【正文】 也感謝我在123求學(xué)期間結(jié)識(shí)的好友，給予我的幫助、鼓勵(lì)和支持，在此一并感謝。并希望在今后的學(xué)習(xí)和工作中繼續(xù)得到導(dǎo)師的教導(dǎo)。在此期間，老師多次詢問(wèn)我的課題進(jìn)度，提醒我該注意的問(wèn)題，并在我課題遇到困難時(shí)，給予了我耐心的指導(dǎo)和幫助。導(dǎo)師給我提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境、以及社會(huì)實(shí)踐的機(jī)會(huì)。導(dǎo)師以其嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的責(zé)任心和敬業(yè)精神，給予我極大的幫助與鼓勵(lì)。同時(shí)利用西門子公司的Protool/pro組態(tài)軟件設(shè)計(jì)良好的人機(jī)界面以下載至觸摸屏，以及實(shí)現(xiàn)其與PLC的通信。 重點(diǎn)解決了系統(tǒng)中的監(jiān)控畫面、PLC程序設(shè)計(jì)的問(wèn)題以及上下位機(jī)之間的通信問(wèn)題。上位機(jī)選擇觸摸屏主要完成系統(tǒng)的組態(tài)、監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置和開(kāi)關(guān)量置位。 根據(jù)要求，此系統(tǒng)要能達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況、運(yùn)行數(shù)據(jù)都可以在司機(jī)控制室掌握，用戶在控制室可以通過(guò)人機(jī)界面來(lái)設(shè)置變頻器的運(yùn)行頻率、啟動(dòng)和停止電機(jī)，并且變頻器的故障信息可以在人機(jī)界面上反映出來(lái)，以用來(lái)提示用戶。盡量不要將PLC安裝在多塵、有油煙、有導(dǎo)電灰塵、有腐蝕性氣體、振動(dòng)、熱源或潮濕的地方。 (6)引至PLC柜的電纜要盡量遠(yuǎn)離那些會(huì)產(chǎn)生電磁干擾的裝置。盡量縮短模擬量I/0信號(hào)線的長(zhǎng)度，并采用雙芯屏蔽線作為信號(hào)線。所以，對(duì)數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)，在任何情況下，都必須分開(kāi)電纜進(jìn)行傳輸。 (3)多芯電纜中的備用芯線也要一端接地，一則擴(kuò)大屏蔽作用，二則抑制芯線間的信號(hào)串?dāng)_及外部干擾。 (1)輸入信號(hào)電纜、輸出信號(hào)電纜和電力電纜都要分開(kāi)敷設(shè)，不能扎在一起。所以在本系統(tǒng)中也不例外，有必要考慮PLC的抗干擾措施。報(bào)警處理由畫面元素和PLC變量直接對(duì)應(yīng)，無(wú)需編程。(2)在啟動(dòng)設(shè)備時(shí)，逐步開(kāi)啟報(bào)警。所以在PLC程序中始終對(duì)相應(yīng)的傳感器輸入信號(hào)進(jìn)行掃描，一旦有諸于變頻器故障，超重等故障，應(yīng)馬上切斷該設(shè)備，并啟動(dòng)蜂鳴器，進(jìn)行報(bào)警。 采用上述方法，我們可以很好地控制網(wǎng)帶的速度并查詢變頻器的狀態(tài)，把診斷信息反饋給PLC. （三）PID控制模塊橋式起重機(jī)主副起升機(jī)構(gòu)速度的控制，是一現(xiàn)很重要的技術(shù)指標(biāo)，本系統(tǒng)由通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)得電機(jī)速度，由數(shù)模轉(zhuǎn)換卡轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，傳遞給變頻器，與設(shè)定速度進(jìn)行比較，采用常規(guī)的 PID算法在控制效果上就能夠達(dá)到較為理想的結(jié)果，所以，本系統(tǒng)起升機(jī)構(gòu)控制方案為常規(guī)的數(shù)字PID算法并結(jié)合PLC中的PID控制模塊來(lái)控制。 (3)通過(guò)調(diào)用DRV_ CTRL指令來(lái)控制指定的變頻器，如啟停，控制方向，設(shè)定速度，查詢變頻器返回的狀態(tài)字等。標(biāo)志為激活的任何變頻器都自動(dòng)地在后臺(tái)進(jìn)行輪詢控制，匯集狀態(tài)，并防止變頻器的串行鏈路超時(shí)。這取決于連續(xù)的變頻器數(shù)目，波特率，以及CPU的掃描時(shí)間。STEP 7Micro/Win32軟件工具包提供了LISS通信協(xié)議，從減少軟件的工作量和提高可靠性出發(fā)，我們采用LISS協(xié)議來(lái)完成PLC與變頻器的通信。 