罗克韦尔plc控制ABB变频器

本科毕业设计（论文）

题目

基于罗克韦尔PLC的

电机控制

学生姓名 教学院系 专业年级 指导教师 单 位 辅导教师 单 位

张明鹿 学 号 0607030113

电子信息工程学院 自动化2006级

谌海云

职 称

教授

西南石油大学电子信息工程学院 刘慧芳

职 称

硕士研究生

西南石油大学电子信息工程学院

完成日期 2010 年 6 月 2 日

西南石油大学本科毕业设计（论文）

摘 要

电动机作为机械运动中的驱动设备，一直起着非常重要的作用。将电机进行网络化控制是满足远程控制系统的客观需求，也是发展趋势。本次设计借助西南石油大学-罗克韦尔自动化油气自动化示范中心的罗克韦尔三层网络平台，设计完成了基于罗克韦尔PLC的电机控制。

本文首先对系统进行设计和构建。在熟悉各器件原理和构造的基础上，选择合适的器件，搭建了以ControlLogix系统为中心，以ControlNet为纽带，以ControlLogix5561 PLC为控制器，以三相异步电动机的转速为控制对象，以PowerFlex40变频器为执行机构，以测速发电机为检测机构，通过EtherNet上的PC机进行控制的系统。

系统设备间网络通讯的实现。为利用网络实现控制数据的传输与交换，通过

辽 宁 工 业 大 学

电气控制与PLC技术课程设计（论文）

题目： 基于罗克韦尔PLC的交通灯控制系统设计

院（系）： 电气工程学院 专业班级： 学 号： 学生姓名：

指导教师： （签字） 起止时间：

本科生课程设计（论文）

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电气工程学院 教研室：

学 号 课程设计（论文）题目 课题完成的功能、 6个指示灯，前3个灯分别代表东西方向的红、黄、绿灯，后3个灯分别代表南北方向的红、黄、绿灯，模拟十字路口交通灯控制的基本运行过程： （1） 高峰期，交通灯的工作顺序为红红1s、红绿3s、红黄1s、红红1s、绿红9s、黄红1s 的亮灯顺序 学生姓名 专业班级 基于罗克韦尔PLC的交通灯控制系统设计 课程设计（论文）任务 循环； （2） 非高峰期，交通灯的工作顺序为红红1s、红绿3s、红黄1s、红红1s、绿红6s、黄红1s 的亮灯顺序循环； （3）

第一章. RSLinx Classic Gateway添加通信驱动

本章中包含的内容如下:

? 打开RSLinx Classic Gateway软件 ? 用RSLINX查找网络上的设备

1．打开RSLinx Classic Gateway软件

运行 “开始\\所有程序\\Rockwell Software \\RSLinx \\RSLinx Classic ”或单击桌面右下角

的图标，打开RSLinx Classic Gateway软件。启动界面如图1-1所示。

图1-1 RSLinx Classic Gateway主界面

单击工具栏中的 有激活网络的连接。

RSWho图标，显示RSWho界面如图1-2所示。从中可以看到所

画面的左面是树状的控制结构，网络和设备以等级的形式来显示。如果一个网络或设备是折叠住的，以“＋”号指示，可以点击“＋”号或在网络或设备的图标上双击来展开视图，并开始浏览。当一个网络或设备被展开，以“－”号指示，可以点击“－”号或在网络或设备的图标上双击，将视图再折叠起来。

