【導(dǎo)讀】高速計(jì)數(shù)器的運(yùn)用，并且能夠?qū)烧呓Y(jié)合起來(lái)，對(duì)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速的測(cè)量。結(jié)合之前所學(xué)的PLC、觸摸屏和變頻器等相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)一套閉環(huán)控制系統(tǒng)。要求一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)按需要設(shè)定的轉(zhuǎn)速恒速運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)方法可由光電編碼器檢?？刂齐姍C(jī)的正反轉(zhuǎn)恒速運(yùn)行。

　　

【正文】 定轉(zhuǎn)速值 手動(dòng)輸出 VD700 手動(dòng)輸出 0~1 手輸出百 VD750 手動(dòng)輸出 0~100 PID 輸出 VW800 PID 輸出 0~32020 實(shí)輸出百 VD850 實(shí)際輸出 0~100 模擬輸出 AQW0 0~32020 PID 參數(shù) VD912 4個(gè) PID 參數(shù) 曲線實(shí)際 VW950 曲線實(shí)際值：字 曲線設(shè)定 VW952 曲線設(shè)定值：字 梯形圖程序 如圖 77至圖 711 所示為 S7200PLC、 MT506 觸摸屏和 MM440 變頻器聯(lián)機(jī)實(shí)現(xiàn)電機(jī)恒速控制梯形圖程序。它包含了一個(gè)主程序、四個(gè)子程序（初始化 HSC0、 PID參數(shù)修改、輸出顯示、 PID0INIT）、兩個(gè)中斷程序（中斷 200ms、 PIDEXE），其中 PID0INIT、 PIDEXE 由 PID 向?qū)Ы?。子程序“初始?HSC0”、中斷“中斷 200ms”完成計(jì)數(shù) 200ms 的光電編碼器脈沖數(shù)，再有主程序轉(zhuǎn)換成實(shí)際轉(zhuǎn)速。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 三相異步電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)恒速控制系統(tǒng) 17 第七章 人機(jī)界面的創(chuàng)建和 PLC 的編程 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 圖 77 主程序梯形圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 三相異步電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)恒速控制系統(tǒng) 19 圖 78 SBR0 梯形圖 圖 79 SBR1 梯形圖 第七章 人機(jī)界面的創(chuàng)建和 PLC 的編程 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 三相異步電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)恒速控制系統(tǒng) 21 圖 710 SBR2 梯形圖 圖 711 中斷程序梯形圖 第八章 控制系統(tǒng)的調(diào)試 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 22 第八章 控制系統(tǒng)的調(diào)試 初調(diào) PLC、觸摸屏程序 關(guān)掉變頻器電源 斷開空氣開關(guān) Q，關(guān)掉變頻器電源，以免 PLC 輸出導(dǎo)致變頻器誤動(dòng)作。 運(yùn)行 PLC 程序 運(yùn)行 PLC程序并在線監(jiān)控程序。 觸摸屏在線模擬調(diào)試 正確連接 MT500 和 PLC，在 Easy Manager 中設(shè)置好 COM 口及其各種通信參數(shù)，進(jìn)行在線模擬。 主要查看電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)是否正常；當(dāng)出現(xiàn)變頻故障時(shí)，故障指示燈是否變亮，對(duì)其進(jìn)行復(fù)位時(shí)，是否故障指示燈熄滅 。 在手動(dòng)狀態(tài)下， 在“手動(dòng)輸出”框內(nèi)輸入數(shù)值， 觀察 PLC 的模擬量輸出是否與實(shí)際輸出值所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)吻合（ 0%對(duì)應(yīng) 0； 50%對(duì)應(yīng) 16000； 100%對(duì)應(yīng) 32020）；在自動(dòng)狀態(tài)下， 修該“設(shè)定轉(zhuǎn)速”數(shù)值，觀察實(shí)際輸出是否越來(lái)越大，而實(shí)際轉(zhuǎn)速則為 0；檢查“ PID 參數(shù)”和“速度曲線”窗口是否可以正常切換。 設(shè)置變頻器參數(shù) 初調(diào)完成后，停止 PLC以免 PLC輸出導(dǎo)致變頻器誤動(dòng)作。