其中按鈕模塊主要處理各電機(jī)和電磁閥的啟?？刂?。除此之外，另一個(gè)任務(wù)就是接受上位機(jī)的控制命令，以進(jìn)行自動(dòng)采樣。該工具軟件包為S7200CPU與其它系統(tǒng)部件(如觸摸屏、變頻器)的使用提供了便利。STEP 7micro/win32軟件還附帶一些控制程序模塊，如PID調(diào)節(jié)模塊，這些模塊可以從主控制程序中直接調(diào)用，以便實(shí)現(xiàn)不同的功能。 系統(tǒng)變量表SymbolcontrolAddressDatatypeInitialvaluementDCPIPLC_1VW14WORD0驅(qū)動(dòng)大車頻率設(shè)置DCYOUPLC_1BOOL0驅(qū)動(dòng)大車右行輸出點(diǎn)DCZHUOPLC_1BOOL0驅(qū)動(dòng)大車左行輸出點(diǎn)DCBPBJPLC_1BOOL0大車變頻器故障信號(hào)DCGZBJPLC_1BOOL0大車故障信號(hào)DCTIPLC_1BOOL0閉合大車電機(jī)的繼電器DCSXPLC_1VW12WORD0大車電機(jī)速度輸出值FGPIPLC_1VWOWORD0驅(qū)動(dòng)副鉤電機(jī)頻率設(shè)置FGSSPLC_1BOOL0驅(qū)動(dòng)副鉤上升輸出點(diǎn)FGSXPLC_1VW2WORD0副鉤電機(jī)速度輸出值FGTIPLC_1BOOL0閉合副鉤電機(jī)的繼電器FGXJPLC_1Q205BOOL0驅(qū)動(dòng)副鉤電機(jī)下降輸出點(diǎn)FGBPBJPLC_1BOOL0副鉤變頻器故障信號(hào)FGCZBJPLC_1BOOL0副鉤超重報(bào)警信號(hào)FGGZBJPLC_1BOOL0副鉤故障信號(hào)XCHOUPLC_1BOOL0驅(qū)動(dòng)小車后行輸出點(diǎn)XCPIPLC_1VW4WORD0驅(qū)動(dòng)小車頻率設(shè)置XCQIPLC_1BOOL0驅(qū)動(dòng)小車電機(jī)前行輸出點(diǎn)XCSXPLC_1VW6WORD0驅(qū)動(dòng)小車電機(jī)速度輸出值XCTIPLC_1BOOL0閉合小車電機(jī)的繼電器XCBPBJPLC_1BOOL0小車變頻器故障信號(hào)XCGZBJPLC_1BOOL0小車故障信號(hào)ZGPIPLC_1VW8WORD0驅(qū)動(dòng)主鉤電機(jī)頻率設(shè)置ZGSSPLC_1BOOL0驅(qū)動(dòng)主鉤電機(jī)上升輸出點(diǎn)ZGSXPLC_1VW10WORD0驅(qū)動(dòng)主鉤電機(jī)速度輸出值ZGTIPLC_1BOOL0驅(qū)動(dòng)主鉤電機(jī)繼電器閉合ZGXJPLC_1BOOL0驅(qū)動(dòng)主鉤電機(jī)下降輸出點(diǎn)ZGBPBJPLC_1BOOL0主鉤變頻器故障信號(hào)ZGCZBJPLC_1BOOL0主鉤超重報(bào)警信號(hào)ZGGZBJPLC_1BOOL0主鉤故障報(bào)警信號(hào) PLC程序設(shè)計(jì) PLC編程軟件概述 S7200的編程語(yǔ)言是STEP 7micro/win32，它是用于S7200系列PLC進(jìn)行編程、調(diào)試的全新軟件，它是在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)工EC11313的基礎(chǔ)上建立的，可以用LAD, FBD和STL來(lái)編程。它是通信的關(guān)鍵。變量有兩種類型:全局變量和局部變量。上位機(jī)和PLC之間的通信如下： 硬件:上位計(jì)算機(jī)(PC)通過(guò)CP5611卡與可編程控制器(PLC)的串行通信接口連接，對(duì)PLC進(jìn)行集中監(jiān)視和管理。S7200向人機(jī)界面產(chǎn)品提供全局?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)。協(xié)議支持的波特率為9600KB/s到12MB/s。這些設(shè)備包括從簡(jiǎn)單的輸入或輸出模塊到電機(jī)控制器和可編程控制器。Profibus協(xié)議通常用于實(shí)現(xiàn)分布式I/0設(shè)備(遠(yuǎn)程式I/0)的高速通信。在MPI網(wǎng)中，S7200作為從站，從站之間不能通信，S7300/400作為主站，當(dāng)然主站也可以是編程器或HMI產(chǎn)品。應(yīng)用MPI協(xié)議組成的網(wǎng)絡(luò)。PPI是一個(gè)主/從協(xié)議，在這個(gè)協(xié)議中，S7200一般作為從站，自己不能發(fā)送信息，只有當(dāng)主站，如西門子編程器、TD200等HMI，給從站才進(jìn)行響應(yīng)?？