长很快，在应用方面作用尤为突出。20世纪70年代末80年代初，随着外洋成套设备、专用设备的引进，我国引进

15、了不少外洋的PLC。今后，在传统设备的改革以及新设备的设计中，PLC的应用逐年增多，并且取得了显著的经济效益。目前，PLC在海内的应用越来越遍及，其在我国产业自动化领域的优势及作用越来越明显1。21世纪，PLC将会有更大的生长。盘算机技能的新结果必将更多地应用于可编程逻辑控制器的设计和制造上，PLC也会有运算速度更快、储存容量更大、更智能的型号和品种出现，品种会更富厚、范围会更齐全。1.2 研究目的及意义随着科学技能的生长，PLC技能在许多领域得到了遍及的应用，尤其是在现代产业的系统控制方面，PLC的功效强、可靠性高、编程简朴、使用方便、体积小巧，被誉为今世产业自动化的主要支柱之一。随着当今社

16、会越来越快的生长步调，生产流水线控制系统将需要实现更多越发稳定的功效，以PC机作为上位机、以PLC作为根本控制单位的集控制和治理于一身的控制系统在现代化生产流水线及治理中越来越显示出优越性，PLC易学易懂、控制简朴，可以提高自动化生产流水线的生产效率。PLC用存储逻辑取代了接线逻辑，这使得控制设备外部的接线大大的淘汰，也使得控制系统设计的周期大大的缩短，使同一设备经过改变步伐从而改变生产历程成为可能，这也很适合小批量、多品种的生产领域。因为PLC，流水线的自动化水平更高、生产效率更高。因此基于PLC的生产流水线电气控制系统的研究具有非常实用的意义，该研究一定会有很大的生长和应用空间。此课题研究

17、的目的是在掌握一定的PLC知识的底子上，培养掌握知识、运用知识解决问题的能力，培养一定的工程意识和创新意识，学会和熟悉一定的工程设计要领，为进一步的学习和能力的培养奠基底子。1.3 本文的主要内容本文主要对生产流水线、PLC、变频器进行了相关介绍，对西门子S7-200 PLC和MICROMASTER VECTOR（MMV）变频器组成的控制系统做了详细论述。通过对设计目标、设计思路的阐发，接纳了硬件与软件相结归并配合仿真的要领，利用PLC、变频器以及电机之间的控制干系，研究设计了生产流水线某一控制电机的电气控制系统，其中硬件设计部门有PLC I/O地点分派、S7-200接线图、变频器多段速控制及

18、参数设置、变频器接线图等；软件设计部门有SCR指令的应用、步伐的设计编写、仿真结果等。该控制系统具备启停、调试、单选等根本功效，电机动员的生产流水线某一部门事情台能实现正转、反转以及多段速运行。通过仿真验证了该系统的实际性与可靠性。第二章 生产流水线电气控制系统设计2.1 生产流水线简介生产流水线是在一定的线路上连续输送货品搬运机器，又称输送线大概输送机。生产流水线大抵可以分为以下七类：皮带流水线、板链线、网带线、倍数链线、插件线、滚筒流水线及悬挂线。常用的有：（1）板链式装配流水线特点：其承载的产物可以比力重，因为和生产线同步运行，所以可以实现产物的爬坡；因为是以链板面作为承载，所以生产的节

19、拍不是很快，可以实现产物的平稳输送。（2）滚筒式流水线特点：其可以承载类型遍及的产物，所受限制少；和阻挡器配合使用，从而可以实现产物连续、积放以及节拍运行的功效；接纳了顶升平移的装置，能实现产物的离线检测以及返修但不影响整个流水线的运行。（3）皮带式流水线特点：其能承载的产物比力轻，但是在形状方面限制少；因为和生产线同步运行，所以可以实现产物的爬坡转向；其以皮带作为输送载体，可以实现产物的平稳输送并且噪音小；另外还可实现轻型物料或着较长距离产物的输送。（4）差速输送流水线特点：接纳倍速链牵引，工装板可自由传送，接纳阻挡器定位使工件自由运动或停止，工件在两端可自动顶升，横移过渡，还可设旋转、检测

