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课程设计令狐文艳课程名称传感器原理及工程应用专业班级测控技术与仪器姓名朱广申学号201302051021齐鲁工业大学课程设计专用纸成绩课程名称传感器原理及工程应用指导教师孙凯院（系）电气学院专业班级测控13-1学生姓名朱广申学号 201302051021 设计日期 2016.3.3课程设计题目自动门控系统设计摘要随着电子技术的发展，可编程控制器（以下简称PLC）不断更新、发展，PLC控制是自动控制中最常见控制方式之一，自动门就是自动控制应用的一典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门的开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。
目前自动门在日常生活中运用越来越广泛。
关键词：PLC，变频器，驱动装置，感应器。
目录摘要1引言41. 概述51.1 国内外自动门发展现状51.2 本课题研究的内容61.3 本课题研究的目的和意义62. 自动门控制系统总体方案设计72.1 自动门的功能需求分析72.2 系统设计的基本步骤82.3 自动门技术参数的确定92.4自动门的机械传动机构设计103. 自动门硬件系统的设计113.1 控制系统结构设计113.2 可编程控制器(PLC)的选型123.2.1 PLC概述123.2.2可编程控制器（PLC）的选型123.3 驱动装置的选型153.4 变频器的选型163.4.1 变频器原理163.4.2 变频器的选型163.4.3 变频器的参数设定173.5 感应开关的选型193.6 自动门系统I/O分配表193.7 控制系统的电气接线203.8结束语3.9参考文献齐鲁工业大学课程设计专用纸（附页）引言在经济飞速发展的中国，高楼耸立的大都市里的大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼，自动门已经是随处可见。
自动门的工作方式是通过自动门内外两侧的感应开关来感应人的出入，当人走近自动门时，感应开关感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。
«电气控制与PLC〉课程设计说明基于PLC的变频调速系统设计The variable freque ncy speed regulati on system based on PLC desig n学生姓名学生学号学院名称专业名称电气工程及其自动化指导教师2013年12月摘要本文主要介绍了研究和设计的基于可编程控制器的变频调速系统的成果，在本次的设计中，我的设计系统主要由PLG变频器、电动机等几部分组成。
经过本次设计和研究，使我对所有器件有了新的认识，尤其对PLC有了更多的了解：PLC是能进行行逻辑运算，顺序运算，计时，计数，和算术运算等操作指令，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或生产过程的工业计算机。
首先我们查阅各个器件的资料，先对其有个明确的认识，然后通过老师的指点明白了整个系统的大概工作原理框图后，通过学习资料与老师指点将硬件设备连接成功。
本文综合应用电子学与机械学知识去解决基于可编程控制器的变频调速系统，本次设计选用三相异步交流电机，而PLC和交流电机无论在工业还是生活中都是应用最广，因此本次设计具有相当的实用价值。
关键词PLC；变频器；电动机；调速1 引言 .......................... 1.1 概述...................... 1.2 设计内容 ..................2 系统的功能设计分析和总体思路 2.1 系统功能设计分析 .......... 2.2 系统设计的总体思路 ........3 PLC 和变频器的选择 ............ 3.1PLC 的概述 ................. 3.1.1 PLC 的基本结构 ........ 3.1.2 PLC 的工作原理 ........ .1..2... .2... 2... 3... 错 误!未定义书签。
.4.. 3.2.1 变频器的选择 ..... 3.2.2 变频调速原理 ..... 3.2.3 变频器的工作原理 3.2.4 变频器的快速设置 4开环控制设计及PLC 编程. 3.2 变频器的选择和参数设置4... .5... 5... 5...6... 4.1 硬件设计..... 4.2 PLC 软件编程 64.2.3 程序的主体 ................ 424控制程序T 形图 ...............5 PLC 系统的抗干扰设计 ............. 5.1 变频器的干扰源 ............ 5.2 干扰信号的传播方式 ......... 主要抗干扰措施 ............ 电源抗干扰措施 ........... 硬件滤波及软件抗干扰措施 接地抗干扰措施 ........... 错 误!未定义书签。
《PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现》篇一一、引言随着工业自动化技术的快速发展，PLC（可编程逻辑控制器）和变频器在电机控制领域的应用越来越广泛。
为了满足现代工业对电机调速的高精度、高效率和高可靠性的要求，本文设计并实现了一套基于PLC控制的电机变频调速试验系统。
该系统通过PLC与变频器之间的通信，实现对电机的精确控制，提高了系统的稳定性和可靠性。
二、系统设计1. 硬件设计本系统主要由PLC、变频器、电机及传感器等组成。
其中，PLC作为系统的核心控制单元，负责接收上位机的指令，并通过通信接口与变频器进行数据交互。
变频器用于控制电机的运行速度，电机则负责系统的实际运转。
此外，为了实现电机的精确控制，系统还配备了编码器等传感器，用于实时监测电机的运行状态。
2. 软件设计软件设计包括PLC程序设计、上位机界面设计和通信协议设计等部分。
PLC程序采用梯形图编程语言，实现电机的启动、停止、调速等基本功能。
上位机界面采用人机交互界面设计，方便用户进行参数设置和系统监控。
通信协议采用标准的Modbus协议，实现PLC与上位机之间的数据传输。
三、系统实现1. PLC程序设计PLC程序设计是实现系统功能的关键。
通过编写梯形图程序，实现对电机的启动、停止、调速等基本功能的控制。
在程序中，通过读取上位机发送的指令，根据指令内容控制变频器的输出频率，从而实现对电机转速的精确控制。
2. 上位机界面设计上位机界面采用图形化编程语言进行设计，具有友好的人机交互界面。
用户可以通过界面进行参数设置、系统监控等操作。
界面上显示了电机的实时运行状态、转速、电流等参数，方便用户了解系统的运行情况。
3. 通信协议实现本系统采用标准的Modbus协议实现PLC与上位机之间的数据传输。
通过编写通信程序，实现数据的发送和接收。
在通信过程中，采用差错控制、流量控制等措施，保证数据的可靠传输。
四、系统测试与结果分析1. 测试方法为了验证系统的性能和可靠性，我们进行了多次实际测试。
《PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高，PLC（可编程逻辑控制器）与电机变频调速技术成为了现代工业控制的核心。
PLC控制电机变频调速试验系统是现代工业控制技术的重要组成部分，具有很高的应用价值和广阔的发展前景。
本文旨在介绍一种基于PLC控制的电机变频调速试验系统的设计与实现。
二、系统设计1. 系统需求分析首先，系统需要具备稳定、可靠、可编程的特点，以实现对电机的精确控制。
其次，系统需要满足电机变频调速的精度要求，以满足各种工作条件下的实际需求。
此外，还需要考虑到系统的操作简便性、实时性以及安全保护等方面。
2. 硬件设计系统硬件主要包括PLC控制器、变频器、电机及传感器等部分。
其中，PLC控制器是系统的核心，负责接收指令并输出控制信号；变频器负责调节电机的电源频率，从而实现电机的调速；传感器则用于实时监测电机的运行状态。
此外，还需要设计合适的电源电路、信号传输电路等，确保系统能够稳定可靠地工作。
3. 软件设计软件设计包括PLC程序的编写以及人机界面的开发。
PLC程序负责接收来自上位机的指令，解析后输出控制信号给变频器，实现电机的精确控制。
人机界面则用于显示电机的运行状态，以及实时接收和输入操作指令。
三、系统实现1. PLC程序设计PLC程序设计是系统实现的关键环节。
首先，需要根据电机的特性和工作要求，编写相应的控制程序。
程序应具备较高的稳定性和可靠性，能够实现对电机的精确控制。
其次，为了方便操作和维护，还需要设计合适的人机交互界面，实现上位机与PLC 之间的通信。
2. 变频器配置变频器是系统的重要组成部分，负责调节电机的电源频率，从而实现电机的调速。
在配置变频器时，需要根据电机的特性和工作要求，选择合适的参数设置，如输出频率、电压等。
此外，还需要设置合适的保护功能，以确保系统在异常情况下能够及时保护电机和设备的安全。
3. 试验与调试在系统实现过程中，需要进行多次试验和调试。
![系统工程[完整版]汪应洛主编课后题答案之令狐文艳创作](https://img.taocdn.com/s1/m/36f92f0028ea81c759f57856.png)
