【正文】 .......................................................................... 20 旋轉(zhuǎn)編碼器部分設(shè)計(jì) ..................................................................................... 20 5 調(diào)試 .......................................................................................................................... 21 調(diào)試環(huán)境 ......................................................................................................... 21 調(diào)試步驟 ........................................................................................................ 21 6 總結(jié) .......................................................................................................................... 22 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 23 附 錄 .................................................................................................................... 24 1 可編程控制器 (PLC)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)控制裝置。 （二）成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面考核，重點(diǎn)考核設(shè)計(jì)圖紙、說(shuō)明書(shū)質(zhì)量；獨(dú)立思考、獨(dú)立工作能力，綜合運(yùn)用知識(shí)的能力；平時(shí)的工作態(tài)度及表現(xiàn)；答辯情況。 畫(huà)出 I/O 分配表和 I/O 接線圖。由于本設(shè)計(jì)中只涉及到開(kāi)關(guān)量，因此在選擇 PLC型號(hào)時(shí)，只需考慮 I/O 點(diǎn)數(shù)，并有一定的余量（ 10%~15%）選擇小型 PLC。表 31為調(diào)節(jié)結(jié)果要求。 注： 1. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和指導(dǎo)書(shū)在課程設(shè)計(jì)前發(fā)給學(xué)生，設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)放置在設(shè)計(jì)報(bào)告封面后和正文目錄前。 3． 參加本次設(shè)計(jì)時(shí)間不足三分之二或曠課四天以上者，不得參加本次考核，按不及格處理。 PLC 設(shè)計(jì)與調(diào)試 課程名稱 電氣控制與 PLC 應(yīng)用技術(shù) 設(shè)計(jì)題目 基于 PLC 的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 自動(dòng)化 0742 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 起止時(shí)間 成 績(jī) 評(píng) 定 考 核 內(nèi) 容 設(shè) 計(jì) 表 現(xiàn) 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 答 辯 綜 合 評(píng) 定 成 績(jī) 電氣與信息學(xué)院 課程設(shè)計(jì)考核和成績(jī)?cè)u(píng)定辦法 1． 課程設(shè)計(jì)的考核由指導(dǎo)教師根據(jù)設(shè)計(jì)表現(xiàn)、設(shè)計(jì)報(bào)告、設(shè)計(jì)成果、答辯等幾個(gè)方面，給出各項(xiàng)權(quán)重，綜合評(píng)定。 4． 課程設(shè)計(jì)結(jié)束一周內(nèi)，指導(dǎo)教師提交成績(jī)和設(shè)計(jì)總結(jié)。 2. 為了節(jié)省紙張，保護(hù)環(huán)境，便于保管實(shí)習(xí)報(bào)告，統(tǒng)一采用 A4 紙，實(shí)習(xí)報(bào)告建議雙面打?。ㄕ牟捎盟误w五號(hào)字）或手寫(xiě)。 表 31 調(diào)節(jié)結(jié)果要求 三、 課程設(shè)計(jì)原則 盡可能地滿足被控對(duì)象的控制要求； 在滿足控制的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)； 保證控制系統(tǒng)安全可靠； 考慮到被控對(duì)象的改進(jìn)，在選擇 PLC的 I/O 數(shù)量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有余量； 四、 課程設(shè)計(jì)步驟 對(duì)控制系統(tǒng)任務(wù)和要求作深入的調(diào)查研究，明確控制任務(wù)： 選擇和確定用戶 I/O 設(shè)備： 根據(jù)傳統(tǒng)控制線路，確定出 PLC 改造所需的各種輸入 /輸出設(shè)備，即各種按鈕、開(kāi)關(guān)、繼電器和接觸器等。 