基于PLC通信方式的闭环调速申请书

基于PLC的直流电动机双闭环调速系统设计摘要随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，可编程控制器（PLC）的功能更加完善，应用更为广泛，基于PLC的控制系统渐渐成为工业控制系统的主流。

本文介绍了基于PLC的直流电机双环调速系统，根据直流调速理论及自动控制系统的理论，介绍了PLC控制的双闭环调速系统的组成、工作原理和动态性能。

本系统实现了对直流电机双闭环调速系统进行全数字化的改造，使电流环和速度环控制器都由PLC系统来实现。

重点讨论了用西门子S7-200系列PLC中的CPU222及其两个扩展模块来实现直流电机双闭环调速系统。

应用PLC的PID功能指令来实现直流电机速度的闭环控制。

系统易于扩展，便于扩展各种I/O模块和功能模块。

关键词可编程控制器；直流电动机；双闭环；控制Based on PLC dc motor double closed-loop speedregulation system designAbstractAlong with the rapid development of the power electronic technology, computer technology and the automatic control technology, the programmable controller’s (PLC) function more perfect and more extensive application based on PLC control system, gradually become the mainstream of the industrial control system.In this paper introduces the dc motor based on PLC double closed-loop speed regulation system, according to the dc speed control theory and the theory of automatic control system, this paper introduces the PLC control of double closed-loop speed regulation system composition, working principle and the dynamic performance. This system of dc motor double closed-loop speed regulation system of the digital transformation, make current loop and speed loop controller by PLC system are discussed to realize. With Siemens S7-200 PLC and the CPU222 both extension module to realize dc motor double closed loop speed regulation system. Application of PLC PID commands to realize dc motor speed closed-loop control. This system is easy to expand, easy to expand all kinds of I/O modules and function modules.Keywords PLC；Direct current machine；Double closed-loop；Controls目录第1章绪论 (1)1.1 直流电动机简介 (1)1.2 双闭环调速系统 (1)1.3 PLC在电机调速中的应用 (2)第2章系统总体设计及算法模型确定 (4)2.1 系统总体设计 (4)2.2 双闭环调速系统常用控制方法介绍 (5)2.3 控制方法的确定 (6)2.3.1 PID控制的结构 (7)2.3.2 PID参数的调整 (9)2.3.3 PID模块 (9)2.4 系统参数计算 (11)2.4.1 主电路参数计算 (11)2.4.2 电流环节（ACR）的设计 (11)2.4.3 转速环（ASR）的设计 (13)2.4.4 按转速环(ASR)退饱和重新计算超调量 (14)第3章硬件设计 (16)3.1 系统总体结构 (16)3.1.1 CPU主机部分 (16)3.1.2 电机驱动部分 (16)3.2 检测部分 (17)3.2.1 电流检测部分 (17)3.2.2 速度检测部分 (18)3.3 数据采集模块 (19)3.3.1 PLC输入/输出端口 (20)3.3.2 用于PLC的输入/输出模块 (22)3.3.3 采集时序控制电路 (23)3.3.4 正交采用 (23)3.3.5 模块量混合模块EM235 (24)3.4 晶闸管—电动机电路设计 (24)3.4.1 整流变压器的设计 (24)3.4.2 晶闸管的保护 (24)3.5 晶体管驱动、触发电路的设计 (25)3.5.1 驱动电路原理 (25)3.5.2 触发电路原理 (26)3.6 稳压电源 (26)第4章软件设计 (27)4.1 系统程序设计方案 (27)4.2 主程序设计 (27)4.3 速度初始化子程序 (28)4.4 转速检测子程序 (30)4.5 电流检测子程序 (30)4.6 PID控制子程序 (31)4.7 电流环及转速换子程序 (32)结论 (34)致谢 (36)参考文献 (37)附录A 译文 (38)基于PLC直流电动机双闭环调速系统 (38)附录B 外文原文 (52)附录C 程序清单 (70)第1章绪论1.1直流电动机简介直流电动机调速系统在当前的工业生产中应用相当广泛。