图1-2 RSWho界面

2. 添加AB_ETHIP-1(Ethernet/IP)通信驱动

从Communications菜单选择Configure

1

Profibus是目前工控系统中最成功的现场总线之一,得到了广泛的应用.它是不依赖于生产厂家的,开放式的现场总线,各种各样的自动化设备均可通过同样的接口协议进行信息的交换.Profibus-DP(Distributed I/O System-分布式I/O系统)是一种经过优化的模块,有较高的数据传输率,适用于系统和外部设备之间的通信,远程I/O系统尤为合适.它允许高速度周期性的小批量数据通信,适用于对时间要求苛刻的自动化控制系统中.Profibus-DP现场总线系统可使许多现场设备(如PLC,智能变送器,变频器)在同一总线进行双向多信息数字通讯,因此可方便地使用不同厂家生产的控制测量系统相互连接成通讯网络.济钢鲍德彩板有限公司是济钢集团总公司2003年投资兴建的年产20万吨大型彩板生产基地,其生产线中的固化炉,导热油炉,煤气制氢中的煤气系统必须对煤气通过煤气加压机进行二次加压才能满足生产工艺要求,煤气加压机控制系统采用Profibus-DP过程现场总线通讯技术方案,自动化控制单元与变频器采用不同厂家的产品,分别采用西门子的S7-300 PLC和ABB公司的ACS600变频器.

2

(1) 系统配置

该系统以西门子公司和ABB公司的相关产品来实现全数

ABB变频器工作原理 一、基本概念：

把电压和频率固定不变的交流电变换为电压和频率可变的交流电的装臵称作“变频器”。 所有变频器的工作原理基本上相同。主要工作方式：三相交流电经桥式整流变为直流电，通过限流电阻给电容充电75％时，接触器吸合，限流电阻被短接，然后直接充电到变频器的额定电压。变频器的CPU当接到启动信号时，发出触发信号，使驱动电路工作触发LGBT，将直流电压变成频率可调的三相交流电，驱动电机。目前，变频装臵有两种 ，一种是交—交变频装臵，三相感应电动机的每相绕组由两套极性相反的晶闸管整流装臵供电，交替地以低于电源频率切换正、反两组整流电路的工作状态，使负载端得到相应频率的交变电压。第二种是交—直—交变频装臵，先用晶闸管整流装臵将交流转换成直流，再用逆变器将直流变成频率可调的交流供给电动机。最常见的是后一种，它主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等

组成的。变频器的调速公式：n=(1-s)n0= (1-s)60f/p

n: 转速 s: 转差率 n0: 同步转速 f: 电源频率 p: 电机极对数

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ControlLogix

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罗克韦尔自动化 自动控制及信息产品集团

中国.北京 2002年10

月

PLC技术资料,手册,教程

ControlLogix基础培训手册

目 录

1 常用工具

1.1 通讯管理工具RSLinx 1.2 模块升级工具ControlFLASH 2 ControlLogix编程指南 2.1 ControlLogix平台简介 2.2 Logix5000编程软件快速入门 2.2.1 安装控制器 2.2.2 创建及下载工程 2.2.2.1 创建工程 2.2.2.2 添加模块 2.2.2.3 改变模块属性 2.2.2.4 查看I/O 2.2.2.5 创建标签(Tag)

2.2.2.6 利用别名标签(Alias Tag)记录I/O 2.2.2.7 输入梯形图程序 2.2.2.8 下载工程 2.2.3 查看程序扫描时间 2.2.4 查看控制器内存使用情况 2.3 梯形图常用指令 2.4 功能块图编程与过程控制

3 ControlNet组态软件（RSNetworx for CN）

PLC技术资料,手册,教程

3.1 ControlNet基本知识 3.2 RSNetworx for CN操作步骤

4 DeviceNe

RPBA-01对S7-300通讯（变频器为ACS800-01，标准软件）实验小结

一、硬件安装

1、 CS800变频器SLOT1插槽上NPBA-01模块，用螺丝紧固。

2、 用西门子专用PROFIBUS总线适配器和通讯电缆制做PROFIBUS通讯线，注意通

讯电缆的金属屏蔽层一定要剥开与总线适配器上的金属环接触，否则变频器启动（主要是电机运转）产生的干扰足以让通讯模块报故障（Offline灯亮）。如果是通讯终端，把适配器上的on/off开关拔到on，以接通适配器上的终端电阻。 S7-300也要接地，尽量减少干扰。