20、设备、机器手等。流水线是加工量到了一定命量后的一定选择，其输送能力大，运距长，可以淘汰工件的搬运，提高加工效率，有利于提高产物质量，淘汰加工用度，所以应用十分遍及。 3 2号电机 3 3号电机 3 1号电机 图2-1 某一生产流水线浅易示意图参照图2-1，当流水线需要启动时，3个电动机的启动顺序为：3号、2号、1号；当流水线需要停止时，3个电动机的停止顺序为：1号、2号、3号。电机的启停由电气控制系统进行控制。2.2 设计目标生产流水线事情台由电机动员，本课题的电气控制系统设计针对生产流水线当中某一电机，最终需要实现电机的正向、反向以及多段速运行，使其具备启停、调试、单选等功效。电机多段速运行

21、情况如下图所示。图2-2 电机多段速运行示意图具体目标如下：电机启动，当电机自动运行时将分五档速度连续运转，正转一档速度（300r/min）、正转二档速度（900r/min）、正转三档速度（1500r/min），反转四档速度（600r/min）、反转五档速度（1500r/min）；当电机进行调试时以一档速度（300r/min）运行，可实现正反转调试；别的，在单选状态下，电机可以以任意一级速度恒速正转运行；需要时电机可以随时停止。2.3 设计思路及实现凭据公式 f = n P /60可知，对付一台电机，转速n与频率f成一一对应干系，故可以利用变频器控制频率的变革从而来实现电机的多段速运行2。另一

22、方面，通过对变频器事情原理的理解可知，控制变频器开关量的输入可以实现多个牢固频率的输出。所以，公道运用PLC，其输出信号作为变频器开关量的输入控制信号，变频器控制电机运行于多档转速即可组成PLC配合变频器的电气控制系统，通过软件与硬件结合，即可到达设计目标。通过对设计目标的阐发，结合PLC输入开关元件，该生产流水线某一部门控制电机的电气控制系统实现内容如下：按下SB1，电动机启动；按下SB12，电动机自动多段速连续运行，事情台运行；按下SB2，电动机停止，事情台停止运行；按下SB4，电动机正转；按下SB5，电动机反转；按下SB3，调试，电动机以一档转速运行；按下SB6，单选，电动机以任意一级速

23、度恒速运行；按下SB7，电动机以一速运行；按下SB8，电动机以二速运行；按下SB9，电动机以三速运行；按下SB10，电动机以四速运行；按下SB11，电动机以五速运行。凭据以上阐发，生产流水线中某一部门由PLC和变频器组成的控制系统示意图如下：图2-3 PLC和变频器组成的控制系统示意图第三章 控制系统的硬件设计3.1 西门子S7-200 PLC3.1.1 PLC的组成及事情原理可编程逻辑控制器（PLC）主要由中央处置惩罚单位、存储器、输入输出模块、电源和外部设备等几部门组成3。（1）中央处置惩罚单位（CPU）与通用盘算机中的CPU一样，PLC中的CPU是PLC整个系统的焦点。 其主要由运算器、

24、控制器、寄存器以及地点总线、数据总线、控制总线组成，另有外围芯片、接口及有关电路。CPU决定了整个系统的控制范围、事情速度、内存容量等。PLC中所配置的CPU 随机型差别而差别，一般有三大类：一类为通用微处置惩罚器，如8086、80286等；一类为单片微处置惩罚器，如8051、8096等；另有一类是位处置惩罚器，如AMD2900、AMD2903等。一般情况下，PLC档次越高，CPU位数越多，储存容量也越大。有时，为了提高PLC的控制性能，系统接纳多个PLC，其智能模块由单独的CPU进行控制。CPU中控制器控制PLC事情，它读取指令、解释指令、执行指令；运算器用于算术或逻辑运算，由控制器指挥事情

