【導(dǎo)讀】本文介紹三相異步電動機(jī)基于西門子S7-200系列PLC的變頻調(diào)速與轉(zhuǎn)角控制方法。它能夠?yàn)樽詣踊刂茟?yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工。業(yè)企業(yè)對自動化的需求。泛應(yīng)用在各行各業(yè)和日常生活等領(lǐng)域。隨著生產(chǎn)機(jī)械的不斷更新和發(fā)展,對電動機(jī)的調(diào)速。性能與轉(zhuǎn)角問題要求越來越高。三相異步電動機(jī)由于三相異步電動機(jī)因其成本低,結(jié)構(gòu)簡。和轉(zhuǎn)角問題,就顯得特別重要。的調(diào)速和轉(zhuǎn)角性能,嘗試簡單，有效的調(diào)速和調(diào)角度方法。

　　

【正文】 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23 第四章 電機(jī)轉(zhuǎn)角控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路 系統(tǒng)主要由三個部分構(gòu)成，即可編程邏輯控制器件 PLC、變頻器和電機(jī)。首先通過設(shè)置給定輸入給 PLC，再通過 PLC 控制變頻器，再經(jīng)由變頻器來控制電機(jī)，隨后將電機(jī)的轉(zhuǎn)角由編碼器反饋給 PLC，具體如下圖所示： 圖 角度控制系統(tǒng) 變頻器 參數(shù)設(shè)置 在本系統(tǒng)中，選用了由西門子生產(chǎn)的通用變頻器 G120。 為滿足設(shè)計(jì)的要求，需要對變頻器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，設(shè)定如下 參數(shù)號 名稱 設(shè)置 功能 P700 選擇命令源 2 由端子排輸入 P701 數(shù)字輸入 0 的功能 0 禁止數(shù)字輸入 P702 數(shù)字輸入 1 的功能 1 ON/OFF1（接通正轉(zhuǎn)） P703 數(shù)字輸入 2 的功能 2 ON/OFF1（接通反轉(zhuǎn)） P1000 選擇頻率設(shè)定值的來源 2 模擬量 設(shè)定值 表 變頻器參數(shù)設(shè)置 硬件連接圖 角度給定 角度換算模塊 變 頻 器 電機(jī) 編 碼 器 實(shí)際轉(zhuǎn)角 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 圖 外部電路連接圖 PLC 程序 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)采用開環(huán)控制方式來控制電機(jī)的調(diào)速，在編寫程序的時候可以分為兩個部分：主程序和子程序。 主程序： 主要是用來調(diào)用子程序和控制量的輸入。 子程序： 初始化 HSC，角度測量換算模塊。 電機(jī)轉(zhuǎn)角控制設(shè)計(jì)思路 電機(jī)轉(zhuǎn)角的控制是指在電機(jī)轉(zhuǎn)動的基礎(chǔ)上，限定電機(jī)轉(zhuǎn)動的時間或距離來達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)動角度的目的，由此可以推出兩種方案，一個是可以把電機(jī)轉(zhuǎn)動的角度換算成電機(jī)轉(zhuǎn)動的時間，時間到了之后電機(jī)停止轉(zhuǎn)動；另一個是把電機(jī)轉(zhuǎn)動的角度換算成編碼器脈沖數(shù)，當(dāng)編碼器轉(zhuǎn)動到設(shè)定的角度的時候，電機(jī)停止 轉(zhuǎn)動。 為了計(jì)算方便，本次設(shè)計(jì)采用的是 60r/min 的電機(jī)轉(zhuǎn)速，即電動機(jī)每秒轉(zhuǎn)動 1 轉(zhuǎn)。 在采用方案一的時候發(fā)現(xiàn)，在給定的轉(zhuǎn)速之下，想要達(dá)到轉(zhuǎn)動角度的時間很短，大多不到 1S，而在短時間內(nèi)，變頻器并不能順利啟動電機(jī)并使之轉(zhuǎn)動相應(yīng)的時間，因此放棄方案一。 方案二中不難得出轉(zhuǎn)角與編碼器脈沖數(shù)之間的換算公式： 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 36010004n ??? ? （ ） 其中 n是編碼 器脈沖數(shù)，α是設(shè)定角度。由此得出旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度所需要的編碼器脈沖數(shù)，然后設(shè)計(jì)程序，使電動機(jī)在達(dá)到要求后停止轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)角度控制。 程序地址分配 地址 說明 VD200 目標(biāo)角度設(shè)定存放地址 VD216 當(dāng)前實(shí)際角度存放地址 運(yùn)行結(jié)果 本次設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)電動機(jī)的正傳反轉(zhuǎn)角度控制，轉(zhuǎn)角控制范圍在 360~360 度之間 圖 角度控制結(jié)果趨勢圖 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 第五章 WINCC Flexible 人機(jī)界面設(shè)計(jì) 略 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 27 第六章 總結(jié) 略 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 28 參 考 文 獻(xiàn) [1]王樹青，戴連奎，于玲，過程控制工程，第二版 化學(xué)工業(yè)出版社， 2020： 4458 [2]龔仲華， S7200 系列 PLC 應(yīng)用技術(shù)，人民郵電出版社， 2020： 122137 [3]甄立東，西門子 wincc V7，機(jī)械工業(yè)出版社， 2020； 84108 [4]wincc flexible 程序自述文件， 2020； 210 [5]張萬忠，劉明芹 .電器與 PLC 控制技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社， 2020； 77220 [6]SIEMENS 公司 .S7200系統(tǒng)手冊 (中 文版 )，西門子自動化與驅(qū)動集團(tuán)； [7]SIEMENS 公司 .G120 通用型變頻器手冊，西門子自動化與驅(qū)動集團(tuán)； [8]武紅軍，張萬忠，可編程控制器入門與應(yīng)用實(shí)例（ S7200 系列），中國電力出版社， 2020；192210 [9]薛迎成， PLC 與觸摸屏控制技術(shù)，中國電力出版社， 2020； 7985 [10]C. Schander,“ Adaptive speed identification for vector control of induction motors without rotational transducers,” in IEEEIAS Rec， 1989； 493 499. 