基于plc的交流電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-07-19 01:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 僅考慮了 V/f 控制，而且還實(shí)現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的自動調(diào)諧功能與無速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍。MM420 變頻器的特點(diǎn)如下： ⑴ 包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。 ⑵ 有豐富的內(nèi)藏與選擇功能。 ⑶ 由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。⑷ 保護(hù)功能完善、維修性能好。⑸ 通過 LCD 操作裝置，可提高操作性能。第二章 變頻調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) S7200 PLC 本系統(tǒng)選用的是西門子公司生產(chǎn)的 SIMATIC S7200 系列小型 PLC，可用于代替繼電器的簡單控制場合，也可用于復(fù)雜的自動化控制系統(tǒng)。由于它極強(qiáng)的的通信功能，在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其功能。S7200 的可靠性高，可以用梯形圖語句表功能塊圖三種語言來編程。它的指令豐富，指令功能強(qiáng)，易于掌握，操作方便，內(nèi)置有高速計(jì)數(shù)器、高速輸出、PID控制器、RS485 通信/編程接口、PPI 通信協(xié)議、MPI 通信協(xié)議和自由端口模式通信功能，最大可以擴(kuò)展到 248 點(diǎn)數(shù)字量 I/O 或 35 路模擬量 I/O，最多有 30 多 KB 的程序和數(shù)據(jù)存儲空間。 MicroMaster420 變頻器 本系統(tǒng)采用的是通用變頻器 MicroMaster420，MicroMaster420 是全新一代模塊化設(shè)計(jì)的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。它有強(qiáng)大的通訊能力、精確的控制性能、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有更多的靈活性，操作方便。最新的 IGBT 技術(shù)，具有 7 個固定頻率，4 個跳轉(zhuǎn)頻率。靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性，防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘，直流制動和復(fù)合制動方式提高制動性能。用 BiCo 技術(shù)，實(shí)現(xiàn) I/O 端口自由連接。MICROMASTER420 是用于控制三相交流電動機(jī)速度的變頻器系列，從單相電源電壓額定功率 120W 到三相電源電壓額定功率 11KW 可供選用，由微處理器控制，用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為功率輸出器件。因此，具有很高的運(yùn)行可靠性和功能的多樣性。其脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的，因而降低了電動機(jī)運(yùn)行的噪聲，全面完善的保護(hù)功能為變頻器和電動機(jī)提供了良好的保護(hù)。MICROMASTER420 具有缺省的工廠設(shè)置參數(shù)，它是給數(shù)量眾多的簡單的電動機(jī)控制系統(tǒng)供電的理想變頻驅(qū)動裝置。由于 MICROMASTER420 具有全面而完善的控制功能，在設(shè)置相關(guān)參數(shù)以后，它也可用于更高級的電動機(jī)控制系統(tǒng)。 外部電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要完成異步電機(jī)三種調(diào)速，由于變頻器參數(shù)設(shè)置的不同，調(diào)速方式也有所不同，分別為變頻開環(huán)調(diào)速、數(shù)字量方式多段速控制和 PLC 觸摸屏及變頻器通信控制。 變頻開環(huán)調(diào)速變頻開環(huán)調(diào)速根據(jù)輸入端的控制信號經(jīng)過程序運(yùn)算后由通信端口控制變頻器運(yùn)行。打開啟動開關(guān)，變頻器開始運(yùn)行。首先應(yīng)對變頻器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如表 所示。表 變頻器的參數(shù)設(shè)置 序號 變頻器參數(shù) 出廠值 設(shè)定值 功能說明1 P0304 230 380 電動機(jī)的額定電壓( 380V )2 P0305 電動機(jī)的額定電流( )3 P0307 電動機(jī)的額定功率( 60W )4 P0310 電動機(jī)的額定頻率( 50Hz )5 P0311 0 1430 電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速( 1430 r/min )6 P1000 2 3 固定頻率設(shè)定7 P1080 0 0 電動機(jī)的最小頻率( 0Hz )8 P1082 50 電動機(jī)的最大頻率( 50Hz )9 P1120 10 10 斜坡上升時(shí)間( 10S )10 P1121 10 10 斜坡下降時(shí)間( 10S )11 P0700 2 2 選擇命令源（ 由端子排輸入 ）12 P0701 1 17 固定頻率設(shè)值（二進(jìn)制編碼選擇+ON 命令）13 P0702 12 17 固定頻率設(shè)值（二進(jìn)制編碼選擇+ON 命令）14 P0703 9 17 固定頻率設(shè)值（二進(jìn)制編碼選擇+ON 命令）15 P1001 固定頻率 116 P1002 固定頻率 217 P1003 固定頻率 318 P1004 固定頻率 419 P1005 固定頻率 520 P1006 固定頻率 621 P1007 固定頻率 7其中：在設(shè)置參數(shù)前先將變頻器參數(shù)復(fù)位為工廠的缺省設(shè)定值；設(shè)定 P0003=2 允許訪問擴(kuò)展參數(shù)；設(shè)定電機(jī)參數(shù)時(shí)先設(shè)定 P0010=1(快速調(diào)試),電機(jī)參數(shù)設(shè)置完成設(shè) P0010=0(準(zhǔn)備)。