25、；寄存器主要储存运算的中间结果，也是由控制器指挥事情。PLC中CPU按系统步伐赋予的功效，指挥PLC进行事情，主要有：吸收从编程器输入的用户步伐以及数据。对PLC内部电路事情妨碍、电源以及编程存在的语法错误等问题进行诊断。通过输入接口来吸收现场的状态或数据，并且将其存入到数据寄存器或输入映像寄存器中。从存储器中逐条一一读取用户步伐，解释然后执行。凭据执行结果，更新标记位的状态以及输出映象寄存器中的内容，通过输出单位来实现输出控制。（2）存储器存储器主要用于存储步伐以及数据，是PLC不可缺少的组成单位。PLC中的存储器一般包罗系统步伐储存器和用户步伐储存器两部门。系统步伐储存器存储系统的监控步伐

26、，一般情况下接纳只读存储器（ROM），其具有掉电不丢失信息的特性；用户步伐存储器用于存储凭据工艺要求或控制功效而设计的控制步伐，在早期一般接纳随机读写存储器（RAM），其需要后备电池用来在掉电后生存步伐。目前倾向于接纳电可擦除的只读存储器（EEPROM）或闪存，从而免去了后备电池的麻烦。一般而言，多数PLC可以扩展存储器容量。系统步伐是PLC 的制造厂家编写的，和PLC硬件组成有关，其完成系统诊断、解释命令、调用治理功效子步伐、逻辑运算及参数设定等种种功效，提供PLC运行的平台。系统步伐干系到PLC的性能，在PLC使用历程中不会变更，是由制造厂家直接固化在只读存储器中的，用户不能访问和修改。用

27、户步伐是随PLC控制的东西而定的，是由用户凭据东西生产工艺控制要求而体例的应用步伐。为方便读出、查抄和修改，用户步伐一般存于静态RAM中。为防备滋扰对RAM中步伐的破坏，当用户步伐运行正常并且不需要改变时可将其固化在只读存储器中。现在许多PLC直接接纳EEPROM作为用户存储器。在PLC运行历程中经常变革以及存取的一些数据叫做事情数据，其存放在RAM中以适应随机存取的要求。在PLC的事情数据存储器中，有存放输入输出继电器、定时器、帮助继电器等逻辑器件的存储区，用户步伐的初始设置和运行情况决定了这些器件的状态。因为系统步伐以及事情数据与用户没有直接联系，所以在PLC 产物样本大概使用手册中列出的

28、存储器形式及容量都是指用户步伐存储器。当PLC的用户存储器容量不敷用时，许多PLC还提供存储器扩展功效。（3）输入/输出模块输入模块和输出模块通常也称为I/O模块或I/O单位，是PLC与生产现场之间的连接部件。起着PLC与外部设备之间通报信息的作用。 PLC提供了具有种种事情电平、驱动能力和连接形式的I/O模块可供用户选用，如电气断绝、串/并行变更、电平转换、开关量输入/输出、数/模转换、模/数转换及其他功效模块等。PLC通过输入模块可以检测被控东西的数据，以这些数据作为PLC进行控制的依据，同时，PLC又通过输出模块将处置惩罚结果送给被控东西从而实现控制目的。因为外部输入和输出设备所需要的信

29、号电平是多样的，而PLC内部CPU处置惩罚的信号只能是尺度电平，所以要通过I/O模块实现这种转换。I/O模块一般都有光电断绝和滤波功效来提高抗滋扰能力。别的，I/O模块上通常有状态显示，便于维护。I/O模块分为开关量输入、开关量输出、模拟量输入和模拟量输出等模块。I/O模块上通常另有I/O接线端子排和状态显示，便于用来链接和监督。开关量模块按电压分有220V AC、110V AC、24V DC等规格；凭据断绝方法分有晶闸管输出、继电器输出、晶体管输出等类型。模拟量模块凭据信号类型分有电流型、电压型等规格；凭据精度分有12位、14位等规格。（4）电源PLC中差别的电路单位需要差别的事情电源，在整

