plc与变频器结合实现电动机恒转矩控制_毕业设计论文(编辑修改稿)

plc与变频器结合实现电动机恒转矩控制_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

使用的功能的例行程序，可放置子程序 )以及系统功能块外，还提供数据块 DB 用于存放 用户数据。 与 PLC 通信简单，只需将 CPU 通过 PC/PPI 电缆或插在计算机中的 CP5611 通讯卡与计算机进行通信，就可上、下传程序。 通过 STEP7 的硬件诊断功能，可以在线或离线取得模板信息和工作方式。 STEP7还具有程序测试功能，当 CPU检测到程序处理过程中错误 (同步错误 ） 和 PLC中的错误 (异步错误 )时， CPU会调用适当的中断类型组织块，这些组织块可对这些错误相应处理 ]2[。 鞍山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 9页 5 分布式外围设备现场总线（ PROFIBUSDP） PROFIBUSDP 简介 PROFIBUSDP 是 PROFIBUS 组成之一， PROFIBUS 有三部分组成，即PROFIBUSDP 、 PROFIBUSPA （ Process Automation, 过 程 自 动 化 ） 和PROFIBUSFMS(Fieldbus Message Specification,现场总线报文规范）。 在 PROFIBUS 现场总线中， PROFIBUSDP 的应用最广。 DP 协议主要用于 PLC 与分布式 I/O 和现场设备的高速数据通信。 典型的 DP 配置是单主站结构，也可以是多主站结构。 PROFIBUSDP 的物理连接 PROFIBUSDP 可以使用多种通信介质（电、光、红外、导轨以及混合方式）。 传输速率。 每个 DP 从站的输入数据和输出数据最大为 224B。 使用屏蔽双绞线电缆是最长通信距离为 ，使用光缆是最长 90km,最多可以接 127 个从站。 PROFIBUSDP 可以使用灵活的拓扑结构，支持线形、树形、环形结构。 PROFIBUSDP 符合 EIA RS485 标准（也称为 H2），采用价格便宜的屏蔽双绞线电缆。 一个总线段的两端各有一套有源的终端电阻。 一个总线最多 32 个站，带中继器最多 127个 站。 每段的电缆最大长度与传输速率有关。 PROFIBUSDP 的报文结构 PROFIBUSDP 的报文结构如图 所示： 图 PROFIBUSDP 的报文结构 过程数据区（ PZD），即控制字和设定值或状态信息和实际值。 参数区（ PKW）用读写参数，例如读出故障，并且读出一个参数的特征信息，诸如最小 /最大限制等。 当总线启动时，这种用于 PROFIBUSDP 主站到变频器通讯类型的 PPO 能够从主站来配置。 选择哪种类型的 PPO，取决于在自动化网络中传动装置的任务。 过程数据一直被传送。 在传动装置中 ，它们具有最高的优先级和最短的时间等。 PPO 有五种类型：可用数据无参数区，有两个字或六个字的过程数据。 或可用数据 鞍山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 10 页 有参数区，且有两个，六个或十个字的过程数据，具体见图。 在本设计系统中采用了 PPO2 类型 ]3[。 图 参数过程数据对象（ PPO 型） 鞍山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 11 页 6 系统的实现 系统的硬件连接 如果干扰比较大，可采用屏蔽双绞线。 一般情况下， PROFIBUS 通讯电缆采用 双绞线即可（如常用的以太网缆）。 在采用屏蔽双绞线作为通讯电缆时，把具有不同电位参考点的设备互连会在互连电缆中产生不应有的电流，从而造成通讯口的损坏。 要确保通讯电缆连接的所有设备，或是共用一个公共电路参考点，或是相互隔离的，以防止不应有的电流产生。 屏蔽线必须连接到机箱接地点或 9 针连接的插针 1。 建议将传动装置上的 0V 端子连接到机箱接地点。 尽量采用较高的波特率，通讯速率只与通讯距离有关，与干扰没有直接关系。 终端电阻的作用是用来防止信号反射的，并不用来抗干扰。 