最新MM440变频器控制电动机PLC课程设计

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燕山大学

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课程设计说明书

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题目： PLC与变频器实现电机正反转控制6

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学院 (系)：电气工程学院

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年级专业： 11级计算机控制1班

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学号：

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学生姓名：

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指导教师：李海滨刘爽

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教师职称：

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目录

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目录﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍21

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摘要﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍23

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第一章概述﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍25

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1． 1PLC和MM440变频器控制电动机的发展前景﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍5

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1．2变频器的分类﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍29

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1．3本课题的意义﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍31

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第二章应用器件的介绍

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2．1 PLC的工作原理和结构﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍34

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2．2 变频器的工作原理及其组成结构﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍36

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2. 3 A/D转换器工作原理﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍

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第三章相关参数的设置﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍错误!

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3．1 MM440快速调制参数设置﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍42

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3. 2 MM440数字输入控制端口参数﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍44

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3. 3 PLC数字量模拟量的输入输出约定﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍46

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3. 4 恢复出厂设置﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍

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第四章硬件电路和软件电路的设计﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍50

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4.1总体结构设计图﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍52

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4.2外部设备的接线图﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍54

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4.3软件编程设计﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍56

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3．4．2 ﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍错误!未定义书签。

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第四章总结﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍

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附录﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍63

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参考文献﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍65

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摘要

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随着电力电子技术和自动控制技术的日益发展，电动机的调速已经从继电

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器控制时代发展到今天的由变频器控制调速。且在工业各个领域中得到了极为

广泛的应用。在现在的在工业自动化控制系统中，最为常见的是由PLC控制变83

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频器实现电动机的调速控制。该方法主要通过程序来控制了电动机的变频调速，

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从而实现了自动控制。PLC通过进行逻辑运算，顺序运算，计时，计数，和算术

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运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械

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或生产过程的工业计算机的启停。变频器的使用加入了模拟量，使用PLC自带

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的A/D转换模块，通过频率的变化，使电机实现任意转速。通过设计能使我们

掌握PLC的工程设计方法，同时又能深入了解PLC与变频器控制电动机控制系

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统的够成和在工业生活中的用处，为我的将来的工作学习打下良好的基础。

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关键字：PLC MM440变频器控制电机数字模拟输入

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第一章概述

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1.1 PLC和mm440变频器控制电机的前景

如今，PLC已是工业自动化应用技术的三大支柱之一，自从它诞生以来得到了109

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广泛的使用。在工业自动化应用技术领域，速度调节和控制是经常用到的环节。111

而变频器具有高效的驱动性能和良好的控制特性，在提高控制质量、减少维护112

费用和节能等方面都取得了明显的经济效益。在这些场合，变频器所发挥的作113

用是其他任何控制设备和装置都不能取代的。

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虽然变频器可以单独使用，但大多数情况还是作为一个组成部分在工业自动114

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化控制系统中使用。所以，作为主控制器的PLC和作为执行及检测器件（设备

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和装置）的变频器之间就必须相互配合，共同完成控制任务。 PLC可以控制变

频器的频率给定信号，以使变频器输出相应的速度控制曲线，控制工艺指标：117

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变频器上的检测信号和其他智能信号也可以接入PLC，完成系统的报警和速度控

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制，比如通过变频器控制电机的启动，停止及正、反转，也可以使用一个变频

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器去控制若干台电动机的运行。

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现在的PLC控制电动机已经离不开变频器了，工业生产，科研，石油开采，

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几乎所有的现代化都需要变频调速机的工作因此其意义是深远的。

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第二章应用器件的介绍

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2.1 PLC的工作原理和结构

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可编程控制器的工作原理与计算机的工作原理基本上是一致的。但PLC装入了129

专用程序后成为一种专用机，它采用循环扫描的方式，系统工作任务管理，及130

应用程序执行都是循环扫描方式来完成的。

PLC系统正常工作所要完成的任务如下：

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1．计算机内部各个工作单元的调度，监控；

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2．计算机与外部设备间的通讯；

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3．用户程序所要完成的工作；

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PLC采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”作为编程语言。梯形图、语136

句表和控制系统流程图等是PLC常用的编程语言。有些PLC还尝试使用高级语言137

编程。在使用PLC进行顺序控制时，首先应根据控制动作的顺序，画出梯形图，138

然后将其翻译成相应的PLC指令，用编程器将程序写入PLC的内存RAM中，对程序进行调试，发现错误可用变成器进行修改，直到程序调试正确无误为止。最后139

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将程序写到PLC的只读存储器EEPROM中。PLC投入运行后，便进入程序执行过程。140

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在一个扫描周期内，程序执行过程分3个阶段：输入采样、程序执行和输出刷新。142

在输入采样阶段，PLC以扫描方式将所有输入端的输入信号读到输入映像寄存器143

中存起来，接着转人程序执行阶段。在程序执行阶段，PLC 按照顺序进行扫描，144

如果程序是用梯形图来表示，则扫描顺序总是先上后下，先做后右。每扫描到145

一条指令，所需的状态分别从输入映像寄存器中读出，而将执行结果写入元素146

影响寄存器中当程序执行完后，进入最后一个阶段----输出刷新。将元素映像147

寄存器中的所有输出继电器的状态转存到输出琐存电路，驱动用户设备（或负148

载）工作。PLC寄存器EEPROM的程序随时可以擦除和修改。如果改变程序外部端149

口接线，有可以重新组成一个新的系统。

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PLC是在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来的，并逐步发展成以微151

处理器为核心的，把自动化技术、计算机技术、通讯技术容为一体的新型工业152

自动控制装置。早期的PLC只能进行逻辑控制、还能完成模拟量的控制、数值控153

制、过程监控和通信联网等功能。PLC因具有程序可变、可靠性高、功能强、环154

境适应性好、抗干扰能力强、体积小和重量轻等特点而在机电一体化系统中得155

到广泛的应用。

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