plc通过变频器控制电动机三速运行

触摸屏，PLC，变频器控制电动机正反转

学 院： 武汉职业技术学院 专 业： 机电一体化 指 导 老 师： 姜老师 姓 名： 张伦文 班 级： 机电15302 学 号：1502304704

2016年12月1日

1

目 录

1．概述

1.1 学习目的…………………………….（3） 1.2 实验要求 ……………………………（3） 1.3 实验器材 ……………………………（4）

2. 系统设计

2.1 变频器与PLC的接线图……………..（4） 2.2 PLC的I/O分配………………………（5） 2.3 触摸屏组态变量规划……………………（5）

3. 软件编程与变频器设置

3.1 PLC梯形图 …………………………………（5） 3.2 变频器参数设置……………………………（7）

4. 组态软件用户窗口设置…………………………（8）

5、课程设计总结………………………………….（8）

6、参考文献……………………………………….（11）

2

1、概述

1.1 学习目的

1、了解T

1

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燕山大学

3

课程设计说明书

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5

题目： PLC与变频器实现电机正反转控制6

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11

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：

15

指导教师：李海滨刘爽

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教师职称：

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1

19

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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26

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

27

28

1．2变频器的分类﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍29

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30

1．3本课题的意义﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍31

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第二章应用器件的介绍

33

2．1 PLC的工作原理和结构﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍34

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35

2．2 变频器的工作原理及其组成结构﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍36

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37

2. 3 A/D转换器工作原理﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍

贵州工业职业技术学院

毕业设计（论文）

题专班学学

目 三速电动机变极调速控制设备的设计 业 级 生 号

机电设备维修与管理

机电1508班

指导老师

贵州工业职业技术学院

2017年10月

前 言

随着现代技术的发展和工业生产过程的智能化，自动控制技术起着越来越重要的作用。所谓的自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动按照预定的规律运行[1]。其中，本次毕业设计涉及的系统就是一个典型的自动控制系统。

自动控制技术在社会生产过程中起着举足轻重的作用，无论是在宇宙航行、机器人控制、导弹制导以及核动力等高新技术领域，亦或是在生物、医学、环境、经济管理和其他许多社会生活领域中，都有自动控制技术的应用。特别是在一些基础性的工业过程控制领域，自动控制技术更是凸显了自身的优势。首先，自动控制技术为企业安全的生产过程创造了良好的条件；其次，自动控制技术使得企业的生产过程更加高效、经济和环保。

一个良好的生产环境对于企业而言是至关重要的，其原因主要有以下两点：第一，就生产过程而言，安全是第一要素，其包括参与生产人员的人身安全和设备安全。而良好健

贵州工业职业技术学院

毕业设计（论文）

题专班学学

目 三速电动机变极调速控制设备的设计 业 级 生 号

机电设备维修与管理

机电1508班

指导老师

贵州工业职业技术学院

2017年10月

前 言

随着现代技术的发展和工业生产过程的智能化，自动控制技术起着越来越重要的作用。所谓的自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动按照预定的规律运行[1]。其中，本次毕业设计涉及的系统就是一个典型的自动控制系统。

自动控制技术在社会生产过程中起着举足轻重的作用，无论是在宇宙航行、机器人控制、导弹制导以及核动力等高新技术领域，亦或是在生物、医学、环境、经济管理和其他许多社会生活领域中，都有自动控制技术的应用。特别是在一些基础性的工业过程控制领域，自动控制技术更是凸显了自身的优势。首先，自动控制技术为企业安全的生产过程创造了良好的条件；其次，自动控制技术使得企业的生产过程更加高效、经济和环保。

一个良好的生产环境对于企业而言是至关重要的，其原因主要有以下两点：第一，就生产过程而言，安全是第一要素，其包括参与生产人员的人身安全和设备安全。而良好健

贵州工业职业技术学院

毕业设计（论文）

题专班学学

目 三速电动机变极调速控制设备的设计 业 级 生 号

机电设备维修与管理

机电1508班

指导老师

贵州工业职业技术学院

2017年10月

前 言

随着现代技术的发展和工业生产过程的智能化，自动控制技术起着越来越重要的作用。所谓的自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动按照预定的规律运行[1]。其中，本次毕业设计涉及的系统就是一个典型的自动控制系统。

自动控制技术在社会生产过程中起着举足轻重的作用，无论是在宇宙航行、机器人控制、导弹制导以及核动力等高新技术领域，亦或是在生物、医学、环境、经济管理和其他许多社会生活领域中，都有自动控制技术的应用。特别是在一些基础性的工业过程控制领域，自动控制技术更是凸显了自身的优势。首先，自动控制技术为企业安全的生产过程创造了良好的条件；其次，自动控制技术使得企业的生产过程更加高效、经济和环保。

一个良好的生产环境对于企业而言是至关重要的，其原因主要有以下两点：第一，就生产过程而言，安全是第一要素，其包括参与生产人员的人身安全和设备安全。而良好健

电动机速断保护实例,

6～10KV电动机保护--电流速断保护整定计算

【输入参数】：

可靠系数：Krel = 1.6

接线系数：Kjx = 1.732

电流互感器变比：nTA = 15.00

电动机额定电流：Irm = 54.40 (A)

