【正文】 下電工自動(dòng)化控制有 限 公司 .松下電工 VF0 變頻器說明書 [Z].松下電工出版， 34 致 謝 在做本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 的 過程中，老師和同學(xué) 給我 提出了許多寶貴意見， 我 得到了 他 們 熱情誠懇的幫助。 是關(guān)門下限，接通后 、 熄滅，代表關(guān)門停止，至于 、 、 保持上一狀態(tài)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并沒有產(chǎn)生影響，因?yàn)樽冾l器已經(jīng)停止輸出運(yùn)行信號(hào)。 25 網(wǎng)絡(luò) 19 和網(wǎng)絡(luò) 20 是通過開 /關(guān)門低速信號(hào)控制變頻器實(shí)現(xiàn)低頻輸出控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的程序段。當(dāng)同時(shí)發(fā)生開門和關(guān)門信號(hào)輸出、開門速度和關(guān)門速度信號(hào)輸出時(shí)，接通故障中間繼電器 。當(dāng)一切正常，沒人進(jìn)出時(shí)，關(guān)門延時(shí)器自感應(yīng)器沒感應(yīng)到有人進(jìn)出開始計(jì)時(shí) 15 秒后在開門上限位置輸出關(guān)門信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)門。根據(jù)自動(dòng)門的控制系統(tǒng)的要求，確定 PLC 的 I/O 分配表，分別在表 41 和表 42 中列出。 自動(dòng)門的速度信號(hào)采集上運(yùn)用了 Keyence（基 恩士）公司生產(chǎn)的 ED— 130U 非埋入型接近傳感器，這種感應(yīng)器的特點(diǎn)是能檢測(cè)所有金屬，最大檢測(cè)距離是 20mm，檢測(cè)距離調(diào)節(jié)方便，安裝簡(jiǎn)單。 減速開門和關(guān)門的距離為 30cm，時(shí)間為 ，線速度為 ，此時(shí)要求電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 ln =153r/min。50/60 Hz 電壓變動(dòng)允許值 額定輸入交流電壓的 +10%,15% 頻率變動(dòng)允許值 額定輸入頻率的 177。 (2) 可與 PLC 直接調(diào)節(jié)頻率、直接接收 PLC 的 PWM 信號(hào)并可控制電動(dòng)機(jī)頻率。 (2) 電流匹配。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交 — 直 — 交方式，先把工頻交流電流通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電流，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以提供給電動(dòng)機(jī)。 綜合以上因素， 根據(jù)作者對(duì) PLC 生產(chǎn)牌子的熟悉程度、 I/O 接入點(diǎn)（初步設(shè)計(jì) 13 個(gè)輸入點(diǎn)和 12 個(gè)輸出點(diǎn)）的估算、小型控制系統(tǒng)的要求以及經(jīng)濟(jì)可行性等綜合考慮，本論文設(shè)計(jì)采用西門子 S7200（ cpu226）系列小型 PLC 來實(shí)現(xiàn)整個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)的控制，所選 PLC如圖所示 32 所示。從 PLC 本身的可靠性考慮，原則上只要是國(guó)外大公司的產(chǎn)品，不應(yīng)該存在可靠性不好的問題。 可編程控制器以其可靠性高，組合靈 活，編程簡(jiǎn)單，維護(hù)方便等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)被日趨廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)控制領(lǐng)域，它的應(yīng)用深度和廣度已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志。 自動(dòng)門的控制系統(tǒng)方案確定 自動(dòng) 門的性能優(yōu)劣主要取決于它的控制裝置，早期的自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，制造煩瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修等缺點(diǎn)已逐漸被淘汰。這種設(shè)計(jì)還在于解決了導(dǎo)軌、傳動(dòng)及電氣組件的安裝固定等關(guān)鍵問題。