【正文】 通道二輸出頻率參數(shù)P0776[0]01定義電壓輸出P0776[1]01定義電壓輸出P0777[0]00電流輸出的下限值P0777[1]00電流輸出的下限值P0778[0]00對(duì)應(yīng)輸出電壓0VP0778[1]00對(duì)應(yīng)輸出頻率0HzP0779[0]100100定義上限100%對(duì)應(yīng)P0779[1]100100定義上限100%對(duì)應(yīng)P0780[0]2020輸出電流的上限P0780[1]2020輸出電流的上限 硬件連接硬件連接如附錄所示，首先把上位機(jī)和兩臺(tái)PLC連接在一起，使用第二節(jié)自制的PROFIBUS電纜連接，CP5611和從站集成DP口上的總線連接器開關(guān)檔打到ON,主站的DP接口的開關(guān)打到OFF擋。由于MM440沒有配置集成DP口，由端子排輸入給定010V模擬量作為控制信號(hào)。 PLC從站和MM440的連接 從站作為控制站，控制MM440驅(qū)動(dòng)電機(jī)，控制有正反轉(zhuǎn)允許、正反向點(diǎn)動(dòng)允許、010V模擬量輸入。MM440的8端子為數(shù)字量輸入端子，模擬量輸入通道1端子為4。所以有如下的連接：，。PLC模擬量輸出通道1（AO0）連接變頻器的4端子，即PLC的X11的16端子連接變頻器3號(hào)端子（模擬量輸入正端），即PLC的X11的20（參考電位）端子連接變頻器4號(hào)端子（模擬量輸入負(fù)端）。當(dāng)運(yùn)行程序時(shí)，變頻器正轉(zhuǎn)允許，準(zhǔn)備運(yùn)行，只要接收到上位機(jī)的設(shè)定速度，變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)會(huì)按設(shè)定的速度正轉(zhuǎn)運(yùn)行，反轉(zhuǎn)同理。電機(jī)轉(zhuǎn)速由從站輸入的模擬量控制，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)允許后，上位機(jī)給定速度（700r/min）在從站里經(jīng)過系統(tǒng)功能塊FC106把數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量（5V）送模擬量輸出通道0輸入變頻器的模擬量通道1，經(jīng)過內(nèi)部轉(zhuǎn)換為運(yùn)行頻率（25Hz）驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。，電機(jī)正向點(diǎn)動(dòng)允許，當(dāng)在上位機(jī)操作界面按下點(diǎn)動(dòng)按鈕的時(shí)候,電機(jī)會(huì)按設(shè)定的轉(zhuǎn)動(dòng)方向正轉(zhuǎn)運(yùn)行，反向點(diǎn)動(dòng)則相反，點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行的頻率為參數(shù)表里設(shè)置的頻率運(yùn)行。 PLC主站和變頻器連接 主站作為監(jiān)控站，負(fù)責(zé)讀取變頻器的運(yùn)行頻率和輸出電壓。MM440有兩個(gè)模擬量輸出通道，通道1端子為113，通道2端子為227。經(jīng)過變頻器參數(shù)設(shè)置后確定通道1輸出變頻器輸出電壓模擬量，通道2輸出變頻器運(yùn)行頻率模擬量。所以有如下的連接：PLC的X11的模擬量輸入通道AI0的2號(hào)引腳連接變頻器的12號(hào)端子，4號(hào)引腳連接變頻器的13號(hào)端子；PLC的X11的模擬量輸入通道AI1的5號(hào)引腳連接變頻器的26號(hào)端子，7號(hào)引腳連接變頻器的27號(hào)端子。變頻器經(jīng)過參數(shù)設(shè)置，把運(yùn)行頻率和輸出電壓轉(zhuǎn)換為010V的模擬量信號(hào)輸出到模擬量輸出通道2和通道1，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，PLC的模擬量輸入通道讀取模擬量經(jīng)過系統(tǒng)功能塊FC105把010V的模擬量轉(zhuǎn)換為0380V 和050Hz的數(shù)字量，并經(jīng)由PROFIBUS電纜送上位機(jī)監(jiān)控界面顯示。要注意的是，變頻器實(shí)際上并沒有電壓類型的模擬量輸出，只有020mA的模擬電流輸出。為了獲得010V的電壓輸出，需要在模擬通道2的兩個(gè)接線端子間接入一個(gè)500Ω的電阻，把電流輸出轉(zhuǎn)換為電壓輸出。 電源、接觸器、繼電器連接 本次變頻器用的是三相四線380V的交流電源，PLC用的是220V的交流電源，繼電器用的是PLC電源模塊PS提供的直流24V電源，可以控制220V的交流電通斷，接觸器的線圈電壓是220V交流，可以控制380V三相電通斷，電機(jī)Y型連接。如附錄所示，從三相四線引ABC三相經(jīng)過具有保護(hù)作用的空氣開關(guān)，再經(jīng)過在上位機(jī)里可控通斷的交流接觸器，再到到變頻器MM440。變頻器轉(zhuǎn)換后引輸出電壓至三相電源到電動(dòng)機(jī)。從三相四線中引A相經(jīng)過繼電器的接線端子5，再?gòu)慕泳€端子9到引到接觸器的A1接線端子，接觸器的接線端子A2引回三相四線的地線N。其中繼電器的9是一對(duì)常開觸電，接觸器的AA2是線圈的兩個(gè)接線端子。