PLC技能考核报告-基于PLC的交流异步电机转速闭环控制系统设计基于PLC的交流异步电机转速闭环控制系统设计成绩：姓名：夏莉班级：电气10-2学号：22100255日期：2013.6.1PLC技能考核设计训练任务书学生姓名夏莉专业年级电气10-2 学号22100255设计日期：2013 年5月 6 日至2013 年5月17 日设计题目：基于PLC的交流异步电机转速闭环控制系统设计设计主要内容：本次设计基于可编程控制器（PLC）硬件平台的异步电动机综合控制系统。

该系统通过可编程逻辑控制器（PLC）来控制变频器，最终实现异步电动机转速的闭环控制。

并通过HMI面板直观的显示出来。

具体设计是P、I调节电机转速。

经过多次参数设定比较后，系统能得到比较满意的控制效果，最大超调只有两度多，稳定后能保持在 10r/ｓ以内。

负载改变后转速可以很快的达到给定转速。

指导教师评语：指导教师签字：日期：目录1 绪论 (1)1.1 变频器 (1)1.2 可编程控制器 (1)1.3 HMI (2)1.4 组态软件 (3)2 系统硬件设计 (4)2.1 系统设计目的 (4)2.2 系统硬件结构框图 (4)2.3 硬件选型 (5)2.4 硬件接线 (8)3 系统软件设计 (9)3.1 变频器参数 (9)3.2 触摸屏组态画面 (10)3.3 PLC编程 (12)3.3.1 PID向导 (12)3.3.2 PID指令 (19)4 系统调试 (22)5 总结 (23)1 绪论随着变频调速技术的不断发展，交流传动系统的性能突飞猛进。

交流异步电动机以其低廉的造价、坚固的结构得到了越来越广泛的应用。

在交流传动的许多应用场合中，均对电机的调速性能和定位性能提出了较高的要求。

异步电动机以其大功率、高性价比的独特优势而占有一席之地，但同时其调速性能和定位性能却不甚完美，尚需完善。

本次实验基于可编程控制器（PLC）硬件平台的异步电动机综合控制系统。

【摘要】随着电力电子技术及控制技术的发展，使得交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用。

由于PLC的功能强大、容易使用、高可靠性，常常被用来作为现场数据的采集和设备的控制。

组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具，在PC机上可开发出友好人机界面，通过PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。