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖 22 所示。 ② 門處于某一位置，控制器應(yīng)根據(jù)門當(dāng)前所在位置，以適當(dāng)?shù)乃俣闰?qū)動(dòng)執(zhí)行電機(jī)開門。 ③ 動(dòng)力馬達(dá)：提供開門與關(guān)門的主動(dòng)力，控制門扇加速與減速運(yùn)行。 必須根據(jù)建筑物的使用特點(diǎn)。同時(shí)介紹了該系統(tǒng)的具體工作流程、控制系統(tǒng)硬件設(shè)備的選型方法、程序的編寫以及系統(tǒng)的仿真調(diào)試。 ② 按門體材料分：有安全玻璃、不銹鋼飾面、建筑鋁合金型材、彩色涂層鋼板、木材等，也可采用其它材料。 ⑥ 同步皮帶：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動(dòng)力，牽引門扇吊具走輪系統(tǒng)。 ① 如果門處于開啟狀態(tài)，延時(shí)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間以最佳速度曲線關(guān)閉門。 (1) 雙水平導(dǎo)軌設(shè)計(jì)及優(yōu)點(diǎn) 本設(shè)計(jì)采用了水平雙導(dǎo)軌設(shè)計(jì)。每一個(gè)活動(dòng)扇由四個(gè)滑輪來懸掛、驅(qū)動(dòng)，從而避免起動(dòng)、剎車過程中前后輪的壓力不均，在水平和垂直兩個(gè)方向減少了活動(dòng)扇的擺動(dòng)和震動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)較之側(cè)懸掛雙滑輪結(jié)構(gòu)的使 用壽命幾乎提高了一倍，而且大幅度降低了運(yùn)行噪音。采用變頻器控制電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，可靠性高。豐富的功能為 PLC 的廣泛應(yīng)用提供了可能，同時(shí)，也為自動(dòng)門行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息 化及智能化創(chuàng)造了條件。通常根據(jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加 10%～ 20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。 S7200 的編程軟件： STEP7Micro/WIN32。 變頻器是輸出頻率可改變的交流電力拖動(dòng)設(shè)備。 (3) 容量匹配。 松下 VF0 系列 BFV00042G（ ）型號(hào)變頻器主要參數(shù)如表 31 所示 ,多功能 SW 端子設(shè)定為多速功能時(shí)的 SW 輸入組合動(dòng)作如表 32 所示。 根據(jù)線速度和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，公式為： v= 260nr? = 60nD? 。根據(jù)公 式可得： 電機(jī)高速設(shè)定頻率值 (1 )60hh n p sf ??= Hz； 電機(jī)中速設(shè)定頻率值 (1 )60mm n p sf ??= Hz； 電機(jī)低速設(shè)定頻率值 (1 )60ll n p sf ??= Hz。在梯級(jí)中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件發(fā)生的結(jié)果表示在右面。網(wǎng)絡(luò) 27 設(shè)置變頻器在低頻率中運(yùn)行，以免在手動(dòng)開關(guān)門時(shí)發(fā)生急速開關(guān)門意外。 網(wǎng)絡(luò) 8 和網(wǎng)絡(luò) 9 程序段是開 /關(guān)門信號(hào)輸出到中間繼電器，為后面程序的應(yīng)用。當(dāng)要手動(dòng)控制自動(dòng)門時(shí)，手自動(dòng)轉(zhuǎn)換常閉開關(guān)會(huì)斷開，自動(dòng)開 /關(guān)門信號(hào)失效，由跳轉(zhuǎn)位置的程序控制。 26 網(wǎng)絡(luò) 25 為異常停止控制，當(dāng)急停和設(shè)備故障信號(hào)接通時(shí)，異常停止信號(hào)輸出， KM2交流接觸器線圈斷電，電 機(jī)斷開。當(dāng) 復(fù)位按下后， 熄滅，表明 KM2 再次接通電機(jī) 。我所取得的每一點(diǎn)成績(jī)都與他們的幫助聯(lián)系在一起， 在此一并致以衷心的感謝！ 最后，限于本人的水平和時(shí)間有限，漏誤之處，敬煩不吝批評(píng)指正。 