3、 RPBA-01上的地址拨位开关拨到与PLC硬件组态时所设的一样（这里假设为4）。 二、PLC设置

1、 硬件组态：配置机架、电源模块（PS305 5A）、CPU模块（CPU314）、通讯模块

（CP342-5）。CPU MPI地址为2，通讯模块CP342 MPI地址为3。

2、 在STEP 7的硬件组态窗口中，选option，安装GSD，引入文件ABB-0812.GSD，

在Catalog中出现RPBA-01硬件。

3、 总线组态：右键点击通讯模块，选“insert dp master system”，插入Catalog中的

RPBA

实验二十八 变频器控制电机正反转

一、实验目的

了解变频器外部控制端子的功能，掌握外部运行模式下变频器的操作方法。 二、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 三、控制要求

1. 正确设置变频器输出的额定频率、额定电压、额定电流。 2. 通过外部端子控制电机启动/停止、正转/反转。

3. 运用操作面板改变电机启动的点动运行频率和加减速时间。 四、参数功能表及接线图

1. 参数功能表 序号 变频器参数 出厂值 1 2 3 4 5 6 7 n1.00 n1.05 n1.09 n1.10 n2.00 n2.01 n4.04 50.00 1.5 10.0 10.0 1 0 0 设定值 50.00 0.01 10.0 10.0 1 1 1 最高频率 最低输出频率 加速时间 减速时间 操作器频率指令旋钮有效 控制回路端子（2线式或3线式） 2线式（运转/停止（S1）、正转/反转（S2）） 功能说明 名称 实验挂箱 电机 实验导线 通讯电缆 计算机 型号与规格 THORM-D CM51 WDJ26 3号/4号 USB 数量 1 1 1 若干 1 1 备注 自备 网络型可编程控制器高级实验装置 注:（1）设置参数前先将变频器参数复位为

实验二十八 变频器控制电机正反转

一、实验目的

了解变频器外部控制端子的功能，掌握外部运行模式下变频器的操作方法。 二、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 三、控制要求

1. 正确设置变频器输出的额定频率、额定电压、额定电流。 2. 通过外部端子控制电机启动/停止、正转/反转。

3. 运用操作面板改变电机启动的点动运行频率和加减速时间。 四、参数功能表及接线图

1. 参数功能表 序号 变频器参数 出厂值 1 2 3 4 5 6 7 n1.00 n1.05 n1.09 n1.10 n2.00 n2.01 n4.04 50.00 1.5 10.0 10.0 1 0 0 设定值 50.00 0.01 10.0 10.0 1 1 1 最高频率 最低输出频率 加速时间 减速时间 操作器频率指令旋钮有效 控制回路端子（2线式或3线式） 2线式（运转/停止（S1）、正转/反转（S2）） 功能说明 名称 实验挂箱 电机 实验导线 通讯电缆 计算机 型号与规格 THORM-D CM51 WDJ26 3号/4号 USB 数量 1 1 1 若干 1 1 备注 自备 网络型可编程控制器高级实验装置 注:（1）设置参数前先将变频器参数复位为

欧姆龙PLC与ABB变频器通讯

硬件配置：

ABB 电源 CJM CPU12 SCU31-V1 RS+ RS- RP RS+ 接2 蓝 RS- 接1棕

ACS510变频器参数设置：

9802=1 MODBUS 5302＝3 站号 5303＝9.6kbit/s 波特率

5304＝2 校验方式为8EVEN1 8位数据 偶校验 1位停止位 5305=0 or 2 ABB传动配置文件

1001=10 由MODBUS命令1控制变频器启停 1102=8 选择MODBUS控制变频器给定频率

1103=8 由给定1给定频率（0-20000对应0-50Hz）

2．控制变频器起停

a．初始化，即向Modbus寄存器40001中写入1142（16进制数为476）并延时100毫秒； b．停止电机，即向Modbus寄存器40001中写入1143（16进制数为477）； c．启动电