第四章令狐文艳7 解：(c):S=( S 1, S 2, S 3, S 4, S 5, S 6, S 7)R b= (S 2 ,S 3),( S 2 ,S 4), ( S 3 ,S 1), ( S 3 ,S 4), ( S 3 ,S 5) , ( S 3 ,S 6), (S 3,S 7) ,(S 4,S 1) , ( S 5 ,S 3) , ( S 7,S 4), (S 7,S 6)⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=0101000000000000001000000001111100100011000000000A ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=1101001010000011111010001001111110111111110000001M =(A+I)2P 1P9解：⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=100000000110000000111100111110100000110111001110001000110000101110001010110000001M9、（2）解：规范方法：1、 区域划分因为B(S)={3,6}所以设B 中元素Bu=3、Bv=6R(3)={ 1，2，3，4}、R(6)={ 2，4，5，6，7，8}R(3)∩R(6)={ 1，2、3，4} ∩ {2，4，5，6，7，8} ≠φ，故区域不可分解 2级位划分将满足C ＝R 的元素2，8挑出作为第1级将满足C ＝R 的元素4挑出作为第2级 将满足C ＝R 的元素1，5挑出作为第3级 将满足C ＝R 的元素3，7挑出作为第4级 将满足C ＝R 的元素6挑出作为第5级 将M 按分级排列： 提取骨架矩阵如下：建立其递阶结构模型如下：911的23·K ）A SD·K=SE-SP·KC SE=2A SP·K=SR·K/P·KA SR·K=SX+S·KC SX=60L P·K=P·J+ST*NP·JKN P=100R NP·KL=I*P·KC I=0.02其中：LENGTH为仿真终止时间、TIME为当前仿真时刻，均为仿真控制变量；S为个体服务网点数（个），NS为年新增个体服务网点数（个/年），SD为实际千人均服务网点与期望差（个/千人），SE为期望的千人均网点数，SP为千人均网点数（个/千人），SX为非个体服务网点数（个），SR为该城市实际拥有的服务网点数（个），P为城市人口数（千人），NP为年新增人口数（千人/年），I为人口的年自然增长率。
《基于PLC的变频调速电梯系统设计》篇一一、引言随着科技的不断发展，电梯的控制系统日益向着数字化、智能化的方向发展。
基于PLC（可编程逻辑控制器）的变频调速电梯系统，是当前电梯行业广泛采用的一种高效、可靠的电梯控制系统。
本文将详细阐述基于PLC的变频调速电梯系统的设计原理、系统构成、工作原理及其应用。
二、系统设计原理基于PLC的变频调速电梯系统设计主要遵循可靠性、可维护性、经济性及适用性等原则。
该系统通过PLC控制变频器，实现对电梯的精确调速，提高了电梯的舒适度和安全性。
1. 精确调速：通过变频器对电机进行精确控制，使电梯运行更加平稳，减少震动和噪音。
2. 节能降耗：根据电梯的实际运行需求，自动调整电机运行速度，实现节能降耗。
3. 保护功能：具备过载、过流、过压等保护功能，确保电梯运行安全。
三、系统构成基于PLC的变频调速电梯系统主要由以下部分构成：1. PLC控制器：作为系统的核心，负责接收电梯的指令信号，控制变频器的输出，实现对电机的精确控制。
2. 变频器：将电源的交流电转换为直流电，再通过逆变器将直流电转换为电机所需的交流电，实现对电机的调速。
3. 电机：作为电梯的驱动装置，负责将电能转换为机械能，驱动电梯的运行。
4. 传感器：包括速度传感器、位置传感器等，负责实时监测电梯的运行状态，为PLC控制器提供反馈信号。
5. 人机界面：用于显示电梯的运行状态、故障信息等，方便用户操作和维修。
四、工作原理基于PLC的变频调速电梯系统的工作原理如下：1. 用户通过按钮或呼叫系统发出指令，请求电梯运行。
2. PLC控制器接收指令信号，根据电梯的实际运行状态和需求，控制变频器的输出，调节电机的运行速度。
3. 电机根据变频器的指令，驱动电梯运行。
4. 传感器实时监测电梯的运行状态和位置，将信息反馈给PLC控制器。
5. PLC控制器根据反馈信号，调整变频器的输出，确保电梯运行的稳定性和舒适性。
6. 如遇故障或异常情况，系统将自动启动保护功能，确保电梯的安全运行。
令狐文艳基于组态软件的S7-200 PLC温度控制系统令狐文艳中文摘要随着自动化水平不断提高，人们对自动化的要求也不断提高。
近几年，飞速发展的计算机技术在各行各业得到广泛应用。
但是，以之相对应，传统的工业控制软件有开发周期长，重复使用率低，价格高，修改难等缺点。
随着越来越多的自动化设备不断得到应用，人们对工业控制软件的要求也不断提高，传统的工业控制软件已无法满足用户的要求。
如何方便快捷的使用工业控制软件设计出灵活有效的自动控制系统已成为一个很重要的课题。
本设计以S7-200 PLC为核心，向上，通过PPI通信和上位机通讯；向下，通过模拟量输入输出模块EM235，对温度对象采样与输出控制。
在上位机，使用组态软件MCGS绘出工艺流程、动画效果等所需的组态界面；通过变量与动画对象的连接，使动画效果与实际变量相对应，这样可以很方便的从组态界面上看到系统实际情况并控制PLC的各个参数。