，接觸器的接線端子13引回PLC的公共負(fù)端M，即30號(hào)端口。當(dāng)運(yùn)行程序時(shí)，繼電器9常開觸點(diǎn)閉合，220V電壓接通，接觸器線圈得電，常開觸點(diǎn)閉合， MM440得電可以準(zhǔn)備運(yùn)行。當(dāng)其它程序運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。注意所有設(shè)備都應(yīng)該接地，只有保證接地，設(shè)備運(yùn)行的時(shí)候才不會(huì)出現(xiàn)很多異常問題。 到此，所有硬件連接已經(jīng)完成，在下一節(jié)將對(duì)整個(gè)系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行。5 調(diào)試運(yùn)行由于諸多原因，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展主從PLC的通信調(diào)試一直不成功，所以本次調(diào)試只保留主站，從站所有功能集成到主站PLC上調(diào)試。在軟件設(shè)計(jì)部分里編輯好了LAD程序和操作界面并經(jīng)過PLCSIM仿真調(diào)試成功，還必須要在硬件系統(tǒng)上實(shí)際調(diào)試才行。連接上位機(jī)和PLC，在控制面板里設(shè)置PC/PG口為CP5611(PROFIBUS)，,最高站地址126等參數(shù)。保證設(shè)置的參數(shù)和硬件組態(tài)里設(shè)置的參數(shù)一至才能連接成功。打開PLC電源，PLC的DC 5V電源指示燈和STOP指示燈會(huì)亮。連接成功后，把STEP7里編好的程序下載到MMC卡里，注意一定要先下載硬件組態(tài)。下載好程序后，進(jìn)入調(diào)試環(huán)節(jié)。打開WinCC操作界面，設(shè)置連接驅(qū)動(dòng)中系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置下的通信單元，把通信單元選項(xiàng)中的邏輯單位名稱改為CP5611(PROFIBUS)，確保參數(shù)一致性。如下圖51所示。把PLC的開關(guān)檔從STOP打到RUN，PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，在上位機(jī)操作界面中點(diǎn)擊通信測(cè)試,，通信測(cè)試的燈亮起來，證明通信成功。首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位，接下來對(duì)接觸器進(jìn)行閉合操作，可以看到繼電器首先閉合，然后接觸器線圈得電，接觸器閉合。變頻器得電，對(duì)變頻器按照上一節(jié)的步驟進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，設(shè)置好參數(shù)后，變頻器MM440進(jìn)入準(zhǔn)備運(yùn)行狀態(tài)。然后對(duì)在操作界面里發(fā)出其它的命令，可以看到預(yù)期的結(jié)果，本次調(diào)試完成。圖51 WinCC系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置6 結(jié)論經(jīng)過調(diào)試運(yùn)行，本次設(shè)計(jì)圓滿完成任務(wù)書中指定的要求。本文主要是設(shè)計(jì)基于PROFIBUS的電力傳動(dòng)控制系統(tǒng)，上位機(jī)與PLC之間的通信用PROFIBUS通信實(shí)現(xiàn)，通過PROFIBUS通信電纜直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。以PLC控制變頻器MM440，MM440作為現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)的直接上層控制器，需要在開機(jī)后進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，參數(shù)設(shè)置在BOP板中進(jìn)行。設(shè)置好后才能夠跟PLC通信，因?yàn)樽冾l器在參數(shù)中設(shè)置為輸入模擬量010V作為050Hz的控制標(biāo)準(zhǔn)，該變頻器在接收到PLC模擬量輸出I/O口送過來的模擬信號(hào)并在允許轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候會(huì)送電給異步電動(dòng)機(jī)，電機(jī)會(huì)按上位機(jī)給定的要求運(yùn)行。本次的電力傳動(dòng)裝置用一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的三相異步電動(dòng)機(jī)來代替，滿足任務(wù)書要求。PLC作為主要控制器，當(dāng)編好程序下載進(jìn)去，與上位機(jī)變量連接之后，同時(shí)上位機(jī)發(fā)出命令后，PLC的CPU處理好數(shù)據(jù)并執(zhí)行相應(yīng)的命令。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行后，PLC會(huì)采集變頻器的數(shù)據(jù)，運(yùn)算出電機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)后送上位機(jī)顯示。