基于西门子PLC通信方式的变频器开环调速控制-电气工程技术毕业设计论文.doc
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1、目 录第一部分 设计任务与调研2第二部分 设计说明3第三部分 设计成果6第四部分 结束语14第五部分 致谢15第六部分 参考文献161第一部分 设计任务与调研1、毕业设计的主要任务完成基于西门子PLC通信方式的变频器开环调速控制, 充分了解应用环境和控制系统要求、完成硬件选型及其系统设计编制PLC程序,并利用PLC实验室设备进行调试取得成功。2、设计的思路、步骤、方法2.1 设计的思路 根据设计任务要求和实验室条件依据自身所学专业知识实践操作技能,查阅有关于西门子PLC通信方式的变频器开环调速控制的资料,利用Step7-MicroWin PLC编程软件及仿真软件S7-200,制定严谨的设计方案
2、和阶段进度计划,在此过程中认真记录设计方案中所遇到的问题点,通过Step7-MicroWin PLC编程软件编程和仿真软件S7-200进行模拟调试,详细的修订并完善报告,最终完成基于西门子PLC通信方式的变频器开环调速控制任务。2.2 设计的步骤 了解什么是USS通信协议和USS通信协议结构;西门子MM420变频器基本构造及工作原理;Step7-MicroWin和S7-200仿真软件的使用;编写PLC程序;确定PLC的I/O分配地址;精准绘制PLC的外部接线和控制系统接线图;利用实验室设备进行调试以达到MM420变频器能够实现:开始、加速、减速、反转、停止、紧急、全速运行、频率归零。2.3 设
3、计的方法 利用自身所学知识;查阅教材;图书馆借阅相关专业书籍;互联网上相关专业知识搜索。PLC程序编写与指令的调用;如何进行硬件连接;都要熟练运用。3、调研的目的和总结通过调研使我们能够升入了解MM420变频器的工作原理和USS通信协议的优势特点,通过使用PLC编写熟练的掌握Step7-MicroWin和S7-200仿真软件的使用,提高自身实践水平和思维能力,为自己创造一个质的飞越,以及在今后生活中能够熟练运用相关技能。第二部分 设计说明1、PLC1.1什么是PLC PLC又称可编程控制器,是专门为在工业环境下应用而设计进行数字运算的电子装置,是以微处理器为基础,结合计算机;自动控制和通信技术
4、,用面向控制过程;面向用户的“自然语言”编程的一种简易;操作方便和可靠性高的全新一代通用工业控制装置。1.2 PLC的特点(1)编程方法简单易学。(2)功能强,性价比高。(3)硬件配套齐全,使用方便,适应性强。(4)可靠性高,抗干扰能力强。(5)系统设计;安装;调试工作量少。(6)维修方便。(7)体积小,能耗低。2、西门子S7-200PLC2.1 S7-200PLC构成 S7-200系列PLC的硬件主要包括CPU和扩展模块。扩展模块包括模拟量I/O扩展模块;数字量I/O扩展模块;温度测量扩展模块;特殊功能模块和通信模块等构成。图1-1 S7-200系列PLC外部结构3、USS通信协议简介3.1
5、什么是USS通信协议 USS通信协议又称通用串行接口协议,该协议是由西门子公司专们为变频器的通信而开发的通用通行协议,它能够支持变频器和PLC之间的通信连接,利用串行总线进行数据相互交换的一种通信协议。 S7200PLC可将其通信端口设为自由口模式-USS协议,可实现PLC对变频器的控制,USS协议是主从结构的方式协议,规定USS总线上可有一个主站(PLC)和最多三十一个从站(变频器),总站上每一个从站都有唯一标识码,主站可依靠标识码识别各个从站,每个从站也可对主站发送的信息报文做出对应响应并回应报文,从站和从站之间不能够直接进行数据的通信,除此之外还有一种广播通信方式,主站可同时给所有从站发
6、送报文,从站在接受报文并做出对应的响应后不必会送报文。3.2 USS协议指令 USS协议指令主要包括USS_INIT;USS_CTRL;USS_RPM_x及USS_WPM4_x(1)初始化指令USS_INIT功能:用于允许和初始化或禁止Micro Master变频器通信。(2)控制指令USS_CTRL功能:用于控制被激活的Micro Master变频器,把选择的命令放在一个通信缓冲区内,经过通信缓冲区发送到由Drive参数指定的变频器,如果该变频器已由USS_INIT指令的Active参数选中,则变频器将按选中的命令运行。(3)读取/写入变频器参数指令USS_RPM_x及USS_WPM4_x功
7、能:USS_RPM_x:读取变频器参数,当变频器确认接收到命令或发送一个错误状况时,则完成USS_RPM_x指令处理,在该处理等待响应时,逻辑扫描任继续进行。USS_WPM4_x:将变频器参数写入到指定的位置,当变频器确认接收到命令或发送一个错误状况时,则完成USS_WPM4_x指令处理,在该处理等待响应时,逻辑扫描任继续进行。3.3 USS通信协议的优势(1)利用西门子PLC对变频器进行控制时,其大多采用面板和端子进行控制,可直接将PLC输出数字量来控制变频器的启动和停止。(2)可极大提高系统的自动化控制水平和运行的可靠性。4、西门子MM420变频器图1-2 MM420变频器工作原理第三部分
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