经过研究分析确定在本系统中采用通用变频器MM420，对电机进行转速调节，实现了能源的充分利用和生产的需要。

此变频器的FS型加减速功能和转矩提升功能，能很好的解决转速之间的切换。

系统中PLC完成数据的采集和对变频器、电机等设备的控制任务。

基于S7—200 PLC的编程软件STEP 7，采用模块化的程序设计方法，减少了软件的开发和维护。

利用组态软件良好的人机界面和通信能力，使工作人员可以在中央控制室的PC机上就可以方便的浏览现场的工业流程、实现变频器的参数设置、故障诊断及电机的启动和停止。

本文综述了组态软件、PLC技术、变频调速技术的概况。

分析了PLC的基本原理，变频调速的基本原理、变频器的结构及其控制算法等变频调速技术。

关键词： PLC、、变频调速、PID调节Abstract:With the development of electric power and electronic technology and control technology,AC frequency conversion velocity modulation technology is widely used in theindustry motor dragging fields.Because of the characteristics with powerful function,easy operation and high dependability,PLC is usually used for the field of data gathering andequipment control.Configuration software technology is one software platform tool that with custom-made function,friendly human-machine windows,which can be developed on the PC machine,used the PLC to intelligently control the automatic equipment．Through the rigorouse research and analysis,this system adjusts general transducer KASUGA+Mini MM420 to control the speed of motor,consequently actualizes the full use ofenergy and the need of production．The transducer’s functions of adding or decreasing speedin S form and promoting torque can solve the adjustment of speeds well．In this system，PLC is used to collect data and control equipments such as electromotor and transducer.Based on S7-200 PLC’s programming software STEP 7.which adopts the modularization method inprogramming design,can reduce the software exploitation and maintenance.By the virtue of HMI with nice configuration software and strong communication ability,the staff can conveniently browse the industry flowFig on the locale,set the parameter of the transducer,diagnose the fault,and start or stop the electromotor on the PC machine in the control-centerr00m．This paper summarizes the configurationsoftware technology,PLC technology and AC frequency conversion for speed adjustment technology．Key words:PLC,cold-rocold rolling mill,Frequency conversion velocity modulation,PID regulator目录1 绪论................................................................................................................................................. - 1 -2 S7-200 PLC的构成........................................................................................................................ - 2 -2.1S7-200CPU224型PLC的结构 (2)2.2CPU224型PLC的技术参数 (4)2.3S7-200PLC的构成 (5)2.4PLC的工作原理 (13)3 系统硬件选择............................................................................................................................... - 16 -3.1西门子S7-200型PLC (16)3.2EM235模拟量模块 (16)3.3M ICRO M ASTER420变频器 (18)3.4PID调节原理 (19)4 PLC编程设计................................................................................................................................ - 20 -4.1梯形图 (20)4.2语句表 (24)4.3功能块图 (26)结束语 (30)致谢 (31)参考文献 (32)1 绪论随着变频调速技术的应用日益广泛,应用水平的不断提高,对变频调速控制系统的精度要求也越来越高。

摘要随着工业控制要求的发展，对电机速度的控制越来越高。

传统的模拟信号控制方式存在抗干扰能力差、对设备要求复杂、控制精度不高等问题，难以适应日益复杂的工业环境。

本文主要介绍了多段调速系统的结构，并完成了以PLC为控制器，以增量式光电编码器为速度采集的闭环PID控制系统，通过RS-485对变频器的控制实现了三相异步电机的多段调速。

关键字：PLC；RS-485；多段调速；光电编码器AbstractWith the requirements of the development of industrial control, the speed of motor control is more and more strict. The traditional analog signal control mode has poor capacity of resisting disturbance, the requirement of complex equipment, the control precision low and some other problems, it is difficult to adapt to the increasingly complex industrial environment. In this article, mainly introduces the structure of various speed system, and completed the closed loop PID control system through the PLC as controller and incremental photoelectric encoder for speed acquisition, achieve the multistage speed control three-phase asynchronous motor through Frequency converter based on RS-485.Key words: PLC; RS-485; multistage speed; encoder目录第一章概述 (4)1.1 课题研究的背景及意义 (4)1.2 课题研究现状 (5)1.3 本课题研究的主要内容 (6)第二章系统分析 (7)2.1 PLC基本知识 (7)2.1.1 PLC的基本功能 (8)2.1.2 PLC的特点 (9)2.1.3 PLC的展望 (11)2.2 变频器基本知识 (12)2.2.1 变频器的应用 (12)2.2.2 变频器的分类 (13)2.2.3 变频器控制的展望 (14)2．3 光电编码器 (15)2.3.1 增量式编码器 (15)2.3.2 绝对式编码器 (16)第三章系统设计 (19)3.1 总体方案 (19)3.2 硬件设计 (19)3.2.1 变频器的连接 (20)3.2.2 光电编码器的配置 (20)3.2.3 PLC输入输出口分配 (21)3.3 软件设计 (21)3.3.1 变频器的参数设置 (22)3.3.2 PLC的设计 (23)第四章结论 (28)结束语 (29)致谢 (30)参考文献 (31)第一章概述1.1 课题研究的背景及意义随着计算机技术、电子技术的不断进步，PLC(可编程逻辑控制器)技术、变频(变频器)调速技术的发展极为迅速，已渗透到各个领域，以它们为主导的现代生产技术正以史无前例的速度迅猛发展。

