【正文】 PLC 與變頻器的通信設(shè)置 圖 天津理工大學(xué) 2020屆本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 24 圖 PLC 與變頻器 1 通訊配置 Communication configuration between PLC and Frequency converter 1 圖 PLC 與變頻器 1 通訊配置 Communication configuration between PLC and Frequency converter 2 天津理工大學(xué) 2020屆本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 25 通訊小結(jié) 在本設(shè)計(jì)中主站是帶有 PROFIBUS— DP 接口的 SIEMENS S7— 300 PLC CPU。 綜上所述 ， 本設(shè)計(jì)要應(yīng)用在工廠車間內(nèi)，且 PROFIBUS 是用于車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)層的通信系統(tǒng)，所以本設(shè)計(jì)采用 PROFIBUS— DP 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，采用的是通訊協(xié)議中的 DP 協(xié)議。 178。帶有 DP接口或 DP 處理器的 C7；以及西門子某些老型號(hào) PLC、 PG 和 OP。 DP主站上帶可變定時(shí)器的用戶數(shù)據(jù)傳送監(jiān)視。診斷信息在總線上傳輸并由主站采集 178。 同步：控制指令允許輸入和輸出同步。循環(huán)主 — 從用戶數(shù)據(jù)傳送和非循環(huán)主— 主數(shù)據(jù)傳送。支持單主或多主系統(tǒng)。 傳輸技術(shù) :RS485 雙絞線 、雙線電纜或光纜。主站周期地讀取從站地輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息。西門子的 S7系列 PLC 通過(guò) PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng) ISO 協(xié)議，可以利用 S7的通信服務(wù)進(jìn) 數(shù)據(jù)交換。用于對(duì)時(shí)間要求不太嚴(yán)格，需要傳送 量數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。 178。 STEP 7 用戶界面提供了 PLC 硬件組態(tài)功能，使得 PLC 硬件組態(tài)很簡(jiǎn)單。 178。 PG接口是 SIEMENS 一種專用的 編程器 接口 。它意味著您能將工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的 PLC、主機(jī)、工作站和個(gè)人電腦聯(lián)網(wǎng)通訊，為了適應(yīng)自動(dòng)化工程中的種 類多樣性，SIMATIC NET 推出了多種不同的通訊網(wǎng)絡(luò)。 S7300 PLC 具有多種不同的通信接口，并通過(guò)多種通信處理器來(lái)連接 ASI 總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來(lái)連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)；多點(diǎn)接口（ MPI）集成在 CPU 中，用于同時(shí)連接編程器、 PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他 SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 SIMATIC S7300 PLC S7300 是模塊化小型 PLC 系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。輸入端子接線圖見(jiàn)附錄圖 — 圖 .連接到 ET— 200 從站上的數(shù)字量輸出模塊為 8 位的繼電器輸出類型，由 DC24V 供電。 電路圖見(jiàn)附錄 控制 電路 接線圖 控制電路主要用來(lái)控制步進(jìn)梁電機(jī)的停止、測(cè)長(zhǎng)輥道 電機(jī)的啟停、氣動(dòng)打印機(jī)和噴碼機(jī)的啟動(dòng)等。 第一部分主電路由一臺(tái)測(cè)長(zhǎng)輥道變頻器帶 8 臺(tái)測(cè)長(zhǎng)輥道電機(jī)組成，其中測(cè)長(zhǎng)輥道電機(jī)功率為 ，測(cè)長(zhǎng)輥道變頻器為 11KW。工控機(jī)主要用來(lái)對(duì) S7— 300PLC 進(jìn)行程序的編寫(xiě)，通過(guò) MPI 口連接，通過(guò) MPI 網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)信息。 