30、个PLC系统中电源起着十分重要的作用。PLC一般都配有开关式稳压电源，用来给PLC的内部电路以及各模块的集成电路提供事情电源。有些机型还向外提供24V的直流电源，用于给外部输入信号或传感器供电，淘汰了外部连线，为用户提供了方便。在有些PLC中把CPU与电源合二为一，而有些是离开的。在输出类型上，有110V大概220V的交换输入，另有24V的直流输入。（5）外部模块编程设备。常见的有浅易手持编程器、基于PC的编程软件、智能图形编程器等。编程设备用于输入和编辑用户步伐，设定一些系统参数、监控PLC及其控制系统的状态。编程设备是PLC在应用系统设计与调试、监控运行、查抄维护中不可或缺的部件，但其不直

31、接地到场现场控制。其他外设。除了编程设备外，PLC另有用来记载步伐和信息的盒式磁带机、用来打印步伐和报表的打印机、用来显示或监督系统中相关部门运行状态的图形监控器等外部设备。当PLC处于停止事情模式时，PLC只进行内部处置惩罚和通信办事等内容。在运行模式下，PLC通过重复执行反应控制要求的用户步伐来实现控制功效，为了使PLC的输出实时地响应随时可能变革的输入信号，用户步伐不是只执行一次，而是不停地重复执行，直至PLC停机或切换到STOP事情模式。PLC这种周而复始的事情方法称为循环扫描事情方法。当PLC投入运行后，它的事情历程一般分为三个阶段，也就是输入采样、用户步伐执行和输出刷新三个阶段4。

32、完成这三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。（1）输入采样阶段在此阶段，PLC以扫描方法依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应单位内。采样结束后转入用户步伐执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，纵然输入状态和数据产生变革，I/O映象区中相应单位的状态和数据也不会改变。 （2）用户步伐执行阶段在此阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次扫描梯形图。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点组成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点组成的控制线路进行逻辑运算，然后凭据逻辑运算的结果，刷新系统RAM存储区

33、中该逻辑线圈对应位的状态，大概刷新I/O映象区中该输出线圈对应位的状态，大概确定是否要执行该梯形图所划定的特殊功效指令。在用户步伐执行历程中，只有输入点在I/O映象区内的数据和状态不会产生变革，而输出点和软设备在系统RAM存储区大概I/O映象区内的状态和数据都可能产生变革，并且排在上面的梯形图，其步伐执行结果会对排在下面的梯形图起作用，相反，排在下面的梯形图，其被刷新的状态或数据只能到下一个扫描周期才气对排在其上面的步伐起作用。 （3）输出刷新阶段在扫描用户步伐结束以后，PLC就会进入输出刷新阶段。在此阶段，CPU凭据I/O映象区内对应的数据和状态刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的

34、外部设备。这时才是PLC的真正输出。3.1.2 S7-200 PLC简介西门子S7系列PLC体积小、速度快、尺度化，具有网络通信能力，功效强，可靠性高5。其中，S7-200系列是整体式的，CPU模块、I/O模块和电源模块都在一个模块内，称为CPU模块。同一机架上的模块之间是通过模块正上方的数据讨论连接的。它的编程语言有三种，即语句表（STL）、梯形图（LAD）、功效块图（FBD）。S7-200 PLC生长至今，大抵经历了两代：第一代产物，其CPU模块为CPU 21X，主机都可进行扩展，它具有四种差别配置的CPU单位：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216。第二代产物，其

35、CPU模块为CPU 22X，主机都可进行扩展，具有五种差别配置的CPU单位：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226和CPU226XM，除CPU 221之外，其它都可加扩展模块，是目前小型PLC的主流产物。西门子S7-200 PLC在实时模式速度快，有较高的生产力，可以与其他控制器结合使用。S7-200硬件系统由根本单位（CPU）、扩展单位、特殊功效模块、相关设备组成。S7-200 PLC具有以下特点：（1）集成的24V电源。可直接连接到传感器，其中，CPU224输出280mA，可用作负载电源。（2）通信口。其中，CPU221、CPU222以及CPU224具有1个RS-4