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了運(yùn)用自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，設(shè)計(jì)出程序和硬件系統(tǒng)，進(jìn)一步理解了 PLC 與變頻器綜合運(yùn)用控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，提高了 PLC 梯形圖的編程能力，掌握了 PLC 程序的調(diào)試方法和技巧。 現(xiàn)對(duì)上表記錄作出簡(jiǎn)單解析： 上表記錄是按照自動(dòng)門開關(guān)順序進(jìn)行的，首先上電運(yùn)行，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí) 15S 之后 閃亮一下之后不亮， 常亮， 一直閃亮，表示提醒關(guān)門，自動(dòng)關(guān)門正在進(jìn)行， 29 并且自動(dòng)關(guān)門燈閃爍， 、 、 是關(guān)門行程開關(guān)的速度信號(hào)，分別代表高中低速，、 、 是控制松下 VF0 變頻器 SW SW SW3 多功能端子的選擇模式，不同組合代表不同的段速，這些在第三章變頻器上參數(shù)設(shè)定已經(jīng)設(shè)置好了。網(wǎng)絡(luò) 18 實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的故障報(bào)警，由復(fù)位控制停止報(bào)警。當(dāng)按下復(fù)位開 關(guān)，輸出復(fù)位信號(hào)，異常解除。 網(wǎng)絡(luò) 4 和網(wǎng)絡(luò) 5 是定時(shí)關(guān)門的設(shè)置，感應(yīng)開關(guān)和防夾人都處于常閉狀態(tài)，當(dāng)有人進(jìn)出或者夾人事故時(shí)，常閉開關(guān)斷開，此時(shí)關(guān)門延時(shí)器斷開，停止輸出關(guān)門信號(hào)。 18 開 始自 動(dòng)手 動(dòng) 低 頻 運(yùn) 行手 動(dòng)門 打 開門 關(guān) 閉結(jié) 束 運(yùn) 行開 門 按 鈕 按 下 關(guān) 門 按 鈕 按 下門 打 開 到 底 門 關(guān) 閉 到 底是是是是否否否蜂 鳴 器 響否否是 是手 動(dòng) / 自 動(dòng) 選 擇門 口 是 否 有 人開 到 最 底關(guān) 到 最 底停 止 運(yùn) 行開 門 計(jì) 時(shí) 結(jié) 束是蜂 鳴 器 響 圖 43 程序流程圖 I/O 地址分配 I/O 地址的分配是編寫 PLC 程序的前提條件，也是現(xiàn)場(chǎng)接線和調(diào)試的重要依據(jù)。 在防夾人感應(yīng)器的選擇上本設(shè)計(jì)選用奧帝門控 (中國(guó) )有限公司生產(chǎn)的 OD— 003 安全傳感器（安全電眼），它采用紅外光電原理設(shè)計(jì)，檢測(cè)兩點(diǎn)間或四點(diǎn)間障礙物的存在與否，控制器內(nèi)有光線傳感信號(hào)放大電路，門關(guān)閉時(shí)，傳感器能檢測(cè)人或物體，防止擠壓。 14 中速開門和關(guān)門的距離為 80cm，時(shí)間為 2s，線速度為 ，此時(shí)要求電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 mn =306r/min。200~230VAC 綜合以上因素，本設(shè)計(jì)選取 三菱 系列單相 200V 級(jí)變頻器，考慮該系列 容量級(jí)別的型號(hào)不帶制動(dòng)回路和制動(dòng)電阻，所以本設(shè)計(jì)選取 容量級(jí)別帶制動(dòng)回路的 BFV00042G（ ）型號(hào)，外觀如圖 33 所示： 圖 33 松下 VF0 變頻器外觀 12 松下 V F 0 系列變頻器具有以下特點(diǎn)： (1) 為了滿足各類機(jī)器小型化的需要，實(shí)現(xiàn)了同類產(chǎn)品中最小型化的目標(biāo)， 和 型，寬 78mm高 110mm。本設(shè)計(jì)選取的三相異步變頻電機(jī)額定輸入電壓值為 220V ，所以變頻器輸出三相電壓應(yīng)為 220V。 圖 32 西門子 S7200 系列 PLC 變頻 器的選型和參數(shù)設(shè)置 變頻器的原理 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。考慮經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。 (1) PLC 生產(chǎn)廠家的選擇確定 PLC 的生產(chǎn)廠家，主要應(yīng)該考慮設(shè)備用戶的要求、設(shè)計(jì)者對(duì)于不同廠家 PLC 的熟悉程度和設(shè)計(jì)習(xí)慣、配套產(chǎn)品的一致性以及技 術(shù)服務(wù)等方面的因素。