如果在通讯距离很近，波特率较低或点 对点的通讯的情况下，可不用终端电阻 ]4[。 MICROMASTER 440 标准型变频器设置 将变频器连接到 PLC 之前必须确认变频器已有以下的系统参数 ,使用变频器小键盘设定参数。 将变频器复位到工厂设定值可选的按 P 键显示 P000 按向上或向下箭头键直到显示器显示 P944 按 P 键输入参数 P944=1。 允许读 /写所有参数按 P 键按向上或向下箭头键直到显示器显示 P009 按 P 键输入参数 P009=3。 检查变频器的电动机设定值设定值随 所用的电动机而变按 P 键按向上或向下箭头键直到显示器显示电动机的设定值为止按 P 键输入参数： P081=电动机的额定频率 Hz， P082=电动机的额定速度 RPM， P083=电动机的额定电流 A， P084=电动机的额定电压 V， P085=电动机的额定功率 KW/HP。 设定就地 /远程控制方式按 P 键按向上或向下箭头键直到显示器显示 P910 按 P 键输入参数 P910=1 远程控制方式。 鞍山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 12 页 设定 PROFIBUSDP接口的波特率按 P 键按向上或向下箭头键直到显示出 P092按 P 键输入参数按向上 或向下箭头键直到显示器显示出与你的 PROFIBUSDP 接口相对应的波特率数字为止按 P 键输入参数 P092 3 1200 波特， 4 2400 波特， 5 4800 波特， 6 9600 波特缺省值， 7 19200 波特。 输入从站地址每个变频器最大 31 可经过总线运行按 P 键按向上或向下箭头键直到出现 P 091 为止按 P 键输入参数按向上或向下箭头键直到显示器显示出所需要的从站地址按 P 键输入 P091=0 至 31。 增速时间可选的这是以秒表示的电动机加速到最大频率所需的时间按 P 键按向上或向下箭头键直 到出现 P002 为止按 P 键输入参数按向上或向下箭头键直到显示器出现所需要的增速时间为止按 P 键输入参数 P002=。 斜坡减速时间任选这是以秒表示的电动机减速到完全停止的需要的时间按 P 键按向上或向下箭头键直到出现 P003 为止按 P 键输入参数按向上或向下箭头键直到显示器出现所需要的减速时间为止按 P 键输入 P003=。 串行链路超时这是二个输入数据报文之间的最大允许时间间隔这一特性用于通信发生故障时断开变频器收到了有效的数据报文后开始定时如果在规定的时间间 隔内没有收到其它的数据报文变频器跳闸并显示故障代码 F008 将值设定为 0 断开控制回路变频器进行状态轮询之间的时间 ， 按 P 键按向上或向下箭头键直到出现 P093 为止按 P 键输入参数按向上或向下箭头键直到显示器出现所需要的串行链路超时为止按 P 键输入 P093=0240 0 是缺省值时间单位为秒。 串行链路额定系统设定点这个值可以改变但是典型情况是相当于 50Hz或 60Hz 它定义了相当于 100%的 PV 或 SP 的数值按 P 键按向上或向下箭头键直到出现 P094 为止按 P 键输入参数按向上或 向下箭头键直到显示器出现所需要的串行链路额定系统设定点为止按 P 键输入 P094=。 1 EEPROM 存储器控制任选按 P 键按向上或向下箭头键直到出现 P 971 按 P 键输入参数按向上或向下箭头键直到显示器出现所需要的相应于 EEPROM 存储器控制的数值为止按 P 键输入 P971=0 当断电时丢失更改的参数设定值包括 P9711 缺省值断 鞍山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 13 页 电期间仍保持更改的参数设定值。 1 运行显示按 P 键退出参数方式 P ]5[。 MICROMASTER 440 控制字和状态字的设置 PPO2 类型 : 4 PKW 字 6 PZD 字 PZD1:状态字 1 PZD2:线速度实际值 PZD3:转矩实际值 PZD4:状态字 2 PZD5:故障字 PZD6:马达电流实际值 对于 STW 的含义，如表 所示。 与 STW 相对应的是 ZSW，它的含义如表 所示 ]5[。 