開啟變頻器電源。 （ 1） 恢復(fù)變頻器工廠默認(rèn)值，如表 81所示。 表 81 恢復(fù)變頻器工廠默認(rèn)值 參數(shù)號(hào) 出廠值 設(shè)置值 說(shuō)明 P0010 0 30 工廠的設(shè)定值 P0970 0 1 參數(shù)復(fù)位 按上表所示設(shè)置參數(shù)，按下 P鍵，開始復(fù)位，復(fù)位過(guò)程大約為 3min，這樣就保證了變頻器的參數(shù)均回到工廠默認(rèn)值。 （ 2） 設(shè)置快速參數(shù)調(diào)試，如表 82所示。 表 82快速參數(shù)調(diào)試表 參數(shù)號(hào) 出廠值 設(shè)置值 說(shuō)明 P0003 1 3 設(shè)用戶訪問(wèn)級(jí)為專家級(jí) P0010 0 1 快速調(diào) 試 P0100 0 0 功率以 kW表示，頻率為 50Hz P0205 0 0 變頻器的應(yīng)用對(duì)象選擇恒轉(zhuǎn)矩 P0300 1 1 電動(dòng)機(jī)類型選擇異步電動(dòng)機(jī) P0304 400 380 電動(dòng)機(jī)額定電壓（ V） P0305 電動(dòng)機(jī)額定電流（ A） P0307 電動(dòng)機(jī)額定功率（ kW） 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 三相異步電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)恒速控制系統(tǒng) 23 P0308 電動(dòng)機(jī)額定功率因數(shù) P0310 電動(dòng)機(jī)額定頻率 P0311 1395 1430 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（ r/min） P0335 0 0 電動(dòng)機(jī)的冷卻方式 P0640 電動(dòng)機(jī)的過(guò)載因子（ %） P0700 2 2 命令源選擇面板操作 P1000 2 2 頻率設(shè)定選擇鍵盤（電動(dòng)電位計(jì)）輸入 P1080 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最低頻率（ Hz） P1082 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最高頻率（ Hz） P1120 斜坡上升時(shí)間 P1121 斜坡下降時(shí)間 P1135 OFF3 斜坡下降時(shí)間 P1300 0 0 控制方式選擇 線性 V/f 控制 P1500 0 0 轉(zhuǎn)矩設(shè)定值無(wú)選擇無(wú) P1910 0 0 禁止自動(dòng)檢測(cè) P3900 0 3 結(jié)束快速調(diào)試 （ 3） 設(shè)置模擬信號(hào)控制、端子控制參數(shù) 按表 83所示設(shè)置數(shù)字輸入 /輸出端子、控制參數(shù)。 表 83 數(shù)字輸入 /輸出端子、控制參數(shù)表 參數(shù)號(hào) 出廠值 設(shè)置值 說(shuō)明 P0701 1 1 ON接通正轉(zhuǎn)、 OFF1 停止命令 P0702 12 2 ON接通反轉(zhuǎn)、 OFF1 停止命令 P0705 15 9 故障確認(rèn) P0725 1 1 PNP/NPN 數(shù)字輸入選擇 PNP 方式 P0731 1 數(shù)字輸出 1的功能選擇變頻器故障 P0756 0 0 ADC類型選擇單極性電壓輸入 0~+10V P0757 0 0 ADC輸入特性標(biāo)定的 x1 值（ V/mA） P0758 ADC輸入特性標(biāo)定的 y1 值 P0759 10 10 ADC輸入特性標(biāo)定的 x2 值（ V/mA） P0760 ADC輸入特性標(biāo)定的 y2 值 P0761 0 0 ADC死區(qū)的寬度（ V/mA） P1032 1 0 禁止反轉(zhuǎn)的 MOP 設(shè)定值選擇允許反向 P2020 基準(zhǔn)頻率（ Hz） PLC、觸摸屏和變頻器的聯(lián)機(jī)調(diào)試 程序下載 接通 PLC的電源，下載 PLC程序；運(yùn)行組態(tài)工程，下載觸摸屏的程序；設(shè)置變頻器的參數(shù) P0010=0，使其處于準(zhǔn)備運(yùn)行狀態(tài)。 總體調(diào)試 （ 1）檢查并調(diào)整參數(shù) 檢查并調(diào)整“ PID 參數(shù)”，使“ Kc”、“ Ts”、“ Ti”、“ Td”分別為 ， ,。 第八章 控制系統(tǒng)的調(diào)試 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 調(diào)整“手動(dòng)輸出”至 10%。（一開始不能太高，電機(jī)正常運(yùn)行后再調(diào)高）。 （ 2）手動(dòng)輸出 在手動(dòng)狀態(tài)下，使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，觀察實(shí)際轉(zhuǎn)速顯示是否為 150rpm。