4. 過(guò)電流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于線路中的最大負(fù)載 電流。 圖 變頻器原理 Fig 3. 1 Inverter principle 天津理工大學(xué) 2020屆本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 變頻器選擇 由于本設(shè)計(jì)中變頻器帶電機(jī)且對(duì)其進(jìn)行調(diào)速，通訊時(shí)采用 PROFIBUS— DP 通訊，所用 PLC 為SIEMENS S7— 300,所以采用西門子變頻器： MicroMaster420 步進(jìn)梁 變頻器參數(shù) 的 設(shè)定 表 步進(jìn)梁變頻器參數(shù)表 Table Parameters of walking beam frequency converter P00003=2 訪問(wèn)擴(kuò)展級(jí) P00004=0 可直接訪問(wèn)參數(shù) P00300=1 選擇電動(dòng)機(jī)類型為 1 P00304=380 電動(dòng)機(jī)的額定電壓為 380 P00305= 電動(dòng)機(jī)的額定電流為 P00307=30 電動(dòng)機(jī)的額定功率為 30 P00308= 電動(dòng)機(jī)的額定功率因數(shù)為 P00311=1470 電動(dòng)機(jī)的額定速度為 1470 P00335=0 電動(dòng)機(jī)的冷卻方式不運(yùn)行 P00640=180 電 動(dòng)機(jī)的過(guò)載因子為 180 P00700=6 變頻器的通訊設(shè)置參數(shù) P01000=6 變頻器的通訊設(shè)置參數(shù) P01120= 斜坡上升時(shí)間為 P01121= 斜坡下降時(shí)間為 P01135=3 OFF3 斜坡下降時(shí)間為 3 P01300=0 線性 V/f 控制 P01500=0 選擇轉(zhuǎn)矩設(shè)定值為 0 測(cè)長(zhǎng)輥道變頻器參數(shù) 的 設(shè)定 表 測(cè)長(zhǎng)輥道 變頻器的參數(shù)設(shè)定表 Table Length measurement parameter setting of the frequency converter roller P00300=1 選擇電動(dòng)機(jī)類型為 1 P00304=380 電動(dòng)機(jī)的額定電壓為 380 天津理工大學(xué) 2020屆本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 P00305= 電動(dòng)機(jī)的額定電流為 P00307= 電動(dòng)機(jī)的額定功率為 P00308= 電動(dòng)機(jī)的額定功率因數(shù)為 P00311=1415 電動(dòng)機(jī)的額定速度為 1415 P00335=0 電動(dòng)機(jī)的冷卻方式不運(yùn)行 P00640=150 電動(dòng)機(jī)的過(guò)載因子為 150 P00700=6 變頻器的通訊設(shè)置參數(shù) P01000=6 變頻器的通訊設(shè)置參數(shù) P01120=2 斜坡上升時(shí)間為 2 P01121=3 斜坡下降時(shí)間為 3 P01135=5 OFF3 斜坡下降時(shí)間為 5 P01300=0 線性 V/f 控制 P01500=0 選擇轉(zhuǎn)矩設(shè)定值為 0 斷路 器的選擇 斷路 器是一種很基本的低壓電器，斷路器具有過(guò)載、短路和欠電壓保護(hù)功能，能保護(hù)線路和電源的能力。它 與傳統(tǒng)的交流拖動(dòng)系統(tǒng)相比，利用變頻器對(duì)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，有許多優(yōu)點(diǎn)，如節(jié)電、容易實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制、可以實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)的高效連續(xù)調(diào)速控制、實(shí)現(xiàn)速度的精確控制。 ms/1000 條指令 。 當(dāng)今 PLC 在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等方面不如單板機(jī)。且 I/O 口均有光電耦合環(huán)節(jié)，抗干擾能力強(qiáng)。 （ 2） 單片機(jī)不如 PLC 使用簡(jiǎn)單 用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，一般要在輸入 /輸出接口上做大量的工作。 