PROFIBUSDP 主站与 MICROMASTER 440 的连接 本套系统采用的是 CPU 3152DP作为 DP 主站， MICROMASTER 440作为 DP从站。 它们之间要进行通讯，必须在它们之间建立连接。 其具体做法如下： (1)生成一个 STEP7 项目 打开 SIMATIC Manager(管理器 )，建立一个新项目，选择第一个站的 CPU 为 CPU 3152DP，项目名称自拟。 在管理器中已经生成“ SMATIC 300 Station”对象，双击 ”Hardware”图标，进入 ”HW Config”（硬件组态）窗口后，在 CPU 3152DP 的机架中添加电源模块、一块 16 点输入模块和一块 16 点输出模块，并设置该站的参数。 (2)设置 PROFIBUS 网络 有鼠标右键 点击管理器左边最上面的“项目”对象，在打开的快捷菜单中选择命令“ Insert New Object””PROFIBUS”,将会生成网络对象 PROFIBUS（ 1），在自动打开的网络组态工具 NetPro 中，有红色的 MPI 网络线、紫色的 PROFIBUS 网络线和 CPU 3152DP 的图标，可以对 MPI 和 PROFIBUS 网络组态。 双击图中的 PROFIBUS 网络线，在出现的对话框中打开“ Network Settings”选项卡，点击“ OK”按钮确认系统推荐的默认的参数，即设置传输率为 ， 总线行规 鞍山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 14 页 （ Profile） 为 DP。 也可以在对话框中选择 PROFIBUS 子网络的的网络参数。 对于单主站的 PROFIBUS 网络，主站的地址默认值为 126。 (3)设置主站的通讯属性 在 ”SIMATIC Manager”主屏幕中。 选择屏幕左边的 SIMATIC 300 站对象后，双击屏幕右边的 Hardware（硬件）对象，打开 HW Config 工具。 此时屏幕左边的窗口中只有生成项目时设置的 S7300 的机架和机架中的 CPU 3152DP 模块，双击机架中 DP 所在的行，在打开的对话框的“ Operating Mode”选 项卡中，选择该站为 DP 主站（ DP Master） . 点击“ General”选项卡中的“ Properties”按钮，在 ”Parameters”选项卡中可以设置地址，默认的站地址为 2。 ”Sub”列表中的“ not work”为不联网，可以选择连接已经建立的 PROFIBUS（ 1）子网络。 (4)组态 DP 从站 在“ SIMATIC Manager”的主屏幕中，选择屏幕左边的 SIMATIC 300 站对象后，双击屏幕右边的 Hardware（硬件）对象，打开 HW Config 工具。 在这个窗口下，点击屏幕右 边硬件目录窗口中最上面的“ PROFIBUSDP”文件夹，在其中选择事先下载到STEP7 的 “MICROMASTER 440”。 用鼠标将它拖到屏幕上方的 PROFIBUS 网络线上，这样就把该 DP 从站连接到 DP 主站系统了。 此时将自动打开“ Properties PROFIBUS”对话框，设置该 DP 从站的地址为 3，点击“ OK”按钮返回“ HW Config”屏幕。 在网络中选中该从站后，在屏幕左下部的窗口中将显示它的详细资料，例如它占用的输入 /输出地址。 双击表中某一行输入或输出，在打开的“ DP Slave Properties”对话框中，可以更改输入 /输出地址 ]6[。 PLC 与变频器的通讯程序设计 本 系统通讯利 用 S7300 的 装入 /传输指令。 软件采用。 硬件采用CPU315C2DP， MICROMASTER 440 标准型变频器。 系统采用 STL语言编程。 由于本系统只研究转矩，所以程序中有些地方只出现转矩信号，通讯程序如下： PPO2 类型 : 4 PKW 字 6 PZD 字 PZD1:状态字 1 PZD3:转矩实际值 PZD4:状态字 2 鞍山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 15 页 PZD5:故障字 Network1 L P_Adress //传动起始地址 SLW 3 LAR1 L PIW [AR1,P] T T_PKE。