調(diào)整“手動(dòng)輸出”至 20%、 30%，觀察實(shí)際轉(zhuǎn)速顯示是否為 300rpm、 450rpm。注意觀察各運(yùn)行狀態(tài)顯示是否正常。 （ 3）手動(dòng)到自動(dòng)的切換 觸摸“手自動(dòng)”開關(guān)到自動(dòng)狀態(tài)，觀察手動(dòng)到自動(dòng)的無(wú)擾動(dòng)切換情況，此時(shí)設(shè)定轉(zhuǎn)速應(yīng)等于實(shí)際轉(zhuǎn)速 450rpm。 （ 4） 自動(dòng)跟蹤 調(diào)整“設(shè)定轉(zhuǎn)速”至 500rpm、 600rpm,觀察實(shí)際轉(zhuǎn)速的跟蹤情況，由此確定 PID參數(shù)是否適當(dāng)。 （ 5） PID 自動(dòng)調(diào)節(jié) 調(diào)整“設(shè)定轉(zhuǎn)速”至 700rpm，打開 PID 調(diào)諧控制面板，監(jiān)視實(shí)際轉(zhuǎn)速，等待實(shí)際轉(zhuǎn)速穩(wěn)定至 700rpm 左右時(shí)，按“開始自動(dòng)調(diào)諧”按鈕，會(huì)自動(dòng) 調(diào)諧序列。當(dāng)自動(dòng)調(diào)諧序列完成時(shí)，會(huì)計(jì)算出增益、積分時(shí)間、微分時(shí)間的建議值，按“更新 PLC”按鈕，將調(diào)諧參數(shù)傳輸至 PLC，關(guān)閉 PLC 調(diào)諧控制面板。 （ 6） 再次自動(dòng)跟蹤 查看 PID 參數(shù)值是否變化，調(diào)整“設(shè)定轉(zhuǎn)速”至 500rpm、 300rpm，觀察實(shí)際轉(zhuǎn)速的跟蹤情況，與自動(dòng)調(diào)諧作比較。 （ 7） 自動(dòng)到手動(dòng)切換 觸摸“手自動(dòng)”開關(guān)到手動(dòng)狀態(tài)，觀察自動(dòng)到手動(dòng)的無(wú)擾動(dòng)切換情況，手動(dòng)輸出應(yīng)等于實(shí)際輸出。按下停止按鈕，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 （ 8） 重復(fù)操作 重復(fù)（ 2）（ 3）（ 4）（ 7）步驟，調(diào)整“手動(dòng)輸出”、“設(shè)定轉(zhuǎn)速”值進(jìn)行操作 。 （ 9） 調(diào)試結(jié)束，關(guān)閉所有電源。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 三相異步電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)恒速控制系統(tǒng) 25 結(jié)論 由 PLC 與觸摸屏的結(jié)合組成的人機(jī)界面，可以輕松地控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。PLC通過(guò)閉環(huán)控制，可以較好的控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度，在 PID 控制回路的調(diào)節(jié)下，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)并且能夠使電動(dòng)機(jī)保持穩(wěn)定恒速的轉(zhuǎn)動(dòng)。 在建立 PID 向?qū)е噶顣r(shí)，應(yīng)注意查看，是否是 SMB34 定時(shí)中斷。在對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試前，應(yīng)檢查一遍線路是否完全正確，避免發(fā)生不必要的事故。 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 致謝 該論文能夠順利的完成，我首先要萬(wàn)分的感謝我 的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師 —— 徐瑾瑜老師。 在該系統(tǒng) 硬件設(shè)備上的大力支持以及在硬件連接和軟件編程的過(guò)程中都給予了關(guān)鍵性的指導(dǎo)。還有我要感謝我同組的成員們，在大家的同心協(xié)力下，該控制系統(tǒng)才得以順利完成。其次還是要感謝徐老師和我們組的成員們，在該論文的撰寫及修改過(guò)程中給了我許多的寶貴意見(jiàn)。 在此，我由衷的感謝他們，感謝所有幫助過(guò)我的人們。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 三相異步電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)恒速控制系統(tǒng) 27 參考文獻(xiàn) [1] 魯遠(yuǎn)棟 .PLC 機(jī)電控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù) [Z].北京：電子工業(yè)出版社， 2020. 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