《PLC与变频器控制电机多段速》由会员分享,可在线阅读,更多相关《PLC与变频器控制电机多段速(23页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、成绩 电气工程系统设计报告书 题 目 基于PLC、变频器控制电机的多段速 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 11电气(一)班 组 长 姓 名 周 颖 同 组 学 生 李静 洪润娜 设 计 地 点 工科楼 设 计 学 时 2周 指 导 教 师 刘旭明等 金陵科技学院教务处制目 录一、 设计任务和要求 1二、 设计思路 1三、 系统硬件设计 13.1 PLC13.2变频器33.3 I/O接线图设计 9四、 系统软件设计10 4.1 系统流程图 10 4.2 程序编制步骤 10五、 调试过程与结果 14六、 总结与体会 14七、 参考资料14八、 附录15一、 设计任
2、务和要求电气工程系统设计是考察学生利用大学学过的专业知识,进行综合的系统方案设计并最终完成系统硬件连接和软件调试,能够使学生对电气工程与自动化的专业知识进行综合应用,培养学生的自主学习能力、工程实践能力、创新能力和团队协作能力,撰写一篇符合规范的设计说明书或技术总结报告文档,并参加答辩,为后续的毕业设计奠定基础。要求完成的工作量包括:1) 搭建所设计的系统硬件电路,完成系统调试,实现设计功能,并在验收现场演示运行效果。2) 设计结束,对设计成果进行五分钟PPT汇报,并参与答辩。3) 设计结束,上交开题报告书及技术报告等相关设计材料。二、 设计思路本系统主要由控制信号、控制台、PLC、变频器、三
3、相电动机组成,由图可知,本文通过PLC控制变频器达到变频调速的目的,从而实现交流电机的正转、起停、加速、减速控制以及速度的调节,并且能够在在控制台上进行操作,控制电机调速。用PLC、变频器设计一个电动机的七速运行的控制系统。其控制要求如下:按下起动按钮,电动机以15Hz速度正传,按下功能2速键后转为20Hz速度运行,按下功能3速键转为35Hz速度运行,按下4速键转为40Hz速度运行,按下5速键变为55Hz速度运行,按下6速键变为60Hz速度运行,按下7速键以频率为75Hz速度运行,也可进行减速调节,按停止按钮,电动机即停止。三、 系统硬件设计3.1 PLC基本结构:本次实践采用的PLC型号为F
4、X3U64M。可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同,基本构成为:电源、CPU运算和控制中心、存储器、输入输出接口电路、编程器。 电源电压:AC100240V 电源电压允许范围:AC85264V 额定频率:50/60Hz 允许瞬时停电时间:对l0ms以下的瞬时停电会继续运行。电源电压为AC200V的系统时,可以通过用户程序,可在10100ms之间更改。 电源保险丝:250V 3.15A 冲击电流:最大30A 5ms以下/AC100V,最大65A 5ms以下/AC200V 消耗功率:45W DC24V供给电源:600mA以下 DC5V内置电源:500m
5、A以下 输入形式:漏型/源型 输入点数:32 输入的连接方式:拆装式端子排(M3螺丝) 输入信号电压:AC电源型:DC24V 10% DC电源型:DC16.828.8V 输入阻抗:X000X005(3.9K) X006X007(3.3K) 输入信号电流:X000X005(6mA/DC24V) X006X007(7mA/DC24V) ON输入感应电流:X000X005(3.5mA以上) X006X007(4.5mA以上) OFF输入感应电流:1.5mA以下 输入信号形式:无电压触点输入 漏型输入时:NPN开集电极型晶体管 源型输入时:PNP开集电极型晶体管 输入回路隔离:光耦隔离 输入动作的显示
6、:光耦驱动时面板上的LED灯亮 输入回路结构图 输出种类:继电器 输出点数:32 输出的连接方式:固定式端子排(M3螺丝) 拆装式端子排(M3螺丝) 外部电源:AC240V以下 最大电阻负载:2A/1点 每个公共端的合计负载电流如下: 输出1点/1个公共端:2A以下 输出4点/1个公共端:8A以下 输出8点/1个公共端:8A以下 最大感性负载:80VA 最小负载:DC5V 2mA 开路漏电流:无 输出响应时间:约10mS 回路隔离:机械隔离 输出动作的显示:继电器线圈通电时面板上的LED灯亮 输出回路结构图3.2 变频器本次实践采用的变频器型号为FR-A700。将电网电压提供的恒压恒频转换成电