從以上幾個(gè)方面的比較可知， PLC 是一種用于自動(dòng)化控制的專用微機(jī)控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格也比一般的微機(jī)系統(tǒng)低。一般 PLC 借口響應(yīng)速度為 2ms，巡回檢測(cè)速度為 8ms/K 字。它還配有許多應(yīng)用軟件，以方便用戶。而PLC 一般控制強(qiáng)電設(shè)備，需要電氣隔離，輸入輸出均采用光電耦合，輸出還采用繼電器、可控 硅或大功率晶體管進(jìn)行功率放大。而 PLC主要用于工業(yè)控制。系統(tǒng)對(duì)輥道電機(jī)采用變頻控制 , 將測(cè)長(zhǎng)、定位的準(zhǔn)確性和生產(chǎn)效率很好的結(jié)合起來(lái)。 4. 工作原理簡(jiǎn) 介： 光電傳感器結(jié)合旋轉(zhuǎn)編碼器的形式，在對(duì)齊輥道上實(shí)現(xiàn)在鋼管運(yùn)動(dòng)中對(duì)其長(zhǎng)度的測(cè)量。稱天津理工大學(xué) 2020屆本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5 重模塊下部與基礎(chǔ)框架板連接，上部與稱重梁連接。稱重裝置由稱重傳感器、二次儀表、信號(hào)采集卡等組成。測(cè)長(zhǎng)工位要求上料必須滿足進(jìn)料金屬線 177。在測(cè)長(zhǎng)時(shí)，測(cè)長(zhǎng)油缸推動(dòng)鋼管軸向運(yùn)動(dòng)，編碼器開(kāi)始計(jì)數(shù)。從多方面比較 ， 本套選擇使用曲軸連桿傳動(dòng)形式，其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、動(dòng)力性能優(yōu)良、現(xiàn)場(chǎng) 施工維護(hù)方便。系統(tǒng)里有多個(gè)控制器，如噴標(biāo)控制器和稱重儀表，這些控制器和儀表都有外部接口可以通過(guò) PLC對(duì)其進(jìn)行控制，也可用 RS232 或 RS485 實(shí)現(xiàn)控制器與 PC 之間的通訊，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化 控制。 PLC 通過(guò)各個(gè)按鈕和合理布置的傳感器采集信號(hào)，判斷系統(tǒng)所處狀態(tài) , 作出正確反應(yīng)，使所有動(dòng)作有條不紊的進(jìn)行。 3KG 分度值 1kg 稱重傳感器： METTLER TOLEDO CW3 顯示儀表： 8142p 天津理工大學(xué) 2020屆本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 系統(tǒng)電氣控制要求 電氣控制在硬件上由電氣柜、各種元器件和控制核心 PLC 組成。 壓力 壓縮空氣 壓力 含油量 ≤ 1mg/m^3 固體微粒半徑 ≤ 1um 2. 設(shè)備參數(shù) 鋼管參數(shù)： 鋼管直徑： 鋼管壁厚： 鋼管單根最重： 2020kg 鋼管長(zhǎng)度范圍 ： 總體設(shè)備參數(shù)： 電氣容量 90KW 設(shè) 備本體尺寸 19m179。 天津理工大學(xué) 2020屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 第二章 系統(tǒng)的分析與控制任務(wù) 設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)及要求 1. 甲方參數(shù)及工廠情況 年平均氣溫 ℃ 夏季最高平均氣溫 ℃ 冬季最低平均氣溫 ℃ 極端最高氣溫 ℃ 極端最低氣溫 ℃ 最熱（ 7月）最高平均氣溫 ℃ 最冷（ 1月）最低平均氣溫 ℃ 年平均降雨量 年最大降雨量 年最小降雨量 一天內(nèi)最大降雨量 一小時(shí)內(nèi)最大降雨量 年平均風(fēng)速 夏季 /冬季平均風(fēng)速 年主導(dǎo)風(fēng)向 北、北西、南西 夏季 /冬季主導(dǎo)風(fēng)向 南、東北、北西 夏季 /冬季大氣壓 地震強(qiáng)烈 7 度 供電 1 AC 10KV177。根據(jù)測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)的功能要求，針對(duì) PLC 系統(tǒng)的硬件特點(diǎn)，對(duì) PLC 程序進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)。 研究目的及意義 本設(shè)計(jì)的測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)鋼管生產(chǎn)線的空白，其檢測(cè)精度和表示 成果 達(dá)到了世界同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，解決了以前依靠國(guó)外進(jìn)口的困境，在很大程度上降低了成本。 