梢酝ㄟ^(guò)PC/PPI電纜或兩芯屏蔽雙絞線進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。 PPI通信協(xié)議是西門子專門為S7200系列PLC開(kāi)發(fā)的一個(gè)通信協(xié)議。根據(jù)所使用的S7200CPU，網(wǎng)絡(luò)可以支持一個(gè)或多個(gè)協(xié)議，包括通用協(xié)議和公司專用協(xié)議。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，控制系統(tǒng)應(yīng)具備的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，名稱、。 (3)保護(hù)功能:主副機(jī)構(gòu)上升限位、下降限位、大車限位、小車限位、主副機(jī)構(gòu)及大小車電機(jī)的保護(hù)等。 對(duì)橋式起重機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的基本要求 (1)主、副機(jī)構(gòu)升降速度調(diào)節(jié)。 電阻值的計(jì)算式中 一直流回路電壓，V一制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，一電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩(在附加電阻制動(dòng)的情況下，電機(jī)自損耗約為電機(jī)額定功率的20%左右)，一電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩(在附加電阻制動(dòng)的情況下，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速),r/min在制動(dòng)晶體管和制動(dòng)電阻構(gòu)成的能耗回路中最大電流受晶體管許用電流Ic的限制，因此在選擇制動(dòng)電阻值時(shí)不可小于其最小制動(dòng)電阻值Rmin，即 (Ω)式中一直流回路電壓，V一制動(dòng)晶體管允許的最大電流，A因此，制動(dòng)電阻應(yīng)按 的關(guān)系選用。在能量消耗的同時(shí)加速了轉(zhuǎn)速的減小，該能量消耗得愈多，制動(dòng)時(shí)間愈小，此裝置即為變頻器的制動(dòng)單元。常在其直流電路中加接一檢測(cè)直流電壓的晶體管。同時(shí)，交流電抗器的接入還可起到降低電機(jī)噪聲、改善起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、在電機(jī)輕載時(shí)改善電機(jī)功率因數(shù)的作用。 接觸器 接觸器在變頻器主回路中僅在變頻器輔助器件或控制回路故障時(shí)起斷開(kāi)主回路的作用，一般不作回路開(kāi)斷器件用，故可按電機(jī)額定電流選用接觸器容量，無(wú)須按開(kāi)斷次數(shù)考核其壽命。 變頻器系統(tǒng)器件由斷路器、接觸器、電抗器、變頻器、制動(dòng)電阻及制動(dòng)單元組成。SIMATIC S7200系列是西門子公司小型可編程序控制器，可以單機(jī)運(yùn)行，由于它具有多種功能模塊和人機(jī)界面(HMI)可供選擇，所以系統(tǒng)的集成非常方便，并且可以很容易地組成PLC網(wǎng)絡(luò)。： 變頻器參數(shù)設(shè)置參數(shù)號(hào)參數(shù)值說(shuō)明P0026加減時(shí)間秒P0036減速時(shí)間秒P00551檔速度P0063附加數(shù)字給定P0070開(kāi)關(guān)量輸入控制P0516固定頻率5開(kāi)關(guān)P0526固定頻率4開(kāi)關(guān)P0536固定頻率3開(kāi)關(guān)P05410故障復(fù)位P0551運(yùn)行右轉(zhuǎn)P03562運(yùn)行左轉(zhuǎn)P0465固定頻率5P04415固定頻率4P04325固定頻率3P0616故障P0624外部制動(dòng)控制P0770V/f特性(大車多電機(jī))P0771FCC特性(小車單電機(jī)) PLC的選用 目前PLC使用性能較好的有SIEMENS公司、日本的三菱、歐姆龍、美國(guó)的AB公司。故最終尚需驗(yàn)證電機(jī)和變頻器額定電流，即 電壓型變頻器可以一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電機(jī)，其并聯(lián)運(yùn)行且變頻器短時(shí)過(guò)載能力為150%、 60%時(shí)，如電機(jī)加速時(shí)間在300s內(nèi)有小于60s的加速時(shí)間，則并要求 式中—負(fù)載所要求的電機(jī)軸輸出功率—并聯(lián)電機(jī)的臺(tái)數(shù)—同時(shí)