在温度采样上，使用PT100热电阻进行采样，使用脉宽调制电路对输出电压进行控制，进而形成完整的温度控制系统。
本文分别通过硬件的选择、设计、使用，软件的选择、编写等方面详细介绍系统各个模块的原理、设计和使用。
实验证明，以PLC作为控制器的核心，使用组态软件作为上位机，控制PLC，再通过PLC编程控制温度对象，这种设计方式方式可以方便快捷灵活的设计出符合要求的控制系统。
关键字：MCGS组态软件，PPI通讯，PLC ，温度控制系统S7-200 PLCTemperature Control System Based onConfiguration SoftwareAbstractWith the continuous development of the industral automatization，it set higher requirements for the automatics．These years, computer technology have been developing rapidly and are widely used in every walk of life．In the other hand，however，the traditional industry controlling software bring with it critical shortcomings such as long development cycle，low reusability,high price and immobility．As more and more automatic equipments are applied and the requirements for industrial control software are higher and higher，the traditional industry controlling software can’t meet customers’ d emand any more．How to design a flexible and effective automatic control system fastly and conveniently by using industrial control software has become a very important topic．This thesis focus on S7-200 PLC，which communicating，upward，with upper monitor through PPI，and also sampling temperature and outputing control single downward through Analog I/O module--EM235．Necessary configuration interface such as software process and animation effects are accomplished by using MCGS configuration software in upper monitor；Through connecting variable to animation effects，making animation effects the counterpart of actual variable，thus make it convenient to see actual situation and to control each parameter of PLC in configuration interface．In term of temperature sampling，thermal resistor PT100 are used to take sample，PWM are used to control output voltage，so that a complete temperature control system are formed．This Thesis introduce the principle，design, application of the each system module in detail，which including the type selection，design andapplication of the hardware，and the selection and writing of the software．