ERP、 PDM 實(shí)現(xiàn)程度已經(jīng)成為企業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。利用對(duì)射光電管、編碼器 PLC、上位機(jī)等組成的光電式測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)、性能穩(wěn) 定，成本低，完全能適應(yīng)鋼管生產(chǎn)自動(dòng)測(cè)長(zhǎng)的要求。對(duì) 系統(tǒng)的 各硬件之間進(jìn)行了通訊配置 ,簡(jiǎn)單介紹了 MPI網(wǎng)絡(luò)、 PROFIBUS— DP 網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)以太網(wǎng)三種通訊網(wǎng)絡(luò)的通訊方式，采用PROFIBUS— DP 網(wǎng)絡(luò)對(duì) S7— 300PLC、 ET200 和變頻器進(jìn)行了通訊配置，對(duì) S7— 300PLC 進(jìn)行了梯形圖程序的編寫(xiě)。 七、本課題的研究步 驟 （ 1） 了解設(shè)備的工作原理； （ 2） 完成 PLC 定義點(diǎn)圖、接線端子圖、電氣原理圖及通訊系統(tǒng)圖； （ 3） 進(jìn)行 s7300 編程； （ 4） 硬件連接，利用 s7300 軟件進(jìn)行仿真； （ 5） 觀察仿真結(jié)果并分析 八、參考文獻(xiàn) [1] 西門子（中國(guó)）有限公司 SIMATICS7200 用戶手冊(cè) .北京（中國(guó)）有限公司， 1997 [2] 王化祥 .傳感器原理及應(yīng)用 .天津大學(xué)出版社， 1992 [3] 袁子榮 .液壓傳動(dòng)與控制 .重慶大學(xué)出版社， 2020 [4] 張群生 .液壓與氣壓傳動(dòng) .機(jī)械出版社， 2020 [5] 張鳳山 .電氣控制及 可編程控制器 .中國(guó)輕工業(yè)出版社， 1999 [6] 何建平 .電氣傳動(dòng) .重慶大學(xué)出版社， 2020 [7] 曹玉平 .液壓傳動(dòng)與控制 .天津大學(xué)出版社， 2020 [8] 張錚 .沖壓自動(dòng)化 .電子科技大學(xué)出版社， 2020 [9] 周恩濤 .可編程控制器原理及其在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，2020 [10] 王永華等 .現(xiàn)代電氣控制及 PLC應(yīng)用技術(shù)，北京航空航天出版社， 2020 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 簽字： 年 月 日 天津理工大學(xué)教務(wù)處制表 鋼管稱重、測(cè)長(zhǎng)設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 測(cè)長(zhǎng)部分 摘要 主要對(duì)鋼管稱重測(cè)長(zhǎng)設(shè)備中的測(cè)長(zhǎng)部分進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，報(bào)告了國(guó)內(nèi)外 鋼管的發(fā)展方向和發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)各種方案 進(jìn)行了 比較 ，明確了研究課題的意義以及研究課題的方法和手段。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境，不適宜工人在現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間的操作，因此要求在上位計(jì)算機(jī)上能夠監(jiān)控所有現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況通過(guò)時(shí)具有故障報(bào)警和自診斷功能，這樣只要在控制室里就能“看到”現(xiàn)場(chǎng)的一切動(dòng)作。某些局部協(xié)調(diào)通過(guò) PLC 自治完成。有一些供公司自己組織技術(shù)力量進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)也研制出了一些產(chǎn)品，能在一定程度上解決問(wèn)題，但產(chǎn)品大體上存在以下一些問(wèn)題： （ 1） 設(shè)備大部分只能完成單一的任務(wù)，不能再自動(dòng)生產(chǎn)線上和其他設(shè)備一起工作，使得生產(chǎn)效率低下，不能從根本上解決問(wèn)題。根據(jù)測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)的功能要求，針對(duì) PLC 系統(tǒng)的硬件特