电动机起动电流倍数：Kst = 5.60

" 最小运行方式下电动机接线端三相短路时，流过保护安装处的超瞬态电流：Ik3.min =

9160.00 (A)

" 同步电动机接线端三相短路时输出的超瞬态电流：Ik3M = 2017.83 (A)

【计算公式及结果】：

保护装置的动作电流：

异步电动机(应躲过电动机的起动电流)

Iop.k

= 1.6 * 1.732 * 5.60 * 54.40 / 15.00

= 56.28 (A) KrelKjxKstIrmnTAA

同步电动机(应躲过电动机的起动电流或外部短路时电动机的输出电流) Iop.k KrelKjxKstIrmnTAA

电动机速断保护实例,

Iop.k KrelKjxI"k3mnTAA

中间结果--保护装置一次动作电流:

Iop

= 56.28 * 15.00 / 1.732

= 487.41 (A)，取487.42 Io

实验一 PLC控制三相异步电动机能耗制动

实验目的 1)掌握将继接电路转换成梯形图的方法

2)学会用PLC控制电气设备安装接线及调试方法

实验器材 可编程实验实训设备一套，PLC模型1个，直流中间继电器4只，

连接导线若干，小螺丝刀1把

实验内容及步骤

一、根据所给继电器—接触器控制电路设计满足下列功能的PLC控制方案 1. 控制功能

1）正反转运行能耗制动（KT延时时间2秒）， 2）正转点动，

3）停电后再上电，延时5秒才能启动

4）过载动作时能发出报警声音信号和0.5秒亮0.5秒灭的报警灯闪烁信号，可手动关闭报警声音，当FR 恢复常态时报警灯闪烁信号消失。 2.工作内容

1）先分析给出的成熟控制电路的工作原理，写出工作过程， 2）找出输入/输出信号， 3）列出I/O分配表，

4）画出可编程的I/O接线图.

5）设计梯形图，并分析是否达到以上功能

6）画出改造后的电气控制电路（主电路和控制电路）

1，I/O分配表 输入 设备 2、I/O接线图

3、电气控制电路图

4、梯形图

输入点 输出 设备 输出点 1

二、安装接线

1、检查所配材料的件数、规格、是否一致，用万用表检查是否正常 2、安

用三菱PLC实现PID控制变频器

用三菱PLC-FX2N与F940变频器设计一个带PID控制的恒压供水系统

控制要求：

（1）有两台水泵，按设计要求一台运行，一台备用，自动运行时泵运行累计100小时轮换一次，手动时不切换。

（2）两台水泵分别由m1、m2电动机拖动，电动机同步转速为3000转/min，由km1、km2控制。

（3）切换后起动和停电后起动须5s报警，运行异常可自动切换到备用泵，并报警。

（4）采用plc的pid调节指令。

（5）变频器（使用三菱fr-a540）采用plc的特殊功能单元fx0n-3a的模拟输出，调节电动机的转速。

（6）水压在0～10kg可调，通过触摸屏（使用三菱f940）输入调节。

（7）触摸屏可以显示设定水压、实际水压、水泵的运行时间、转速、报警信号等。

（8）变频器的其余参数自行设定。

软件设计：

1．fx2n-48mrplc 的i/o分配：根据控制要求及i/o分配，其系统接线图如图所示。

plc输入，x1：1号泵水流开关；x2：2号泵水流开关；x3：过压保护。

plc输出，y1：km1；y2：km2；y4：报警器；10：变频器stf。

2．触摸屏画面设：根据控制要求及i/o分配，制作触摸屏画面。

触摸屏输入：m500：自动起动。m100：

介绍 链接的简单设计

变频器与PLC通讯的设计

1、引言

在工业自动化控制系统中，最为常见的是PLC和变频器的组合应用，并且产生了多种多样的PLC控制变频器的方法，其中采用RS-485通讯方式实施控制的方案得到广泛的应用：因为它抗干扰能力强、传输速率高、传输距离远且造价低廉。但是，RS-485的通讯必须解决数据编码、求取校验和、成帧、发送数据、接收数据的奇偶校验、超时处理和出错重发等一系列技术问题，一条简单的变频器操作指令，有时要编写数十条PLC梯形图指令才能实现，编程工作量大而且繁琐，令设计者望而生畏。

本文介绍一种非常简便的三菱FX系列PLC通讯方式控制变频器的方法：它只需在PLC主机上安装一块RS-485通讯板或挂接一块RS-485通讯模块； 在PLC的面板下嵌入一块造价仅仅数百元的“功能扩展存储盒”，编写4条极其简单的PLC梯形图指令，即可实现8台变频器参数的读取、写入、各种运行的监视和控制，通讯距离可达50m或500m。这种方法非常简捷便利，极易掌握。本文以三菱产品为范例，将这种“采用扩展存储器通讯控制变频器”的简便方法作一简单介绍。

2、三菱PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的系统配置

2.1 系统硬件组成

如图1~图3所示。

图1 三菱PLC采

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