36、85通信口，CPU226具有2个RS-485通信口，S7-200支持PPI、MPI通信协议，有自由口通信能力。（3）高速脉冲输出。S7-200具有两路高速脉冲输出端，频率达20KHZ，可用于控制步进电机大概伺服电机。（4）中断输入允许以极快的速度对历程信号的上升沿做出响应。（5）电池模块。用户数据可通过内部的超等电容存储约莫5天。选用电池模块能延长存储时间到200天。电池模块插在存储器模块的卡槽中。（6）数字量输入/输出点。CPU221具有6输入/4输出；CPU222具有8输入/6输出；CPU224具有14输入/10输出；CPU226具有24输入/16输出。（7）高速计数器。具有几个高速计数器

37、，用于捕获比CPU扫描频率更高的脉冲信号。S7-200 PLC的应用领域从调换继电器和打仗器一直扩展到单机、网络以及漫衍式配置更庞大的自动化领域。S7-200 PLC具有结构紧凑小巧、大容量步伐和数据存储、实时响应快、操纵顺序和历程控制快速和精确、易于配合STEP7-Micro/WIN32工程软件使用等优点。3.1.3 I/O地点分派此次课题中使用的S7-200 PLC 的CPU 224XP CN，其具有14个输入点和10个输出点。结合此设计需要满足的功效要求以及开关元件，考虑PLC与变频器之间的输入输出控制干系，S7-200 I/O地点可按如下分派：表3-1 I/O地点分派表输入输出功效元件

38、地点功效地点启动SB1I0.1DIN3Q0.1停止SB2I0.2DIN4Q0.2调试SB3I0.3DIN5Q0.3正转SB4I0.4DIN1Q0.4反转SB5I0.5DIN2Q0.5单选SB6I0.6一速SB7I0.7二速SB8I1.3三速SB9I1.4四速SB10I1.0五速SB11I1.1自动SB12I1.23.1.4 S7-200 PLC接线图图3-1为S7-200PLC（CPU 224XP CN）DC电源/DC输入/DC输出端子接线图，DC输入端由1M、I0.0I0.7组成的第一组和由2M、I1.0I1.5组成的第二组组成，1M和2M分别为各组大众端，DC 24V的负极接大众端1M大概

39、2M，输入开关的一端接DC 24V的正极，输入开关的另一端接CPU 224XP CN各输入端；DC输出端由1M、1L+、Q0.0Q0.4组成的第一组和由2M、2L+、Q0.5Q1.1组成的第二组组成，1M和2M分别为各组大众端，DC 24V的负极接1M、2M端，正极接1L+、2L+端，Q0.1Q0.4输出一端接CPU 224XP CN各输出端，另一端分别与变频器端7、端8、端16、端5连接。图3-1 S7-200 PLC接线图3.2 西门子MICROMASTER VECTOR变频器3.2.1 变频器的事情原理变频技能诞生配景是交换电机无级调速的遍及需求。传统的直流调速技能因体积大妨碍率高而应用

40、受限。变频器是通过整流、斩波、逆变等根本历程以及对电力半导体器件（如IGBT等）的PWM控制等，将电压和频率牢固稳定的工频交换电电源变更为电压或频率可变的交换电电源，最终实现对电机的调速运行 6。变频器的组成单位有整流单位、滤波单位、逆变单位、制动单位、驱动单位、检测单位、微处置惩罚单位等。变频器靠内部IGBT的开断来调解输出电源的电压和频率，凭据电机的实际需要来提供其所需的电源电压，从而到达节能以及调速的目的，另外，变频器另有许多掩护功效，好比过流掩护、过压掩护、过载掩护等等。变频器具有调速范畴宽、调速精度高、动态响应快、运行速率高、控制灵活、安装调试操纵方便且易于同其他设备连接等一系列优点