Experiments prove that the design solution which using PLC as control core to control temperature object，configuration software as upper monitor to control PLC，could achieve a desirable control system conveniently, quickly and flexiblely．Key words: MCGS configuration software, PPI communication, PLC, temperature control system目录中文摘要IABSTRACTII目录III第1章绪论11.1温度控制系统研究背景11.2PLC概况21.2.1 PLC的定义21.2.2 PLC的特点21.2.3 PLC的国内外状况31.2.4 PLC未来展望31.3组态软件41.3.1 组态软件背景41.3.2 监控组态软件的最新发展情况41.3.3 组态软件的未来61.4研究主要内容6第2章硬件电路的设计82.1系统的组成82.1.1 控制系统结构图82.1.2 系统的硬件组成92.2硬件的连接10第3章 PLC程序设计123.1系统的控制要求123.2系统工作过程123.3系统开关量的分配143.4系统使用内存分配153.5S7-200PLC自带PID模块设定163.5.1 PID简介163.5.2 S7-200 PLC自带PID的设置173.6PLC程序设计183.6.1 程序流程图183.6.2 主程序183.6.3 子程序233.7S7-200PLC PPI通讯设置24第4章 MCGS组态软件设计264.1MCGS组态软件概述264.1.1 MCGS嵌入版组态软件的主要功能264.1.2 MCGS 软件结构284.2监控系统功能设计294.2.1 组态软件的设计要求294.2.2 组态功能设计294.3MCGS组态界面设计304.4设备窗口344.5变量定义及连接364.5.1 实时数据库定义364.5.2 变量连接364.6运行策略37第5章系统测试395.1组态测试395.2系统测试415.2.1 各种参数的响应曲线图415.2.2 曲线分析44总结45参考文献46致谢47第1章绪论1.1温度控制系统研究背景温度与人们的生存生活生产息息相关。
《基于PLC的变频调速电梯系统设计》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，电梯作为建筑物内垂直交通的重要工具，其安全性和效率性受到了广泛的关注。
传统的电梯调速系统往往依赖于继电器控制，然而这种方式存在着调速不准确、耗能高以及难以满足现代电梯的复杂控制需求等问题。
为了解决这些问题，基于PLC（可编程逻辑控制器）的变频调速电梯系统设计应运而生。
本文将详细介绍基于PLC的变频调速电梯系统的设计原理、实现方法以及其在实际应用中的优势。
二、系统设计原理基于PLC的变频调速电梯系统设计主要利用PLC的可编程性和变频器的调速功能，实现对电梯的精确控制。
该系统主要由以下几个部分组成：1. PLC控制器：作为整个系统的核心，PLC控制器负责接收来自电梯控制面板、外部传感器等设备的信号，并根据预设的逻辑关系进行运算处理，输出控制信号给变频器。
2. 变频器：变频器是连接PLC控制器和电机的重要设备，它根据PLC控制器的指令调整电机的电源频率和电压，从而实现电机的调速。
3. 电机：电机是电梯的驱动装置，负责将电能转换为机械能，驱动电梯的上下运动。
4. 传感器：传感器负责实时监测电梯的状态，如门的状态、电梯的位置、速度等，将监测到的信息反馈给PLC控制器。
三、系统实现方法基于PLC的变频调速电梯系统的实现主要包括以下几个步骤：1. 硬件选型与配置：根据电梯的规格和需求，选择合适的PLC控制器、变频器、电机和传感器等设备，并进行合理的配置。
2. PLC程序设计：根据电梯的控制逻辑和功能需求，编写PLC程序。
程序应包括电梯的启动、停止、上下行、门禁控制等功能。
3. 变频器参数设置：根据电机的参数和电梯的运行要求，设置变频器的参数，如频率、电压等。
4. 系统调试与测试：完成硬件配置和PLC程序设计后，进行系统的调试和测试。
测试内容包括电梯的启动、停止、上下行、门禁控制等功能的正常性以及系统的稳定性。
5. 故障诊断与维护：系统应具备故障诊断和报警功能，方便维护人员及时排除故障，保证系统的正常运行。
《PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现》篇一一、引言随着工业自动化水平的不断提高，电机变频调速技术在各种工业控制领域的应用越来越广泛。
本文介绍了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的电机变频调速试验系统的设计与实现。
该系统结合了PLC的强大逻辑控制能力和变频调速技术的灵活性，为电机调速提供了精确、可靠的解决方案。
二、系统设计1. 硬件设计本系统主要由PLC控制器、变频器、电机及传感器等组成。
