【正文】 （ 2021） .西門子 PLC 編程技術及工程應用 .機械工業(yè)出版社。 7 參考文獻 ，劉偉強，鄒偉，朱海兵（ 2021） .變頻器基礎及應用 .冶金工業(yè)出版社。同時 感謝同組同學的默契配合，同樣感謝三年來給予我支持和幫助的所有老師和同學。其嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力，與無微不至、感人至深的人文關懷，令人如沐春風，倍感溫馨。三年來，我的師長、我的 領導、我的同學給予我的關心和幫助，使我終身收益，我真心地感謝他們 . 在本文的撰寫過程中，張福杰老師作為我的指導老師，她治學嚴謹，學識淵博，視野廣闊，為我營造了一種良好的學術氛圍。希望這次的經(jīng)歷能夠激勵我在以后的學習與工作中繼續(xù)進步。雖然我的論文還有很多不足之處，但我可以自豪的說，這里面的每一個文字，每一幅圖畫，都有我的勞動，看著自己的程序完美的運行，什么都已不重要。 P0003=2 設用戶訪問極為擴展級 P0004=7 命令和數(shù)字 I/O P0701 1 17 選擇固定頻率（二進制編碼 +ON） P0702 1 17 選擇固定頻率（二 進制編碼 +ON） P0703 9 17 選擇固定頻率（二進制編碼 +ON） P0704 15 17 選擇固定頻率（二進制編碼 +ON） P0003=1 設用戶訪問級為標準級 P0004=10 設定值通道和斜坡函數(shù)發(fā)生器 P1000 2 3 選擇“固定頻率設定值” P0003=2 設用戶訪問極為擴展級 P0004=10 設定值通道和斜坡函數(shù)發(fā)生器 P1001 0 30 設置固定頻率 1 P1002 5 50 設置固定頻率 2 P1003 10 30 設置固定頻率 3 P1004 15 50 設置固 定頻率 4 即將希望電機運行的兩個運行頻率分別設置在參數(shù) P1001P1004 中 (2)將 4 個按鈕開關 SB1 SB1 SB1 SB1按不同的通斷狀態(tài)進行組合，即可獲得相應的固定運行頻率，見下表： 表 運行頻率設置參數(shù)表 固定頻率 SB17 (DIN4) SB16 (DIN3) SB15 (DIN2) SB14 (DIN1) 對應頻率所設置的參數(shù) 1 0 0 0 1 P1001 2 0 0 1 0 P1002 3 0 1 0 0 P1003 4 1 0 0 0 P1004 無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)論文 37 PLC 與變頻器的連接 （ 1） PLC 與變頻器連接方案一 圖 PLC與變頻器連接方案一 （ 2） PLC 與變頻器連接方案二 圖 PLC與變頻器連接方案 二 無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)論文 38 5 結(jié)束語 經(jīng)過這幾個月的努力和工作，我終于完成了《 PLC+變頻器在運料小車系統(tǒng)中的應用》的論文，從開始接到論文題目到系統(tǒng)的實現(xiàn)，再到論文文章的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學期間獨立完成的最大的項目。 圖 小車處于 2號位，按下 SB3,小車右行 圖 按下 SQ3，小車停止右行，停在 3號位 ②小車處于 3 號位的右側(cè)（假設 4號位），仿真如圖 所示，圖 。 無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)論文 33 圖 3號位，按下 SB2,小車左行 圖 按下 SQ2，小車停止左行，停在 2號位 無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)論文 34 （ 3）呼叫 3 號位。 無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)論文 32 ①小車處于 1 號位，仿真如圖 所示，圖 所示。 （ 1）呼叫 1號位，小車處于 1 號位右側(cè)（假設 3 號位），仿真如圖 所示，圖 所示。⑤按下 SB5，如果小車處 于 5 號位，則停止不動；否則小車右行。③按下 SB3，此時如果小車處于 3號位的左側(cè)，則 SQ SQ2 中的任意一個被壓下，則小車右行；如果小車處于3號位的右側(cè)，則 SQ SQ5 中的任意一個被壓下，則小車左行；如果小車處于 3號位，則小車停止不動。 