《M218指导书(试用)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《M218指导书(试用)（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中北大学.施耐德电气联合实验室配置A实验指导书第一章 配置A介绍配置A：变频器ATV312PLCM218直接启动变频调速触摸屏配置A开发平台一配置A的功能特点：基本自动化平台供本科生在完成以下实验的基础上进行更大范围的开发： 电机直接启动 电机正反转控制 电机调速：变频器控制 模拟量控制 多段速控制 通讯控制 PID控制 温度控制 Modbus通讯 触摸屏操作界面目标应用：l 暖通空调 制冷机组 l 新风机组 l 玻璃机械l 包装机械l 物料输送l 建筑机械：l 起重机第一章可编程控制器简介可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器PLC（ProgrammableLogi
2、cController），目的是用来取代继电器。以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。提出PLC概念的是美国通用汽车公司。PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内,使控制器和被控对象连接方便。 70年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的PLC已不再是仅有逻辑(Logic)判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。国际电
3、工委员会(IEC)颁布的可编程控制器标准草案中对可编程控制器作了如下的定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的设计。可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的普及推广应用。 可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点
4、。 可靠性高，抗干扰能力强； 编程直观、简单； 适应性好； 功能完善，接口功能强。目前PLC已广泛应用于冶金、矿业、机械、轻工等领域，加速了机电一体化的进程。一、 PLC的结构及各部分作用 PLC硬件系统结构图 从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 1.CPUCPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用
5、扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。 在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号
6、控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。 2.I/O模块PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。 开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信
7、号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下： 开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。 模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。 除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。 按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。3.存储器存储器按照存储方式可分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。PL
8、C内部所使用的存储器，按其用途可以分为系统程序存储器、用户程序存储器、内部数据存储器。 4. 电源模块PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。 5.编程器编程器是PLC很重要的外部设备，它主要由键盘、显示器组成。编程器分简易型和智能型两类。小型PLC常用简易编程器，大、中型PLC多用智能编程器。编程器的作用是编制用户程序并送入PLC程序存储器。利用编程器可检查、修改、调试用户程序和在线监视PLC工作状况。现在许多PLC采用和计算机联接，并利用专用的工具
9、软件进行编程和监控。 二 PLC基本工作原理PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输
10、入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作二、 TM218LDAE24DRHN的主要功能施耐德电气在推出了SOMAchine平台下的M238/M258PLC产品后，又推出了全面满足工业过程控制和基础设施自动化控制要求的小型PLCM218PLC产品。精巧的外形M218PLC的模
11、块采用结构紧凑的外形，高度仅94.5mm,深度仅87.5mm,大大节省了安装空间。M218PLC还提供了多种IO模块，支持绝大多数Twido TM2系列IO模块及部分TWD系列高功能模块。M218PLC在CPU模块上集成了许多通信端口，如USB、串口、Etherenet端口。强大的性能M218PLC拥有功能强大的高性能处理器，具有出色的布尔量、整型、浮点数处理能力。拥有高达1024KB用户内存，最多可存储10K条指令。M218PLC还提供了多种专用功能，如高速计数、脉冲输出等，便于实现多种复杂控制应用。100-240V AC电源14点离散量输入，包括4点快速输入可作为2路/4路高速计数10点继
12、电器输出miniUSB-B编程口RS-485串行通讯口X2以太网接口TM218LDAE24DRHN第三章变频器简介变频器工作原理主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。整流器最近大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功
13、率方向可逆，可以进行再生运转。平波回路在整流器整流后的直流电压中，含有电源6倍频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动，采用电感和电容吸收脉动电压（电流）。装置容量小时，如果电源和主电路构成器件有余量，可以省去电感采用简单的平波回路。逆变器同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。以电压型pwm逆变器为例示出开关时间和电压波形。 控制电路是给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的回路，它有频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电
14、路”，将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”，以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。 （1）运算电路：将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。 （2）电压、电流检测电路：与主回路电位隔离检测电压、电流等。 （3）驱动电路：驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。 （4）速度检测电路:以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg等)的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。 （5）保护电路:检测主电路的电压、电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停
15、止工作或抑制电压、电流值。二ATV312主要功能友好的 HMI 强劲的体魄 : 标准加强涂层内置通讯协议: Modbus CAN Open 通讯 附件 : Can Open菊花链+Modbus,3个RJ45 兼容主流通讯 双通讯口新的调试软件 SoMove 方便维护和接线 可拆卸控制卡 新的支持软件 提高客户效率满足ROHS 完全兼容ATV31: 延长机械寿命 第四章电机直接启动器简介电机启动器，是用于辅助电机启动的设备，使电机启动平稳，对电网的冲击小，还能实现对电机的软停车、制动、过载和缺相保护等。电机启动器主要用于大型电机和异步电机中。配置A所用的TeSys U系列马达起动器是一种创新的一体式马达起动-保护装置，将传统的三元件起动-保护方案集成于一体内，大幅减少了空间占用和接线时间，同时，因为新技术的应用，Tesys U在更小的体积内，实现了更为强大的功能。T