其中，PLC控制器负责逻辑控制，变频器负责电机调速，传感器则用于实时监测电机的运行状态。
硬件设计需考虑系统的稳定性、可靠性及可维护性。
（1）PLC控制器选择：根据系统需求，选择具有较强数据处理能力和良好抗干扰性能的PLC控制器。
（2）变频器选择：选择性能稳定、调速范围广、动态响应快的变频器，以满足电机的调速需求。
（3）传感器选择：根据实际需求，选择合适的传感器，如电流传感器、电压传感器、转速传感器等，用于实时监测电机的运行状态。
2. 软件设计软件设计主要包括PLC程序设计及上位机监控软件设计。
（1）PLC程序设计：根据系统需求，编写PLC程序，实现电机的启动、停止、调速及保护等功能。
程序需具备较高的可靠性和稳定性，以应对各种复杂工况。
（2）上位机监控软件设计：通过组态软件或自定义软件开发上位机监控软件，实现电机的远程监控、数据采集、故障诊断等功能。
软件界面需友好、操作简便。
三、系统实现1. 硬件连接根据硬件设计，将PLC控制器、变频器、电机及传感器等设备连接起来。
连接过程中需注意各设备之间的信号传输及电源供应等问题，确保系统正常运行。
2. PLC程序设计实现根据软件设计，编写PLC程序，实现电机的启动、停止、调速及保护等功能。
程序需经过严格的测试和调试，确保其可靠性和稳定性。
3. 上位机监控软件实现通过组态软件或自定义软件开发上位机监控软件，实现电机的远程监控、数据采集、故障诊断等功能。
软件界面需友好、操作简便，方便用户进行操作和监控。
课程设计题目：基于PLC控制的变频调速系统一、课程设计目的本课程设计的目的在于培养学生运用已学的PLC控制技术的基础知识和基本理论，加以综合运用，进行PLC控制系统设计的初等训练，掌握运用PLC进行系统控制设计的原则、设计内容和设计步骤，为从事PLC相关的毕业设计或今后的工作需要打下良好的基础。
二、课程设计内容（包括技术指标）通过CPM1A-MAD02-CH模拟量模块将电压信号转换为数字量，并通过特殊通道13传递给PLC，再由PLC进行处理，分成5级，最后用其处理的结果对变频器进行控制，实现5级频率改变，进而实现异步电动机的调速；同时要用旋转编码器进行测速，从而实现转速可调可测。
表3-1为调节结果要求。
表3-1调节结果要求电压范围（V）转化后对应数字量变频器输出0-2 0000-0020 25HZ2-4 0020-0062 30HZ4-6 0062-0093 35HZ6-8 0093-00C4 40HZ三、课程设计原则1、尽可能地满足被控对象的控制要求；2、在满足控制的前提下，力求使控制系统简单、经济；3、保证控制系统安全可靠；4、考虑到被控对象的改进，在选择PLC的I/O数量时，应适当留有余量；四、课程设计步骤1、对控制系统任务和要求作深入的调查研究，明确控制任务：2、选择和确定用户I/O设备：根据传统控制线路，确定出PLC改造所需的各种输入/输出设备，即各种按钮、开关、继电器和接触器等。
3、确定系统整体设计方案，选择PLC型号确定系统整体设计方案十分重要，要在全面了解控制要求的基础上确定电气控制方案。
根据所选用的电器或元件的类型和数量，计算所需PLC的输入/输出点数，选择合适的点数。
由于本设计中只涉及到开关量，因此在选择PLC 型号时，只需考虑I/O点数，并有一定的余量（10%~15%）选择小型PLC。
4、控制系统的硬件设计（1）主电路的设计；（2）确定出输入、输出信号，画出PLC的I/O接线图；5、控制系统的软件设计（1）首先分别设计出全自动洗衣机各部分的控制软件梯形图；（2）整体控制软件梯形图设计；6、联机调试；7、撰写设计说明书。
《电气控制与PLC》课程设计说明书令狐文艳基于PLC的变频调速系统设计The variable frequency speed regulation system based on PLC design 学生姓名学生学号学院名称专业名称电气工程及其自动化指导教师2013年12月1日摘要本文主要介绍了研究和设计的基于可编程控制器的变频调速系统的成果，在本次的设计中，我的设计系统主要由PLC、变频器、电动机等几部分组成。
经过本次设计和研究，使我对所有器件有了新的认识，尤其对PLC有了更多的了解：PLC是能进行行逻辑运算，顺序运算，计时，计数，和算术运算等操作指令，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或生产过程的工业计算机。
首先我们查阅各个器件的资料，先对其有个明确的认识，然后通过老师的指点明白了整个系统的大概工作原理框图后，通过学习资料与老师指点将硬件设备连接成功。
本文综合应用电子学与机械学知识去解决基于可编程控制器的变频调速系统，本次设计选用三相异步交流电机，而 PLC和交流电机无论在工业还是生活中都是应用最广，因此本次设计具有相当的实用价值。
