控制系统课程设计-基于PLC的电机调速控制系统.docx

控制系统课程设计
项目名称:以西门子S7-200为核心的电机速度监控系统
学生姓名/ 学号:
指导老师:
级电气133
专业名称电气工程及其自动化
提交日期 2016 年 12月 15 日
答辩日期 2016 年 12月 15日
系统整体功能说明及软硬件选型
1、通过PLC控制变频器,实现远程方式控制控制鼠笼式异步电动机的正反转及速度。
2、将编码器中与转速相对应的输出电压采集到PLC中。
3、通过PLC编写PID控制程序,控制电机的转速。
4、应用触摸屏组态软件设计控制系统的界面,与PLC进行动态连接,可在界面中控制电机的转速,显示变频器的频率、电机的正反转状态、实际转速等。
5、设置电机的正常转速范围(上、下限),当电机转速超出正常范围时,停机并报警,并可复位报警信号。
6、软硬件选型说明表如下:
序号
名称
数量
备注
1
西门子PLC编程软件STEP7 
软件
2
MCGS组态软件
软件
3
PLC
1台
S7-200PLC
4
变频器
1台
欧姆龙变频器3G3JV
5
电机
1台
鼠笼式电动机
6
下载电缆
1根
7
通信电缆
1根
PC/PPI+
I/O点与输入输出设备对应关系表
PLC与变频器对应接线表
PLC端口
变频器端口
备注

S1
控制电机正转

S2
控制电机反转
1L
SC
提供频率指令电源
V
FR
V为PLC模拟电压输出端,FR为变频器模拟电压接收端(0--10V)
M
FC
公共端互连
组态软件与PLC通信关系表
组态参数
PLC各寄存器
备注
正转按钮

控制电机正转
反转按钮

控制电机反转
电机转速输入
写 VD0
同步输入修改电机转速
电机频率
读 VD2
实时显示电机频率
电机转速
读 VD4
实时显示电机当前转速
另外,变频器U、V、W端口分别接电机A、B、C三相,如图:
系统的原理图,包括主电路和控制电路。
PC组态软件运行窗口
西门子S7-200PLC
欧姆龙变频器3G3JV
鼠笼式异步电动机
带有电压模拟输出的测速表
软硬件相关设置的说明
软件相关设置:MCGS组态软件与西门子s7-200PLC连接相关设置如下:
欧姆龙变频器参数设置:n01=08;n02=01;n03=02;n32=
程序功能的详细说明
1、MCGS组态设计,设计的界面以及功能如下:
(1)电机运转前必须先输入转速(例如800 r/min)然后点击正转或反转按钮,为了安全,在电机转向切换时,先按停止,待电机停下再进行转向变换。
(2)该组态设置了电机转速报警,大于上限值(例如|1200| r/min)时停机报警。
(3)该组态可精准转换编码器转速对应频率。
(4)PID控制参数于PLC程序中编好,采用效果最好的一组。
(5)各参数设置详见上文第四硬件设置部分。
2、西门子s7-200PLC原程序详细说明如下:(见下页)
(1)主程序详解:

//调用子程序SBR_0,初始化PID模块

//控制电机正转
//控制电机反转
(2)子程序SBR_2详解
//将输入