根據(jù)系統(tǒng)分析，需要九個輸入量，輸出端由三八通信線實(shí)現(xiàn) 其 I/O 分配如表 所示。表 系統(tǒng)的 I/O 分配序號 PLC 地址（PLC 端子）電氣符號（面板端子）功能說明1 啟動開關(guān) 變頻器開始運(yùn)行2 停止開關(guān) 變頻器停止運(yùn)行3 急停開關(guān) 變頻器緊急停止4 復(fù)位開關(guān) 變頻器錯誤復(fù)位5 反轉(zhuǎn)開關(guān) 變頻器反轉(zhuǎn)運(yùn)行6 減速開關(guān) 變頻器減速運(yùn)行7 加速開關(guān) 變頻器加速運(yùn)行8 全速開關(guān) 變頻器全速運(yùn)行9 歸零開關(guān) 變頻器頻率歸零變頻開環(huán)調(diào)速外部接線如圖 所示。圖 變頻開環(huán)調(diào)速外部接線圖 數(shù)字量方式多段速控制在 MM420 變頻器通過數(shù)字量的輸入 DINDINDIN3 不同的組合方式可實(shí)現(xiàn)七種不同的輸出頻率，從而實(shí)現(xiàn)多段速的控制。變頻器的參數(shù)設(shè)置如表 所示。 表 變頻器的參數(shù)設(shè)置序號 變頻器參數(shù) 出廠值 設(shè)定值 功能說明32 P0700 2 2 選擇命令源（ 由端子排輸入 ）33 P0701 1 17固定頻率設(shè)值（二進(jìn)制編碼選擇+ON命令） 34 P0702 12 17固定頻率設(shè)值（二進(jìn)制編碼選擇+ON命令）35 P0703 9 17固定頻率設(shè)值（二進(jìn)制編碼選擇+ON命令）36 P1001 固定頻率 137 P1002 固定頻率 238 P1003 固定頻率 339 P1004 固定頻率 440 P1005 固定頻率 541 P1006 固定頻率 642 P1007 固定頻率 7輸入輸出分配如表 所示。 表 系統(tǒng)的 I/O 分配序號 PLC 地址（PLC 端子）電氣符號（面板端子）1 K12 K23 K34 K45 DIN16 DIN27 DIN3數(shù)字量方式多段速控制外部接線如圖 所示。 圖 外部接線圖圖 數(shù)字量方式多段速控制外部接線圖由圖 可知通過切斷開關(guān)的通斷來控制 PLC 輸出點(diǎn) 、 、 的不同組合來控制變頻器的不同的頻率。 PLC、觸摸屏及變頻器通信控制 此部分主要是能夠在觸摸屏上進(jìn)行操作，通過通信方式對 PLC 進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度調(diào)節(jié)。變頻器參數(shù)設(shè)置如表 所示表 變頻器的參數(shù)設(shè)置序號 變頻器參數(shù) 出廠值 設(shè)定值 功能說明1 P0304 230 380 電動機(jī)的額定電壓( 380V )2 P0305 電動機(jī)的額定電流( )3 P0307 電動機(jī)的額定功率( 60W )4 P0310 電動機(jī)的額定頻率( 50Hz )5 P0311 0 1430 電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速( 1430 r/min )6 P1000 2 3 固定頻率設(shè)定7 P1080 0 0 電動機(jī)的最小頻率( 0Hz )8 P1082 50 電動機(jī)的最大頻率( 50Hz )9 P1120 10 10 斜坡上升時(shí)間( 10S )10 P1121 10 10 斜坡下降時(shí)間( 10S )11 P0700 2 2 選擇命令源（ 由端子排輸入 ）12 P0701 1 17固定頻率設(shè)值（二進(jìn)制編碼選擇+ON 命令）13 P0702 12 17固定頻率設(shè)值（二進(jìn)制編碼選擇+ON 命令）14 P0703 9 17固定頻率設(shè)值（二進(jìn)制編碼選擇+ON 命令） 觸摸屏及變頻器通信控制外部接線如圖 所示圖 28 觸摸屏及變頻器通信控制外部接線圖第三章 變頻調(diào)速系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 編程軟件的介紹⑴ 本系統(tǒng)采用的編程軟件是 STEP7 MicroWIN,該編程軟件可以方便的在Windows 環(huán)境下對 PLC 編程、調(diào)試、監(jiān)控。使得 PLC 編程更加方便、快捷。⑵ 項(xiàng)目的組成① 程序塊程序塊由可執(zhí)行的代碼和注釋組成，可執(zhí)行的代碼由主程序(OB1)、可選的子程序和中斷程序組成。代碼被編譯并下載到 PLC。② 數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊由數(shù)據(jù)(變量存儲器的初始值)和注釋組成。數(shù)據(jù)被編譯并下載到 PLC。③ 系統(tǒng)塊系統(tǒng)塊用來設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù)，例如存儲器的斷電保持范圍密碼 STOP 模式時(shí)PLC 的輸出狀態(tài)模擬量與數(shù)字量輸入濾波值脈沖捕捉位等，系統(tǒng)模塊中的信息需要下載到 PLC。④ 符號表符號表允
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