关键词PLC；变频器；电动机；调速目录1 引言11.1 概述11.2设计内容12 系统的功能设计分析和总体思路22.1 系统功能设计分析22.2 系统设计的总体思路23 PLC和变频器的选择33.1PLC的概述33.1.1 PLC的基本结构33.1.2 PLC的工作原理53.1.3PLC的型号选择63.2变频器的选择和参数设置63.2.1 变频器的选择63.2.2 变频调速原理73.2.3 变频器的工作原理83.2.4 变频器的快速设置84 开环控制设计及PLC编程94.1 硬件设计94.2 PLC软件编程104.2.1设计步骤104.2.2系统流程框图104.2.3 程序的主体114.2.4 控制程序T形图115 PLC系统的抗干扰设计175.1 变频器的干扰源175.2 干扰信号的传播方式175.3 主要抗干扰措施185.3.1 电源抗干扰措施185.3.2 硬件滤波及软件抗干扰措施185.3.3 接地抗干扰措施18结论与心得19参考文献20附录211 引言1.1 概述调速系统快速性、稳定性、动态性能好是工业自动化生产中基本要求。
在科学研究和生产实践的诸多领域中调速系统占有着极为重要的地位特别是在国防、汽车、冶金、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。
调速控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。
可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，是继续计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。
它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简朴，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。
1.2设计内容（1）利用西门子S7-200PLC、EM235、西门子MM420变频器等硬件设计一个变频系统，可以控制电动机的正反转和停止，另外能够平滑地调节电动机的转速；(2)用MCGS上位机软件界面给出频率设定值。
2 系统的功能设计分析和总体思路2.1 系统功能设计分析随着电力电子技术以及控制技术的发展，交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用；可编程控制器PLC作为替代继电器的新型控制装置，简单可靠，操作方便、通用灵活、体积小、使用寿命长且功能强大、容易使用、可靠性高，常常被用于现场数据采集和设备的控制；组态软件技术作为用户可定制功能的软件开发平台工具，可实现显示电机转速，可实现远程调速控制，在PC机上可开发友好人机界面，通过PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。
在此，本次设计就是基于PLC的变频器调速系统。
将现在应用最广泛的PLC和变频器综合起来主要功能实现了变压变频调速。
电机的正反转，加减速以及快速制动等。
因此，该系统必须具备以下三个主体部分：控制运算部分、执行和反馈部分。
控制运算主要由PLC和变频器来完成；执行元件为变频器和电机；反馈部分主要为速度反馈。
2.2 系统设计的总体思路系统主要由三个部分构成，即可编程逻辑控制器件PLC、变频器和电机。
首先通过设置给定输入给PLC，再通过PLC控制变频器，再经由变频器来控制电机，随后将电机的转速反馈给PLC，经比较后输出给变频器从而实现无静差调速。
具体如下图所示：图2-1速度闭环控制的机构控制图3 PLC和变频器的选择3.1PLC的概述3.1.1 PLC的基本结构可编程序控制器简称为PLC（Programmable Logic Controller）主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成。
（如下图3-1所示）图3-1 PLC控制系统示意图可编程序控制器实际上是一种工业控制计算机，它的硬件结构与一般微机控制系统相似，甚至与之无异。
可编程序控制器主要由CPU（中央处理单元）、存储器（RAM和EPROM）、输入/输出模块（简称I/O模块）、编程器和电源五大部分组成。
1） CPU模块CPU模块又叫中央处理单元或控制器，它主要由微机处理器（CPU）和存储器组成。
CPU的作用类似于人类的大脑和心脏。
它采用扫描方式工作，每一次扫描要完成以下工作：（1）输入处理：将现场的开关量输入信号和数据分别读入输入映像寄存器和数据寄存器。
（2）程序执行：逐条读入和解释用户程序，产生相应的控制信号去控制有关的电路，完成数据的存取、传送和处理工作，并根据运算结果更新各有关寄存器的内容。
（3）输出处理：将输出映像寄存器的内容送给输出模块，去控制外部负载。
2） I/O模块I/O模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。
电机-速度给定速度反馈信号+PLC（PID）变频调速系统输入模块用来接收和采集输入信号。