************************************** 基于PLC模拟量方式的变频闭环调速控制系统设计学生学号：**********学生姓名：******专业班级：**********指导教师：******职称：****起止日期：***************************************************************专业综合设计任务书一．设计题目：基于PLC模拟量方式的变频闭环调速控制系统设计二．设计目的1．掌握S7-200PLC数据转换指令的使用及编程。

2．掌握S7-200PLC模拟量控制变频器进行闭环调速的接线、调速、操作；三．设计任务及要求1．总体控制要求：PLC根据模拟量输入端的给定值和过程变量值，控制信号及模拟量输入端的给定值信号和过程变量值信号，经过程序运算后由模拟量输出端输出值到变频器；2．电机运行速度超出设定值时开始减速；3. 电机运行速度低于设定值时开始减速。

四．设计时间及进度安排（宋体，小四号字，加黑）设计时间共三周（20**.**.**~20**.**.**）,具体安排如下表：- I -基于PLC模拟量方式的变频闭环调速控制系统设计目录专业综合设计任务书 (I)第1章专业综合设计的目的 (1)第2章三相交流异步电动机 (2)2.1 三相交流异步电动机工作原理 (2)2.2 电机极对数 (3)2.3 三相异步电动机的调速方式 (4)2.3.1 变极调速 (4)2.3.2 变频调速 (4)2.3.3 变转差率调速 (4)第3章MM440变频器简介 (6)3.1 MM440概述 (6)3.1.1 MM440简介 (6)3.1.2 MM440特点 (6)3.1.3 MM440参数设置 (6)3.2 变频器MM440启动三相异步电机 (8)第4章西门子S7-200概述 (9)4.1 S7-200介绍 (9)4.2 S7-200系列PLC的基本硬件组成 (10)4.3 可编程控制器的工作扫描方式 (13)4.4 以太网电缆与STEP7 Micro/WIN SMART的编程设备进行通信连接 (14)第5章变频调速系统结构 (15)5.1 系统结构控制模型 (15)5.2 PLC变频调速闭环系统流程图 (15)第6章程序设计 ·········································································错误！未定义书签。

基于PLC的双闭环直流调速系统————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：前言直流调速系统具有调速性能优良、可靠性高的优点，被广泛的应用。

直流调速系统是弱电控制与强电控制相结合的系统.系统弱电部分检测系统工作时的转速、电枢电流、电机温度、晶闸管温度等信号，根据检测到的信号发出控制信号;强电部分根据控制信号调节电动机转速,拖动绞刀、钻机等机械负载进行作业，以满足不同作业现场的需要.可编程控制器PLC是通用的自动化控制装置，是船舶实现自动化、智能化控制的核心控制元件。

它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，采用模块式组合设计，具有控制功能强，可靠性高、使用灵活方便,易于扩展等优点，在船舶主机遥控系统、锅炉控制系统中央冷却控制系统等重要设备上得到了广泛应用。

本文首先详细的介绍了大功率直流调速系统的基本原理，分析了调速系统的基本组成以及基本调速方法；然后系统的论述了现代PLC控制技术，介绍了PLC 控制系统的基本设计方法;接着本文以经济性好、可靠性高的大功率晶闸管为调速系统可控整流电源,根据现代控制理论，采用转速一电流双闭环调速方法对大功率直流调速系统的主电路、转速控制电路以及信号检测电路进行设计，结合现代PLC控制技术对调速系统运行进行控制,对电动机、晶闸管等元件主要参数进行监视、保护；最后利用protel电路图绘制软件对相关电路图进行绘制取得了满意的效果。

第一章总体方案设计1。

1 调速方式的选择直流电动机电枢回路的电压平衡方程为=EU+IaR电枢反电势为=EΦnCe由此得到转速特性方程如下-(=/)nΦUCenIaR由转速特征方程可以看出,调节直流电动机的调速方法有如下3种：1. 调节电枢电压调速改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压,从电动机额定转速向下变速，属恒转矩调速方法.对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，这种方法最好。