41、，随着社会的不停进步与生长以及产业自动化水平的不停提高，变频器得到了非常遍及的应用。变频器主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变更部门，主电路大要上可以分为两类：电压型和电流型。电压型是将电压源的直流转换为交换的变频器，其直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流转换为交换的变频器，其直流回路滤波是电感。 变频器主电路的组成有三部门，分别是整流器、平波回路和逆变器。整流器的作用是将工频电源转换为直流功率，即将事情频率牢固的交换电转换为直流电；平波回路的作用是吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动；逆变器，由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，其作用是将直流功率转换为交换功率，即将直流电转化成

42、差别频率、宽度、幅度的方波。另外，给主电路提供控制信号的回路叫做控制电路，它是由频率、电压的运算电路，主电路的电压、电流检测电路，电动机的速度检测电路，放大运算电路控制信号的驱动电路，以及逆变器和电动机的掩护电路组成的。3.2.2 变频调速变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而来改变其同步转速n的调速要领7。提供变频电源的变频器是变频调速系统的主要设备，变频器可分成交直交变频器和交交变频器两大类，目前我国海内多数使用的是交直交变频器8。它的特点如下：(1) 效率高，在调速的历程中没有附加损耗。(2) 应用范畴遍及，可运用于笼型异步电动机。(3) 调速范畴大，特性硬，精度高。(4) 技能庞大，

43、造价高，维护检验困难。(5) 变频调速适用于对精度以及调速性能要求较高的场所。变频调速技能在百姓经济和日常生活中有着很重要的职位：(1) 应用面广，是产业企业和日常生活中普遍需要的新技能。(2) 是节约能源的高新技能。(3) 是国际上技能更新换代最快的领域。(4) 是高科技领域的综合性技能。(5) 是替代进口、节约投资的最大领域之一。变频调速以变频器向交换电动机供电，从而组成开环或闭环系统。变频器是把牢固电压、牢固频率的交换电转换成可调电压、可调频率的交换电的变更器，是异步电动机变频调速的控制装置9。3.2.3 MMV变频器简介MICROMASTER VECTOR (MMV)是具有免测速机矢量

44、控制功效的通用型变频器,用于控制三相电机的转速。免测速机矢量控制可以盘算出所需输出电流及频率的变革量以维持所期望的电机转速,而不受负载条件变革的影响。MMV变频器具有如下特点：(1) 安装、设定、调试轻便。(2) 矢量控制的起动转矩高并且速度精度高。(3) 单相输入的MMV12-MMV300可提供内装RFI滤波器选件。(4) 快速电流限幅可以运用于无跳闸应用。(5) 0C到50C的温度范畴。(6) 内部自带PID控制功效，可以完成闭环历程控制，为用于反馈的传感器提供15V、50mA供电。(7) 可通过RS-485串口实现远程控制,别的使用USS通讯方法最多可以控制31台变频器。(8) 输出频率

45、(即电机转速)可由以下要领控制： 前面板频率给定 外部电位计控制电机转速 高辨别率的模拟量给定值(电压或电流输入） 8个牢固频率设定。 电动电位计功效 串行接口 3.2.4 参数设置变频器可以通过前面板上的薄膜型按键改变和设定参数，以调治出所需要的变频器特性，例如最大和最小频率等。被选定的参数号和设定的参数值通过四位LED显示屏显示出来。值得注意的是，如果中断性地按键，数值将一步一步地改变，如果长时间地按住键，数值将快速地改变10。参数能否读取，取决于P009的设定。凭据生产流水线电气控制系统的设计要求，参数设置如下：表3-2 MMV变频器参数设置参数功效参数设置说明/注释P001显示选择00=输出频率（HZ）P006频率设定方法选择22=牢固频率P007面板操纵控制00=运行P009参数掩护设定33=所有参数可被读写P041牢固频率（HZ）10P042牢固频率（HZ）30P043牢固频率（HZ）50P049牢固频率（HZ）20P048牢固