输入信号有两类：一类是从按钮、选择开关、数字开关、限位开关、接收开关、关电开关、压力继电器等来的开关量输入信号；另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化的模拟量输入信号。
可编程序控制器通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装置等执行器，可编程序控制器控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报警装置等。
CPU模块的工作电压一般是5V，而可编程序控制器的输入/输出信号电压一般较高，如直流24V和交流220V。
从外部引入的尖蜂电压和干扰噪声可能损坏CPU模块中的元器件，或使可编程序控制器不能正常工作，所以CPU模块不能直接与外部输入/输出装置相连。
I/O模块除了传递信号外，还有电平转换与噪声隔离的作用。
3）编程器编程器除了用来输入和编辑程序外，还可以用来监视可编程序控制器运行时梯形图中各种编程元件的工作状态。
编程器可以永久地连续在可编程序控制器上，将它取下来后可编程序控制器也可以运行。
一般只在程序输入、调试阶段和检修时使用，一台编程器可供多台可编程序控制器公用。
4）开关量I/O模块开关量模块的输入输出信号仅有接通和断开两种状态。
电压等级有直流5V，12V，24V，48V和交流110V，220V等。
输入输出电压的允许范围很宽，如某交流220V输入模块的允许低电压为0~70V，高电压为70~256V，频率为47~63HZ。
各I/O点的通/断状态用发光二极管或其它元件显示在面板上，外部I/O 接线一般接在模块的接线端子上，某些模块使用可拆除的插座型端子板，在不拆去端子的外部连线的情况下，可以迅速地更换模。
开关量I/O模块可能4，8，16，32，64点。
图3-2 直流输入电路3.1.2 PLC的工作原理PLC通电后，需要对硬件和软件做一些初始化工作。
为了使PLC的输出及时地响应各种输入信号，初始化后PLC要反复不停地分段处理各种不同的任务，这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。
1、初始化过程：与其它单片机运行一样，上电运行或复位时进行处理（1）硬件初始化，复位输出输入模块，清零（2）清除数据区（3）输出输入地址分配2、扫描过程（1）扫描输入，将输入口状态读入至输入口映像区（2）时钟处理，特殊寄存器更新（3）执行用户程序（4）输出，将输出口映像区输出至输出端口刷新（5）自诊断检查3、出错处理检查PLC内部电路CPU、电池电压、程序存储器、I/O、通讯异常致命错误，CPU强制STOP方式，所有扫描停止。
图3-1所示为一小型PLC的典型工作过程图3-3 小型PLC的典型工作过程3.1.3PLC的型号选择在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。
工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。
PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。
熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。
综合了输入输出（I/O）点数、存储器容量、各项控制功能和机型的考虑以及性价比等各方面的因素，在此我为该系统设计选择了S7-200 PLC一台。
图3-4 S7-200 PLC CPU的外形模型图S7-200有5种CPU模块、6个有12种工作方式的高速计数器和两点高速计数器/和脉冲宽度调制器、直接读写的模拟量I/O模块、先进的程序结构、灵活方便的寻址方式以及程序化的PID编程控制。
强大的通讯功能，它支持多种通信协议。
价格是它在所有品牌在同一功能区内很有竞争力的。
最重要的是它还提供了完善的的网上支持。
这些都为实现本系统的设计提供很好的条件和方便。
例如，高速计数器可以用来测速从而实现速度反馈。
3.2变频器的选择和参数设置3.2.1 变频器的选择正确选择通用型变频器对于传动系统能够正常运行时至关重要的，首先要明确使用通用变频器的目的，按照生产机械的类型、调速范围、速度响应和控制精度、启动转矩等要求，充分了解变频器所驱动负载特性，决定采用什么功能的通用变频器构成控制系统，然后决定选用哪种控制方式最合适。
所选用的通用变频器应是既满足生产工艺要求，又要在技术经济指标上合理。
若对通用变频器选型、系统设计及使用不当，往往会使通用变频器不能正常的运行、达不到预期目标，甚至引发设备故障，造成不必要的损失。
另外，为了确保通用变频器长期可靠的运行，变频器的地线的连接也是非常重要的。
变频器在调速系统中的优点：1.控制电机的启动电流；2.降低电力线路的电压波动；3.启动时需要的功率更低；4.可控的加速功能；5.可调的运行速度；6.可调的转矩极限；7.受控的停止方式；8.节能；9.可逆运行控制；10.减少机械传动部件。