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 29 致 謝 略 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 30 附 錄 附錄 1: 轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)程序 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 31 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 32 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 33 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 34 附錄 2：轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)程序 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 35 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 36 附錄 3：外文文獻(xiàn)翻譯 Frequency Variation Speed Control 1 The Popularity and Prospect of Frequency Variation Speed Control The electrical machinery exchange frequency conversion velocity modulation technology is the electricity saving, the improvement technical process improves the product quality and the improvement environment, the impetus technology advancement one main method now The frequency conversion velocity modulation by its outstanding velocity modulation and the braking quality, the high efficiency, the high power factor and the electricity saving effect, the widespread applicable scope and other many merits by the domestic grandfather was thought most has the development future velocity modulation way. The electrical transmission control system usually by the electric motor, the control device and the information installs 3 parts to be 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 37 posed, the electrical transmission relates uses the electric motor by to save the electrical energy and to control the machinery reasonably the operating condition, the realization electrical energy mechanical energy transformation, achieves, the high production, the low consumption goal high quality. The electrical transmission divides into does not modulate velocity and modulates velocity two big kinds, the velocity modulation is divided the exchange to modulate velocity and to direct current modulates velocity two ways. The variable speed motor directly does not supply power by the electrical work But the machinery which does not modulate velocity along with electric power electronic technology development this kind of original manuscript more and more many changes to the velocity modulation transmission by to save the electrical energy The improvement product quality, enhances the output Therefore the velocity modulation transmission is an important profession, already obtained the country to take, at present had certain scale. In recent years exchanged in the velocity modulation most to be active, to develop quickest is the frequency conversion velocity modulation technology, the frequency conversion velocity modulation is exchanges the velocity modulation foundation and the branch content. The last century transformer appearance causes the change voltage to bee very much easy, thus has acplished a huge electric power profession. Since long ago, the alternating current frequenc y always is fixed, the frequency conversion velocity modulation technology appearance causes the frequency to bee may the full use resources. In this recent 10 years, the frequency conversion technology application has the very big development in our country, and obtained the good effect to be possible to say, the frequency conversion technology has accepted for the majority users, but had no alternative but to point out, our country in frequency conversion technology application aspect, with developed country level Shang You very big disparity. At present, the AC motors we are using now use frequency variation speed control only about 6%, but the developed country is 60%~70%, Japan on air blower, water pump frequency conversion velocity modulation use rate is 10%, but our country is less than %, In Japan aircondi