圖 PLC編程 接變頻器 24V 無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)論文 29 圖 PLC編程 圖 PLC編程 圖 PLC編程 無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)論文 30 圖 PLC編程 有關說明：①按下 SB1，如果小車處于 1號位，則停止不動；否則小車左行。 表 輸入輸出表 功能 功能 輸入 一號位的啟動開關 SB1 一號位的行程開關 SQ1 二號位的啟動開關 SB2 二號位的行程開關 SQ2 三號位的啟動開關 SB3 三號位的行程開關 SQ3 四號位的啟動開關 SB4 四號位的行程開關 SQ4 五號位的啟動開關 SB5 五號位的行程開關 SQ5 輸出 小車左行 小車右行 輸入輸出接線圖如下圖 所示。 無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)論文 26 圖 組合式 PLC組成示意圖 4. PLC+變頻器在運料小車控制系統(tǒng)中的應用 運料小車系統(tǒng)的控制要求 用 PLC（ S7200）和變頻器（ MM44O）組合對生產(chǎn)線中的小車自動運行進行設計、安裝（電路）與調(diào)試 ,如圖 所示。 圖 整體式 PLC組成示意圖 ②組 合式結(jié)構 組合式結(jié)構的 PLC 是將中央處理器單元（ CPU）、存儲器、輸入單元、智能單元、通訊單元等分別做成相應的電路板或模塊，各模塊間通過總線底板連接。 隨著 PLC 技術的飛速發(fā)展，某些小型 PLC 也具有中型機和大型機的功能，這也是 PLC 發(fā)展的趨勢。 無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)論文 25 ③大型 PLC 總點數(shù)大于 1024 點，具有計算、控制、調(diào)節(jié)等功能，強大的網(wǎng)絡結(jié)構和通訊能力， CRT 顯示，用于自 動化生產(chǎn)線的控制、工廠自動化控制和集散控制系統(tǒng)。典型的機型有歐姆龍的 CH200 系列，西門子公司的 S7300 系列等。 ②中型 PLC 總點數(shù)在 2561024 之間的稱為中型機，用戶程序存儲容量在 4K 左右。這類 PLC 的價格低廉，體積小，適用于單臺設備開發(fā)。用戶程序存儲容量在 4K 左右。 （ 4）在編程手段上直觀、簡單、方便，易于各行各業(yè)的工程技術人員掌握。 （ 3）在功能上可進行開關邏輯控制、閉環(huán)過程控制、位置控制、數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控、多 PLC 分布式控制等功能。 （ 2）在性能上具有可靠性。 （ 1）在結(jié)構上具有模塊結(jié)構特點。 總之，循環(huán)掃描、分別工 作是 PLC 控制系統(tǒng)工作的特點。 刷新輸出階段 在所有的指令執(zhí)行完之后，將元件映像寄存器中所有與輸出相關的寄存器狀態(tài)送給輸出寄存器。 執(zhí)行程序階段 PLC 根據(jù)從左到右，先上后下的順序掃描原則，逐點掃描。 PLC 經(jīng)過這 5 個過程，稱為一個掃描周期，一個掃描周期完成后，又重新執(zhí)行上述過程，如此周而復始不斷循環(huán)。 ④執(zhí)行程序 如果 PLC 處于運行狀態(tài)，中央處理器（ CPU）將逐條執(zhí)行用戶指令程序，記按程序要求對數(shù)據(jù)進行邏輯、算術運算，再將接過送到狀態(tài)寄存器中 。然后進入下一步。自診斷內(nèi)容為 I/O 部分、存儲器、 CPU 等，若發(fā)現(xiàn)異常，則停機，并顯示出錯；若正常，則繼續(xù)向下掃描。 PLC 則采用循環(huán)掃描的工作方式，整個工作過程可分為 5 個階段：自診斷，通訊處理，掃描輸入，執(zhí)行程序，刷新輸出，其工作過程如圖 所示。 PLC 的基本工作原理 的工作流程 PLC 雖然具有與微機相似的結(jié)構特點，但它的工作方式與微機不同。 （ 2）用戶程序 用戶程序是用戶根據(jù)工程現(xiàn)場的生產(chǎn)過程和工藝要求、使用 PLC 生產(chǎn)廠家提供專用編程語言而自行編制的應用程序。 ②用戶指令解釋程序 — 將用戶指令變成機器語言（二進制機器碼）。 系統(tǒng)自檢測 — 內(nèi)部電路故障、用戶程序語法錯誤。 軟件 用戶 程序 — PLC 使用者編寫的，用于實現(xiàn)具體控制任務的。 軟件系統(tǒng) PLC 軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件和用戶軟件兩大部分。 （ 6）編程器 編程器一種是專用編程器，如手持式或臺式專用編程器。 （ 4） I/O 擴展電路 小型 PLC 的輸入輸出接口是與中央處理器單元 CPU 集成在一起的，為了滿足被控制設備輸入輸出接口點數(shù)較多的要求，常需要擴展數(shù)字量輸入輸出模塊；為了滿足模擬量控制要求，需要擴展模擬量輸入輸出模塊，如 A/D、 D/A。對于交流 220V 的小型整體式 PLC，其內(nèi)部有一個開關電源，此電源一方面為 PLC 內(nèi)部電路提供 5V 工作電源，另一方面可為外部輸入元件提供直流 24V 電源。 無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)論文 21 圖 繼電器（交、直流）輸出接口電路 （ 3）電源 PLC 一般使用 220V 單相交流電源，也有的使用 24V 直流電源。當用于交流時。 圖 晶閘管（交流）輸出接口電路 繼電器（交、直流）輸出接口電路 如圖 所示，繼電器輸出接口電路本身有隔離的功能，當內(nèi)部有輸出時，相應的繼電器吸合，使外部負載電路接通。晶體管輸出接口電路只是用于直流負載為感性時，需要在負載兩端并聯(lián)釋放電路。 圖 交、直流輸入接口電路 上述三種輸入電路都采用了光電耦合電路，由于外部輸入信號是通過光電耦合送到 PLC 內(nèi)部電路，沒有電路上的連接，所以具有抗干擾能力。它為交流 100200 或者200240V 交流輸入接口電路。 圖 直流輸入接口電路 無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)論文 19 交流輸入接口電路 如圖 所示， C 為 隔直電容。當輸入端開關 S閉合時，光電耦合器 T導通， TTL 高電平信號送 PLC 內(nèi)部電路。 ① 關量輸入接口電路 直流輸入接口電路 如圖 所示（途中只畫出了一個輸入端口電路）， RR2 為分壓電阻， C 為濾波電容， T為光電耦合器。 （ 2）輸入 /輸出接口 輸入 /輸出接口是 PLC 與外界輸入 /輸出設備進行連接的接口電路。存儲器的類型如圖 所示。打印機、上位計算機等）通訊處理； ? 掃描輸入裝置狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并存入印象寄存器； ? 在 PLC 處于運 行狀態(tài)時，按順序逐條執(zhí)行用戶程序，根據(jù)執(zhí)行結(jié)果更新有關的寄存器和輸出印象寄存器； ? 將與輸出相關的數(shù)據(jù)寄存器和輸出印象寄存器的內(nèi)容送給輸出電路。 硬件系統(tǒng) PLC 硬件系統(tǒng)組成如圖 所示。由于 r2 的設定值隨著溫度的增加而得到補償，保證了輸出轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定。 為了解決上述問題，通常采用在電動機定子繞組中設置溫度檢測器件，并根據(jù)檢測結(jié)果對 r2值進行估算后進行補償?shù)姆绞?。例如，電?機轉(zhuǎn)子的等效電阻 r2就很容易受到溫度的影響而發(fā)生變化，而這種變化又將直接造成變頻器中控制參數(shù)的誤差和引起電動機輸出轉(zhuǎn)矩的變化。 為了保證進行矢量控制時變頻器控制算法中所得到的參數(shù)實際參數(shù)一致，在新型變頻器中通常都沒有參數(shù)自調(diào)整功能。所以，對異步電動機進行矢量控制和進行轉(zhuǎn)差頻率控制時一樣，除了必須準確地檢測電動機的轉(zhuǎn)速外，還必須準確掌握電動機的內(nèi)部參數(shù) M和 r2并將這些參數(shù)輸入變頻器的控制算法。 當按照上述方式實現(xiàn)矢量控制時，就可以根據(jù)式（ ）對電動機的實際轉(zhuǎn)速進行推算，從而實現(xiàn)無速度傳感器的矢量控制。但是，隨著傳感器技術的發(fā)展和現(xiàn)代控制理論在變頻調(diào)速技術中的應用，人們發(fā)現(xiàn)，即使不在異步電動機中直接安裝磁通監(jiān)測裝置，也可以在變頻器內(nèi)部得 到與磁通相應的量，并由此得到了所謂的無速度傳感器的矢量控制方式。雖然磁場定位矢量控制方式在理論上早已得到了驗證，但由于實現(xiàn)這種控制無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)論文 16 方式時需要在異步電動機內(nèi)安裝刺痛監(jiān)測裝置，一直未能得到推廣和應用。 但是，在基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式中，除了按照上述方式對異步電動機進行定常狀態(tài)時的控制外，還要根