【文章內(nèi)容簡介】 的原則是，在滿足工作機械對于拖動系統(tǒng)要求的前提下，所選電動機應盡可能結構簡單、運行可靠、維護方便、價格低廉。因此，在選用電動機種類時，若機械工作對拖動系統(tǒng)無過高要求，應優(yōu)先選用交流電動機。在交流電動機中，籠型異步電動機結構簡單，運行最可靠，維護最方便，對起動性能無過高要求的調速系統(tǒng)，應優(yōu)先考慮。在電機工作中起動、制動比較頻繁， PLC控制信號觸摸屏變頻器 M為提高生產(chǎn)率，又要求電動機具有較大的起動、制動轉矩以縮短起動制動時間，同時還有一定的調速要求，所以本設計采用籠型異步電動機，其參數(shù)為：型號：WDJ26；電壓：380V；接法：角接；轉速：1430r/min。功率：40W；電流：；頻率：50HZ ；絕緣等級：E。 開環(huán)控制的選擇開環(huán)控制是最簡單的一種控制方式，他所具有的特點是，控制量與被控制量之間只有前向通路而沒有反向通路。這種控制方式的特點是控制作用的傳遞具有單向性。由于開環(huán)控制結構簡單，調整方便，成本低。在國民經(jīng)濟各部門均有采用。因此，本系統(tǒng)采用開環(huán)控制系統(tǒng)。 變頻器的選擇隨著變頻器性能價格比的提高，交流變頻調速己應用到許多領域，由于變頻調速的諸多優(yōu)點，使得交流變頻調速得到廣泛應用。其功能較強，使用靈活，但其價格相對較貴。所以我選用了通用變頻器，通過合理的配置、設計和編程，同樣可以達到專用變頻器的控制效果。本設計采用的變頻器是西門子公司面向世界推出的 21 世紀通用型變頻器MM420。它可實現(xiàn)平穩(wěn)操作和精確控制，使電動機達到理想輸出，這種變頻器不僅考慮了 V/f 控制，而且還實現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的自動調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矩與較高的調速范圍。MM420 變頻器的特點如下： ⑴ 包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實現(xiàn)了標準化。 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 保護功能完善、維修性能好。⑸ 通過 LCD 操作裝置，可提高操作性能。4 變頻調速系統(tǒng)的硬件設計 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，也可用于復雜的自動化控制系統(tǒng)。由于它極強的的通信功能，在大型網(wǎng)絡控制系統(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，易于掌握，操作方便，內(nèi)置有高速計數(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，最大可以擴展到 248 點數(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計的多功能標準變頻器。它有強大的通訊能力、精確的控制性能、模塊化結構設計，具有更多的靈活性，操作方便。最新的 IGBT 技術，具有 7 個固定頻率，4 個跳轉頻率。靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器帶有起始段和結束段的平滑特性，防止運行中不應有的跳閘，直流制動和復合制動方式提高制動性能。用 BiCo 技術，實現(xiàn) I/O 端口自由連接。MICROMASTER420 是用于控制三相交流電動機速度的變頻器系列，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)代先進技術水平的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為功率輸出器件。因此，具有很高的運行可靠性和功能的多樣性。其脈沖寬度調制的開關頻率是可選的，因而降低了電動機運行的噪聲，全面完善的保護功能為變頻器和電動機提供了良好的保護。MICROMASTER420 具有缺省的工廠設置參數(shù)，它是給數(shù)量眾多的簡單的電動機控制系統(tǒng)供電的理想變頻驅動裝置。由于 MICROMASTER420 具有全面而完善的控制功能，在設置相關參數(shù)以后，它也可用于更高級的電動機控制系統(tǒng)。 外部電路設計本系統(tǒng)主要完成異步電機三種調速，由于變頻器參數(shù)設置的不同，調速方式也有所不同，分別為變頻開環(huán)調速、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)調速變頻開環(huán)調速根據(jù)輸入端的控制信號經(jīng)過程序運算后由通信端口控制變頻器運行。打開啟動開關，變頻器開始運行。首先應對變頻器的參數(shù)進行設置，如表 所示。表 變頻器的參數(shù)設置 序號 變頻器參數(shù) 出廠值 設定值 功能說明1 P0304 230 380 電動機的額定電壓( 380V )2 P0305 電動機的額定電流( )3 P0307 電動機的額定功率( 60W )4 P0310 電動機的額定頻率( 50Hz )5 P0311 0 1430 電動機的額定轉速( 1430 r/min )6 P1000 2 3 固定頻率設定7 P1080 0 0 電動機的最小頻率( 0Hz )8 P1082 50 電動機的最大頻率( 50Hz )9 P1120 10 10 斜坡上升時間( 10S )10 P1121 10 10 斜坡下降時間( 10S )11 P0700 2 2 選擇命令源（ 由端子排輸入 ）12 P0701 1 17 固定頻率設值（二進制編碼選擇+ON 命令）13 P0702 12 17 固定頻率設值（二進制編碼選擇+ON 命令）14 P0703 9 17 固定頻率設值（二進制編碼選擇+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：在設置參數(shù)前先將變頻器參數(shù)復位為工廠的缺省設定值；設定 P0003=2 允許訪問擴展參數(shù)；設定電機參數(shù)時先設定 P0010=1(快速調試),電機參數(shù)設置完成設 P0010=0(準備)。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 變頻器開始運行2 停止開關 變頻器停止運行3 急停開關 變頻器緊急停止4 復位開關 變頻器錯誤復位5 反轉開關 變頻器反轉運行6 減速開關 變頻器減速運行7 加速開關 變頻器加速運行8 全速開關 變頻器全速運行9 歸零開關 變頻器頻率歸零變頻開環(huán)調速外部接線如圖 所示。圖 變頻開環(huán)調速外部接線圖 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現(xiàn)七種不同的輸出頻率，從而實現(xiàn)多段速的控制。變頻器的參數(shù)設置如表 所示。 表 變頻器的參數(shù)設置序號 變頻器參數(shù) 出廠值 設定值 功能說明32 P0700 2 2 選擇命令源（ 由端子排輸入 ）33 P0701 1 17固定頻率設值（二進制編碼選擇+ON命令） 34 P0702 12 17固定頻率設值（二進制編碼選擇+ON命令）35 P0703 9 17固定頻率設值（二進制編碼選擇+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 可知通過切斷開關的通斷來控制 PLC 輸出點 、 、 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行操作，通過通信方式對 PLC 進行控制，實現(xiàn)電機的速度調節(jié)。變頻器參數(shù)設置如表 所示表 變頻器的參數(shù)設置序號 變頻器參數(shù) 出廠值 設定值 功能說明1 P0304 230 380 電動機的額定電壓( 380V )2 P0305 電動機的額定電流( )3 P0307 電動機的額定功率( 60W )4 P0310 電動機的額定頻率( 50Hz )5 P0311 0 1430 電動機的額定轉速( 1430 r/min )6 P1000 2 3 固定頻率設定7 P1080 0 0 電動機的最小頻率( 0Hz )8 P1082 50 電動機的最大頻率( 50Hz )9 P1120 10 10 斜坡上升時間( 10S )10 P1121 10 10 斜坡下降時間( 10S )11 P0700 2 2 選擇命令源（ 由端子排輸入 ）12 P0701 1 17固定頻率設值（二進制編碼選擇+ON 命令）13 P0702 12 17固定頻率設值（二進制編碼選擇+ON 命令）14 P0703 9 17固定頻