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) （ 1）主電路的設(shè)計(jì)； （ 2）確定出輸入、輸出信號(hào)，畫(huà)出 PLC的 I/O 接線圖； 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) （ 1）首先分別設(shè)計(jì)出全自動(dòng)洗衣機(jī)各部分的控制軟件梯形圖； （ 2）整體控制軟件梯形圖設(shè)計(jì)； 聯(lián)機(jī)調(diào)試； 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 畫(huà)出具體設(shè)計(jì)的梯形圖，并加以注釋。 最后按平時(shí)表現(xiàn)、報(bào)告質(zhì)量、答辯成績(jī)，其權(quán)重分別為 、 、 綜合評(píng)定成績(jī)，分優(yōu)、良、中、及、不及格五個(gè)等級(jí)。 其性能優(yōu)越，已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域 。且在工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域中得到了極為廣泛的應(yīng)用。通過(guò)課程設(shè)計(jì)一方面可鞏固已學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，更重要的是給學(xué)生一次獨(dú)立設(shè)計(jì)的時(shí)間機(jī)會(huì)，以培養(yǎng)其設(shè)計(jì)能力和實(shí) 際工作能力。 變頻調(diào)速控制系統(tǒng)說(shuō)明 變頻調(diào)速系統(tǒng)由 A/D 轉(zhuǎn)換、變頻調(diào)速和旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速三部分組成。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 硬件設(shè)計(jì)中，要進(jìn)行輸入設(shè)備的選擇 (如操作按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及計(jì)量保護(hù)的輸入信號(hào)等 )，執(zhí)行元件 (如接觸器、電磁閥、信號(hào)燈等 )的選擇，以及控制臺(tái)、柜的設(shè)計(jì)等。 系統(tǒng)硬件選擇 本次課 程設(shè)計(jì)所選器件均為實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資源。 %(滿量程 ) 隔離方式 模擬量輸入、輸出端子之間 無(wú)隔離 模擬量輸入 /輸出端子和 CPU之間 DC500V 轉(zhuǎn)換速率 最大十毫秒一個(gè) 單元 (見(jiàn)注 ) 外部連接端子 兩個(gè) 14腳端子臺(tái) (不可拆卸 ) 電流消耗 5V 最大 60mA (CPM A 5V最大提供 150mA) 24V 最大 80mA 重量 最大 250g 尺寸 86(W) 50(H) 90(D)mm 5 注 : 這個(gè)時(shí)間是指整個(gè)模塊的輸入輸出完成一次 刷新所需要的時(shí)間。 ? 不用的輸入回路 ,將其電壓輸入端子 短接。 圖 32為輸出接線圖，圖 33為輸入接線圖 _ + + _ CPM 1 A MA D 0 2 CH 2 5 0 E 10K 0V V+ 電壓輸入 I+ CO M表3 6輸入通道的 IR位分配 2 5 0 E 10K 0V V+ 電流輸入 I+ CO M FG 屏蔽電纜 CPM1 A MAD02 CH V+ COM I+ 屏蔽電纜 電壓輸出 電流輸出 + 0V FG 圖 32 輸出端子接線圖 圖 33 輸入端子接線圖 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 d d D d d d d d d d d d d d d d 輸入 2 輸入 1 7 控制器 CPM2A 是一種緊湊的高速可編程序控制器 (PLC)，是為需要每臺(tái) PLC 有 10～120 點(diǎn) I/O 的系統(tǒng)控制操作而設(shè)計(jì)的。 表 38CPM2A 一般功能 。 DC 電源型 消耗電流一覽 9 使用 DC 電源型時(shí)， CPM2A 的消耗電力可按以下一覽表計(jì)算 . CPU 單元的消耗電流中包含手持編程器 , RS232 適配器等單元的消耗電力。 脈沖捕捉輸入 4 點(diǎn) (最小脈沖輸入 :50181。 感應(yīng)式交流電機(jī)（以后簡(jiǎn)稱為電機(jī)）的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機(jī)的極數(shù)和頻率。 因此，以控制頻率為目的的變頻器，是做為電機(jī)調(diào)速設(shè)備的優(yōu)選設(shè)備。 例如：為了使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度減半，把變頻器的輸出頻率從 50Hz 改變到 14 25Hz，這時(shí)變頻器的輸出電壓就需要從 400V 改變到約 200V ② 當(dāng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度（頻率）改變時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)怎樣？ *1: 工頻電源 由電網(wǎng)提供的動(dòng)力電源（商用電源） *2: 起動(dòng)電流 當(dāng)電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，變頻器的輸出電流 變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動(dòng) 電機(jī)在工頻電源供電時(shí)起動(dòng)和加速?zèng)_擊很大，而當(dāng)使用變頻器供電時(shí)，這些沖擊就要弱一些。減小的實(shí)際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊(cè)中會(huì)給出說(shuō)明。 當(dāng)電機(jī)以大于 50Hz 頻率速度運(yùn)行時(shí)，電機(jī)負(fù)載的大小必須要給予考慮，以防止電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不足。但元器件的發(fā)熱會(huì)減小。為了補(bǔ)償這個(gè)不足，變頻器中需要通過(guò)提高電壓，來(lái)補(bǔ)償電機(jī)速度降低而引起的電壓降。 因?yàn)殡?機(jī)電流包含電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量和其它分量（如勵(lì)磁分量）。 ⑵ 連線方法： 圖 34為連線方法 P L C1 0 . 0 0 1 0 . 0 1 1 0 . 0 2 1 0 . 0 3S 1 S 5 S 6 S 7變 頻 器WVURSTUVWM~ 圖 34 連線方法 ⑶ 變頻器需更改的設(shè)置 ： 表 39 更改的變頻器設(shè)置表 17 待設(shè)置 n001 n003 n004 n008 n009 n024 n025 n026 n027 n028 n032 設(shè)置為 1 1 1 1 0 25 30 35 40 50 45 旋轉(zhuǎn)編碼器 ⑴ 如圖 35 為旋轉(zhuǎn)編碼器外形 圖 35 旋轉(zhuǎn)編碼器外形 ⑵ 圖 36 為接線圖 ⑵ 圖 36 為接線圖 18 4 軟件設(shè)計(jì) 合理的軟件結(jié)構(gòu)，是設(shè)計(jì)出一個(gè)性能優(yōu)良的調(diào)速控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，在程 序設(shè)計(jì)方法上，模塊化程序設(shè)計(jì)容易完成，便于調(diào)試，可供多個(gè)程序共享。經(jīng)驗(yàn)法是非常重要的方法。 CXP 編程軟件可以實(shí)現(xiàn)梯形圖或語(yǔ)句表的編程、編譯檢查程序、程序和數(shù)據(jù)的上載及下載、設(shè)置 PLC 的設(shè)定 區(qū)、對(duì) PLC的運(yùn)行狀態(tài)或內(nèi)存數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和測(cè)試、打印程序清單、文檔管理等功能。很多事情看起來(lái)是很簡(jiǎn)單的問(wèn)題，但實(shí)際做起來(lái)去會(huì)發(fā)現(xiàn)有許多奧妙！這是因?yàn)槠渲刑N(yùn)含著許多科學(xué)的問(wèn)題。 23 參考文獻(xiàn) [1] 韓順杰，呂樹(shù)青 .電氣控制技術(shù) .北京大學(xué)出版社， 2020 [2] 滿永奎，韓安榮，吳成東 .通用變頻器及應(yīng)用 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1995 [3] 任志程 .電動(dòng)機(jī)變頻器手冊(cè) .北京：中國(guó)電力出版社， 2020 [4] 姚錫祿 .變頻器控制技術(shù)與應(yīng)用 .福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社， 2020 [5] 黃凈 .電氣 與 PLC 控制技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [6] OMRON SYSMAC CPM1A 可編程控制器操作手冊(cè)， 1997 [7] OMRON E2A6 旋轉(zhuǎn)編碼器操作手冊(cè)， 2020 [8] OMRON CPM1AMAD12CH 模擬量模塊操作手冊(cè)， 1997 [9] OMRON CPM1A 編程手冊(cè)， 1997 [10] 王仁祥 .通用變頻器選型與維修技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1995 24 附 錄 流程圖 與 0 0 0 0 比 較 與 0 0 9 3 比 較 與 0 0 C 4 比 較S 6 接 通 斷 開(kāi) S 5電 機(jī) 以 3 5 H Z 的 頻 率轉(zhuǎn) 動(dòng)與 0 0 F F 比 較與 0 0 6 2 比 較與 0 0 0 2 比 較S 1 接 通電 機(jī) 開(kāi) 始 轉(zhuǎn) 動(dòng)頻 率 為 2 5 H ZS 5 接 通電 機(jī) 以 3 0 H Z 的 頻 率轉(zhuǎn) 動(dòng)S 5 與 S 6 共 同 作 用電 機(jī) 以 4 0 H Z 的 頻 率轉(zhuǎn) 動(dòng)S 7 接 通 其 他 均 斷 開(kāi)電 機(jī) 以 4 5 H Z 的 頻 率轉(zhuǎn) 動(dòng)大 于大 于 大 于大 于小于小于小于小于電 源 O N按 下 0 . 0 5轉(zhuǎn) 換 電 壓 為 數(shù) 字 量傳 送 入 P L C大 于旋 轉(zhuǎn) 編 碼 器 測(cè) 速 25 硬件圖 P L C模 擬 量 模 塊C O M 1 V i n 10 V 1 0 V 直 流 電+1 0 . 0 0 1 0 . 0 1 1 0 . 0 2 1 0 . 0 3C O M0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6S 1