综合实验实验报告实验名称：基于PLC实现的电动机调速控制基于PLC实现的电动机调速控制实验报告一、实验目的：通过综合实验的训练，学会独立的设计和处理问题的能力二、实验原理：1.PLC编程控制原则2.PLC工作手册3.光电编码器原理图三、实验步骤：1.设计答疑2.绘制系统原理图，接线图，系统流程图3.编写系统程序，调制4.按图接线，实现设计要求5.绘制各元件及PLC、变频器、编码器接线端口明细表四、实验器材本实验提供的元器件：PLC一台、变频器一台、三相电机一台、光电编码器五、实验要求效果六、实验结果报告1.系统原理图2.PLC与变频器接线3.接线图4.程序流程图开始正转/反转加 速=30HZ ?匀速5s加 速=50HZ ？匀速5s减 速匀速5s结 束=30HZ ？光电编码器光电编码器YYYNNN光电编码器5.PLC设置序号功能码功能定义设定值1 F100 用户密码82 F140 端子方向启动 13 F200 启动控制 14 F202 停机控制 15 F204 基本调速方式 26 F206 方向给定 27 F400 OP1端子输入信号08 F401 OP2端子输入信号09 F402 OP3端子输入信号010 F403 OP4端子输入信号011 F404 OP5端子输入信号012 F405 OP6端子输入信号013 F406 OP7端子输入信号014 F407 OP8端子输入信号015 F408 OP1功能设定1116 F409 OP2功能设定017 F410 OP3功能设定 118 F411 OP4功能设定1219 F412 OP5功能设定1320 F413 OP6功能设定1421 F414 OP7功能设定722 F415 OP8功能设定176.编码器原理图7.程序七、实验心得（见附页）。

闽南师范大学PLC课程设计课题：基于PLC模拟量的变频器闭环调速控制姓名：学号： 1205000529系别：物理与信息工程学院专业：电气工程及其自动化年级: 12级电气1班指导教师：洪清辉2015年5月18日目录1 引言 (3)2 系统设计 (3)2.1 设计目的 (3)2.2 设计要求 (3)2.3 设计思路 (3)2.4 系统硬件配置及组成原理 (4)2.5变频器 (7)2.5.1变频器主要功能 (7)2.5.2 变频器平面图 (7)2.6 同轴编码器 (7)3 硬件接线图 (8)4 软件设计 (8)4.1 软件流程图 (8)4.2梯形图 (8)5 应用扩展------基于PLC模拟量的矿井通风系统 (10)5.1设计内容 (10)5.2设计实现目标 (10)5.3控制系统设计 (11)5.3.1控制程序流程图设计 (11)5.3.1控制程序设计思路 (11)6心得体会 (11)7 参考文献 (12)摘要一种基于FX2NPLC控制的变频调速的闭环控制系统及其在液位控制中的应用,在电机速度闭环控制中，由同轴编码器对电机测速，经PLC内部A/D转换后与给定值比较再由PID运算控制得出的值经D/A转换后输出给变频器,从而闭环控制电机的转速。

关键词：plc 模拟量变频器1 引言随着变频调速技术的应用日益广泛,应用水平的不断提高，对变频调速控制系统的精度要求也越来越高。

目前，许多变频调速装置属于开环控制方式，不能满足有较高精度的控制要求。

为提高开环变频调速器控制精度，本系统采用有编码器速度检测的、由高性能FX2NPLC 调节控制的闭环系统。

2 系统设计2。

1 设计目的1．利用可编程控制器及其模拟量模块，通过对变频器的控制，实现电机的闭环调速。

2．了解可编程控制器在实际工厂生产中的应用及可编程控制器的编程方法。

2。

2 设计要求电机的实际转速在较快的时间内接近给定目标转速,并且能够稳定运行。

当改变给定速度时，电机能快速响应达到接近给定值。