7、压和频率都可以通过控制改变的转换器,使电动机可以在变频电压的电源驱动下发挥更好的工作性能。3.2.1 变频器与PLC的接法RHRMRL频率001H1010H2011H3100H4101H5110H6111H7当然上图只是PLC与变频器的原理接线图,仅仅是对频率改变的接线图,在具体的实践上端子STR(反转)、STF(正转)要与PLC的输出端相连。我们的实验中不需要电机反转,所以多接了STF。通过对RL、RM、RH置数,可以得到23=8,除去“0、0、0”的可能性,一共有七种频率,这就是我们要实现的七段速。3.2.2 变频器与电机的接法三相电机和变频器都是380V供电,对于平常觉得220V都是高压
8、的我们来说,380更是高压中的高压,所以我们要小心小心再小心。可是小心太过就会出现小错误,接线时没有拔掉插头(380V啊,没拔掉也是蛮拼的),只把空气开关断掉了,由于线头问题,导致空气开关短路,火花好吓人,这个教训我是吸取了,下次一定要把电源断了!3.2.3 变频器的端子介绍3.2.4 变频器的简单参数设定实验中刚开始我们只设定了参数4、5、6的数值,可是执行时却只有显示低速的频率即15Hz,电机一直以这个频率转动,不管按哪个按钮都不变,一直在试着调节参数,可是还是不行,没办法只能请教刘老师。刘老师过来后首先就问了我们对哪些参数设定了,我们只能把真实情况如实反映,老师翻出他的小册子,上面记载了
9、他的经验积累(让我受益匪浅啊),他问参数2427有没有设定,我们当然没有,立即设定变频器,把需要用的数值设定好后,给PLC上电后,按下启动,再按下第二键的时候,奇迹发生了,我们需要的都实现了!好开心!所以我们又有了新的技能,get。3.2.5 变更参数设定值按照上面的步骤就可以设置自己想要的数值3.3 I/O接线图设计3.3.1 I/O输入输出接线图3.3.2 I/O输入输出分配表输入变量输出变量信号名称备注X0Y4、Y5低速正转按钮X1Y62速按钮X2Y5、Y63速按钮X3Y74速按钮X4Y5、Y75速按钮X5Y6、Y76速按钮X6Y5、Y6、Y77速按钮X7停止按钮四、 系统软件设计4.1
10、 系统流程图。4.2 程序编制步骤。1设计原则1)最大限度的满足电机、变频器、PLC的控制要求;2) 在满足控制要求的情况下,力求使控制系统简单、经济;3) 保证控制系统的安全可靠;4) 考虑到变频调速的改进,在选择PLC容量时,应当留有余地。2设计内容1)拟定控制系统设计的技术要求;2)选择电动机执行元件;3)选定PLC型号:FX3U-64M;4)编制PLC的输入/输出端子接线图;5)根据系统设计的要求编写软件规格说明书,然后在用相应的编程语言进行程序设计,三菱的选用GX-Works2进行编程;6)设计开关按钮盒、端子排等非标准电器元件;7)编写设计说明书和使用说明书。3设计步骤1)分析被控
11、对象并提出控制要求详细分析被控对象电机的工作特点,了解被控对象机、电之间的配合,提出被控对象对PLC控制系统的控制要求,确定控制方案,拟定设计任务书。2)确定输入/输出设备根据系统的控制要求,确定系统所需的全部输入设备:按纽、转换开关,输出设备:接触器、电机、变频器,从而确定与PLC有关的输入/输出设备,以确定PLC的I/O点数。3)选择PLCPLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择。4)分配I/O点并设计PLC外围硬件线路分配I/O点:画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或对应关系表。PLC外围硬件线路:画出系统其它部分的电气线路图,包括主电路和未进入PLC的控制电路等。由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。5)程序设计程序设计:1)控制程序;2)初始化程序;3)检测、故障诊断和显示等程序;6)保护和连锁程序。6)硬件实施设计PLC、按钮、电机、热继电器等部分的电器布置图及安装接线图;设计系统各部分之间的电气互连图;根据施工图纸进行现场接线,并进行详细检查。由于程序设计与硬件实施可同时进行,因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。7)联机调试联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进,从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际