PLC與變頻器MM440的數(shù)據(jù)交換是轉(zhuǎn)換成010V的模擬量后通過導(dǎo)線連接傳送。 本文已經(jīng)全部完成任務(wù)書中的要求，采用PROFIBUS協(xié)議通信，達(dá)到在上位機(jī)中操作電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)且能無級(jí)調(diào)速，同樣可以采集變頻器的參數(shù)和上位機(jī)里實(shí)時(shí)顯示參數(shù)。本文還是有一些不足之處：本控制系統(tǒng)建立的網(wǎng)絡(luò)比較單一，只有上位機(jī)和PLC構(gòu)成了PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)通信。由于知識(shí)儲(chǔ)備不足，實(shí)際搭建網(wǎng)絡(luò)通信比較困難等，預(yù)計(jì)的擴(kuò)展主從網(wǎng)絡(luò)PROFIBUS通信沒有實(shí)現(xiàn)，最終完成的硬件系統(tǒng)里只用到了一臺(tái)PLC,與上位機(jī)構(gòu)成簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)，不過指定的要求仍能完成。如果變頻器集成有RS485接口或者通訊板，本控制系統(tǒng)將可以擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)分布式群機(jī)控制，即通過一臺(tái)上位機(jī)和一臺(tái)主站PLC，控制最多達(dá)31臺(tái)變頻器和電機(jī)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的PROFIBUS的工業(yè)通信功能。參考文獻(xiàn)[1].柴瑞娟等．西門子PLC高級(jí)培訓(xùn)教程．北京：人民郵電出版社，2009.[2].馬寧等．S7300 PLC和MM440變頻器的原理與應(yīng)用．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.[3].張廣明等．機(jī)電系統(tǒng)PLC控制技術(shù)．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007.[4].吉順平等．西門子現(xiàn)場(chǎng)總線通信原理與應(yīng)用．機(jī)械工業(yè)出版社，（1）.[5].西門子PLC通訊技術(shù)規(guī)范．西門子公司技術(shù)支持文檔，2010.[6].STEP7通訊基礎(chǔ)．西門子公司技術(shù)支持文檔，2010.[7].WinCC應(yīng)用培訓(xùn)指南．西門子公司技術(shù)支持文檔，2010.[8].S7300編程手冊(cè). 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Begain and Technique Discussion and Future Development，2006 5th international power electronics and motion control conference.致 謝經(jīng)過整個(gè)學(xué)期的不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐調(diào)試，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于知識(shí)儲(chǔ)備不足，經(jīng)驗(yàn)匱乏，在實(shí)踐調(diào)試環(huán)節(jié)中如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的鼓勵(lì)與支持，論壇里熱心網(wǎng)友們的不懈賜教，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是很困難的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師彭元修老師。他平日里工作繁忙，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從資料查閱，到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。除了敬佩彭元修老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 其次要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的張鵬磊同學(xué)。他的鼓勵(lì)減輕了我的壓力，他的幫助減少了我的困難。然后要感謝西門子技術(shù)論壇里的熱心網(wǎng)友們，是你們?cè)谖矣龅礁鞣N難題疑問的時(shí)候給了我熱心的分析，傳授你們多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這無疑是對(duì)我一筆巨大的財(cái)富。尤其是剛開始接觸到西門子硬件的時(shí)候，由于知識(shí)儲(chǔ)備不足，出現(xiàn)很多疑惑的地方，你們的不懈賜教，使我豁然開朗，真的很感謝你們。最后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。附錄系統(tǒng)硬件總體連接圖