PLC课程设计-自控系统及PLC综合设计.docVIP

PAGE 1 PLC课程设计报告 学院： 电子与信息工程学院 班级： 测控09-2 姓名： xxx 学号： xxxx 指导教师： xxx 自控系统及PLC综合设计 一、设计目的 1、掌握可编程序空制器的操作方法。 2、熟悉基本指令与应用指令以及实习设备的使用方法。 3、掌握变频器主要参数设置。 4、掌握PC机、PLC和变频器之间的通信技术。 5、掌握WinCC组态软件的使用。 6、理论联系实际提高学生分析问题和解决问题的能力。 二、设计要求 1、认真阅读指导书，了解PLC系统组成和工作原理。 2、实习前清理好实习内容的思路以及所要使用的方法。 3、独立完成PLC和变频器之间的硬件接线。 4、测试通信连接正常。 5、学习可编程控制器STEP7编程软件及编程语言，试编辑简单的电动机控制 应用程序。 6、通过调试来发现问题和解决问题。 7、验证程序的最终实现结果是否符合要求。 三、设计任务 1、将变频器和PLC通过导线进行连接。通过变频器的控制面板进行参数设置。根据I/O的定义，编写PLC程序，实现通过操作面板控制交流异步电动机起动，停止，正反转切换，并监视电动机的故障和运行状态。 2、做WinCC与PLC相连，实现在WinCC上对变频器的监控。除了控制电动机起动，停止，正反转切换，监视电动机的故障和运行状态外，还要在WinCC画面上进行频率给定以及对实际频率的监视。 四、设计方法 1、通信方式有两种： 1)、通过MPI通信实现。 2）、通过Profibus-DP实现。 2、控制方式有两种： 1）、本地的操作面板控制。 2）、远程的WinCC画面监控。 五、实习内容的相关原理性知识 1、变频器工作原理 1)、变频器的作用 变频器集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术，得到广泛应用。变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值，因而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目的。变频器的出现，使得复杂的调速控制简单化，用变频器+交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原先只能用直流电机完成的工作，缩小了体积，降低了维修率，使传动技术发展到新阶段。 2)、变频器的组成 　　变频器通常分为4部分：整流单元、高容量电容、 HYPERLINK /view/174111.htm \t _blank 逆变器和控制器。 　　a、整流单元将工作频率固定的交流电转换为直流电。 　　b、高容量电容存储转换后的电能。 　　c、逆变器由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。 　　d、控制器按设定的程序工作，控制输出方波的幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机。 3）、变频器的控制方式 变频器的控制方式可采用恒压频比控制方式，也可采用矢量控制方式，具体的控制方式由参数P100进行设置。 a、恒压频比控制方式：该控制方式，控制电路简单，成本较低，但系统性能不高，响应慢，尤其是低频时存在转矩低的问题，要适当提高定子电压以进行转矩补偿。 b、矢量控制方式：该控制方式是经过坐标变换将定子电流进行电压分解，将直流电动机和交流电动机相等效，按照直流电动机的控制策略，再通过坐标反变换来控制异步电动机，具有较好的动态性能。 2、继电器工作原理 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 电磁式继电器一般由铁芯、 HYPERLINK /view/344256.htm \t _blank 线圈、 HYPERLINK /view/1115167.htm \t _blank 衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（ HYPERLINK /view/2098799.htm \t _blank 常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（ H