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1、姓 名 专 业 班 级 XXXXX 论 文 名 称 变频器实习及 PLC 变频器通信项目设计 指 导 教 师 目 录第一章 前言 .31-1 工业控制网络的发展 .31-2.工业以太网技术的特点 .5第二章 实习期间主要做的事 .62-1 在电子组学习焊接及主要操作流程 .62-1-1 焊接的基础知识 .62-1-1-1 焊锡 .62-1-1-2 锡焊必须具备的条件 .72-1-2 新烙铁使用前的准备： .72-1-3 电烙铁使用时要特别注意安全 .72-1-4 锡焊五步操作法 .72-1-5 焊接质量的检查 .82-1-6 贴片元件的手工焊接技巧 .82-2 在装配组学习变频器的装配及主要操
2、作流程 .82-2-1 准备工作 .82-3-2 组装过程分步框图 .92-3 在调试组学习变频器的调试及主要操作流程 .92-3-1 调试前的准备： .92-3-2 变频器的接线和配线的检查： .102-3-4 老化后的调试 .10第三章 PLC 和变频器通信项目设计 .113-1 系统结构图 .113-1-1 汇川 PLC 硬件特点 .113-2 项目要求实现的功能 .123-3 I/O 分配 .133-4 通讯成功具备的关键点 .143-4-1 硬件上 .143-4-2 软件上 .1420:45:02 第 3 页 共 29 页 12/19/2017 毕业设计论文 指导老师： l3-4-3
3、 变频器的使用和设置 .153-4-3-1 功能指示灯说明 .163-4-3-2 变频器参数设置 .173-5 编程流程图 .173-6 源程序及图片 .193-6-1 从站 .193-6-2 主站 .21第四章 毕业设计、实习感想 .274-1 实习感想 .274-2 毕业设计感想 .28第五章 参考文献 .29第一章 前言:1-1 工业控制网络的发展工业控制网络的发展是伴随着控制系统的变革而发展起来的。控制系统经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统和近几年流行起来的工业以太网控制系统等六个阶段。对于基地式气动仪表控制
4、系统和电动单元组合式模拟仪表控制系统只是驱动方式的改变，两类控制系统只能对单一回路进行控制，而各个回路之间不能够交换信息，每一个回路是一个独立的信息孤岛，并不属于网络的范畴。随着计算机技术的发展，计算机被引入控制系统，它不仅能够完成对数据的处理操作，更主要的是可以直接根据输入的给定值、过程变量和过程中其他的测定值，通过 PID 或其它高级控制算法，得出它的操作变量即输出值送给执行机构完成控制功能。这就是我们所说的计算机集中控制系统（CCS）的控制思想。集中控制系统由于其结构简单，直接面向控制对象，尚未形成网络体系。尽管将计算机引入控制系统使得一些高级控制算法得以实现，然而，随着生产过程的复杂化
5、，软件发面需要很大的开销，并且复杂的软件结构是系统的升级能力较弱；计算机工作是需要集中控制几十个，甚至上百个回路，这就使得系统的实时性、可靠性得不到保证。 真正意义的工业控制网络体系是七十年代出现的第二代计算机控制系统:分散型控制系统 DCS(也称集散控制系统)。它是随着网络技术的发展而发展起来的，DCS 的特点是“集中管理，分散控制”，这些系统完整地体现了分散化和分层化的思想。目前所使用的 DCS 有环形、总线形和分级式几种,其中分级式应用最为普遍，如 1 所示。然而，集散控制系统也有其明显的缺点：首先，结构是多级主从关系，现场设备之间相互通信必须经过主机，使得主机负荷重、效率低，且 主机一
6、旦发生故障，整个系统就会崩溃；其次，它还是用大量的模拟信号，很多现场仪表仍然使用传统的 420mA 电流模拟信号，传输可靠性差，不易于数字化处理；第三，各系统设计厂家的 DCS 制定独立的标准，通讯协议不开放，极大的制约了系统的集成与应用，不利于现代跨国公司的进一步发展。为了克服 DCS 系统的技术瓶颈,进一步满足工业现场的需要,现场总线技术应运而生,它将系统的控制功能进一步下放，现场总线网络实际上是一种全数字化、全分散、可互操作、开放式的互联网络。他专门用于过程自动化和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互联，是现场通信网络和控制系统的集成，如图 1 所示。但是 FCS 也有许多瓶颈问题：首
7、先，现有的现场总线标难种类过多，且各有自己的优势和适用范围，用户如何取舍是比较棘手的问题；其次，控制系统中如果有多种现场总线同时存在，用户希望将工业控制系统与数据信息网络实现无缝集成，真正实现企业级管控一体化，系统功能组态会变得相对复杂；另外在本质安全、系统可靠性、数据传输速度等方面存在一些技术瓶颈或不符合现代企业对信息的要求5。20:45:02 第 5 页 共 29 页 12/19/2017 毕业设计论文 指导老师： l事实上，各种控制系统存在缺点的问题最根本原因在于控制系统德的开放性差或者开放性是有条件的，不彻底的。为了解决该问题而出现了以 TCP/IP 协议为基础的工业以太网技术，下面对
8、工业以太网技术进行详细介绍。1-2.工业以太网技术的特点以太网具有传输速度高、低耗、易于安装和兼容性好等方面的优势,由于它支持几乎所有流行的网络协议,所以在商业系统中被广泛采用。近些年来,随着网络技术的发展,以太网进入了控制领域,形成了新型的以太网控制网络技术。这主要是由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展,开放的、透明的通讯协议是必然的要求。以太网技术引入工业控制领域，其技术优势非常明显：1Ethernet 是全开放、全数字化的网络，遵照网络协议不同厂商的设备可以很容易实现互联；2 以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接，形成企业级管控一体化的全开放网络1，如图 2 所示；
9、3 软硬件成本低廉，由于以太网技术已经非常成熟，支持以太网的软硬件受到厂商的高度重视和广泛支持，有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择；4 通信速率高，随着企业信息系统规模的扩大和复杂程度的提高，对信息量的需求也越来越大，有时甚至需要音频、视频数据的传输，目前以太网的通信速率为 10M、100M 的快速以太网开始广泛应用，千兆以太网技术也逐渐成熟，10G 以太网也正在研究，其速率比目前的现场总线快很多。5 可持续发展潜力大，在这信息瞬息万变的时代，企业的生存与发展将很大程度上依赖于一个快速而有效的通信管理网络，信息技术与通信技术的发展将更加迅速，也更加成熟，由此保证了以太网技术不断地持续向前发
10、展。以太网进人工业控制领域，同样也存在一些问题，其中主要的是：1 实时性问题：以太网采用的 CSMACD 的介质访问控制方式，其本质上是非实时的。一条总线上挂多个节点平等竞争总线，等待总线空闲。这种方式很难满足工业控制领域对实时性的要求。这也是以太网技术进入工控领域的技术瓶颈；2 对工业环境的适应性与可靠性：以太网是按办公环境设计的，需要使抗干扰能力、外观设计等符合工业现场的要求。3 适用于工业自动化控制的应用层协议，目前信息网络中定义的应用层协议所定义的数据结构等特性不适合应用于工业过程控制领域现场设备之间的实时通信。因此，还需定义统一的应用层规范。 4 本质安全和网络安全：工业以太网如果用在易燃易爆的危险工作场所，必须考虑本质安全问题。另外，工业以太网由于使用了 TCP/IP 协议，因此可能会受到包括病毒、黑客的非法入侵与非法操作等网络安全威胁。5QOS(Quality of Servi
