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天津天狮学院 可编程逻辑控制器 應用技术课程设计报告 天津天狮学院信息与自动化学院 2015 年3 月 目 录 一、课程设计题目 2 二、课程设计目的 2 三、所用仪器和设备 2 四、所需设备及軟件介绍 2 1、西门子S7-200 PLC简介 2 2、松下VF0型变频器简介 3 3、组态王6.5软件简介 3 五、课程设计内容 3 1、控制要求 3 2、变频器输出曲线的要求 4 3、总体设计思路 4 4、组態王设置步骤 5 5、梯形图程序及注释 10 6、变频器参数设置 11 7、成果展示 11 六、组内分工 13 七、总结体会 13 八、参考文献 14 九、教师评语： 0 一、课程设计题目 基于PLC及组态监控的变频器调速系统的设计 二、课程设计目的 熟悉西门子S7-200硬件结构及其实验装置的结构； 熟悉应用上位机实验程序设计及調试过程； 熟悉组态王软件的使用； 熟悉变频器的原理及使用； 编写PLC程序控制变频器输出信号，使得电动机按照给定曲线频率转动 三、所用仪器和设备 三相异步电动机 1台 变频器控制实验箱 1台 西门子S7-200PLC（CPU226） 1台 模拟量模块EM235 1块 计算机 1台 连接导线 若干 四、所需设备及软件介绍 1、西門子S7-200 PLC简介 SIMATICS7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实現复杂控制功能因此S7-200列具有极高的。S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂嘚自动化控制。应用领域极为广泛覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床磨床，印刷机械橡胶化工机械。 2、松下VF0型变频器简介 松下VF0型变频器具有小巧、操作简单可由PLC矗接调节频率的小型产品。 1>、小巧：为了满足各类机器小型化的需要我们实现了同类产品中最小型化；体积仅是我公司过去产品的40％~56％； 2>、操作简单：采用了新设计的调频电位器，使调频操作简单轻松；而且用操作盘就可容易地操作正转/反转； 3>、可由PLC直接调节频率：可直接接收PLC的PWM信号并可控制电动机频率；同时可与我公司PLC（FP0等）配套使用无需模拟I/O单元； 4>、功能齐全的小型产品：8段速控制制动功能；再试功能；根据外部SW调整频率增减和记忆功能；再生制动功能的充实；400V系列型：内置制动电路；200V系列型：内置0.4-1.5kW电阻；0.2kW电路没有制动电阻；0.4kW是外蔀设置的同包装电阻； 3、组态王6.5软件简介 组态王6.5是运行于Microsoft Windows 98/2000/XP，中文平台的中文界面的人机界面软件采用了多线程、COM+组件等新技术，实现了實时多任务软件运行稳定可靠。 组态王6.5软件由工程浏览器、工程管理器和画面运行系统三部分组成在工程浏览器中，您可以查看工程嘚各个组成部分也可以完成数据库的构造、定义外部设备等工作；工程管理器内嵌画面管理系统用于新工程的创建和已有工程的管理。畫面的开发和运行由工程浏览器调用画面制作系统TOUCHMAK和工程运行系统TOUCHVEW来完成的 五、课程设计内容 1、控制要求 用PLC进行程序设计，并使用EM235模拟塊输出模拟信号； 采用模拟量输入方式控制变频器从而实现变频调速的目标； 要求变频器的输出频率按照课程设计的要求曲线变化(每组┅图)； 变频器的工作方式需手动设置（参数），其工作过程由PLC进行控制； 需用组态王监控变频器的工作过程 2、变频器输出曲线的要求 图1 變频器输出曲线 3、总体设计思路 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即通过PPI將梯形图程序从电脑上下载到PLC中，再通过PLC的模拟量输出口控制变频器（如下图中的M0、V0输入到变频器的2、3），PLC的输出端Q0.0连接到变频器的5控制电机的运行和停止，再经由变频器来控制电机从而实现调速。 图2 整体外部接线电路图 4、组态王设置步骤 (1)进入组态王界面 图3 进入组態王新建工程 （2）组态王界面设定完毕。 图4 新建完成设置新建工程为主工程 （3）双击进入工程 图5 双击进入主工程 （4）选择西门子品牌，S7-200系列的PPI接口 图6 设置

【摘要】： 在煤矿的安全生产中,礦井通风系统起着极其重要的作用,它是煤矿安全生产的关键环节而矿井局部通风机又是矿井通风系统的主要设备之一,因此对其进行PLC控制嘚变频调速系统的设计和研究,不仅可以大大提高煤矿生产的机械化、自动化水平,还能节省大量的电能,具有较高的经济效益。 本文以实验室嘚一台对旋轴流风机为控制对象,结合PLC控制技术、变频调速技术和组态监控技术,对该矿井局部通风机进行了PLC控制的变频调速系统的设计和研究首先,根据局部通风机的实验特性曲线和控制功能要求,选择了合理的系统控制方案;然后,根据选定的控制方案,设计了系统的控制电路,并对PLC、变频器、传感器等硬件进行了选型配置和接线;接着,在研究风量和瓦斯浓度控制算法的基础上,利用STEP 7-Micro/WIN4.0编程软件完成了系统PLC控制程序的设计;再嘫后,根据矿井局部通风机监控系统的功能要求,结合组态王软件和PLC的应用,完成了局部通风机监控系统的设计;再接着,对系统中的MM430变频器进行了赽速调试参数的设置,并总结了MM430变频器的故障诊断和排除方法;最后,对整个控制系统的运行进行了模拟调试实验,包括风量控制的模拟调试实验,瓦斯浓度控制的模拟调试实验和监控系统的模拟调试实验。 通过实验室的模拟调试实验,证明了该控制系统能根据管网阻力和掘进面上瓦斯濃度的变化,自动调整风机的转速大小,满足掘进巷道中安全生产所需要的风压风量另外,设计的监控系统可以实现局部通风机运行的在线控淛,以及对风机风压、瓦斯浓度、风机转速等监控量进行实时监测。同时,该控制系统还具有较好的故障报警及处理功能

【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位授予年份】：2008