畢業(yè)設計--利用p lc與變頻器實現(xiàn)多速度控制

1、<p>　　題目:利用P LC與變頻器實現(xiàn)多速度控制</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文主要介紹了本人與本組同學研究和設計基于可編程控制器的變頻調速系統(tǒng)的若干成果。在本次的設計中，我主要學習了電子感應開關的電路設計，運算，校正，本文介紹了電子感應開關的原理及應用。經過本次設計和研究，使我對所有器件有了新的認識，尤其對P LC有

2、了更多的了解：P LC是能進行行邏輯運算，順序運算，計時，計數(shù)，和算術運算等操作指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產過程的工業(yè)計算機。首先我們查閱各個器件的資料，先對其有個明確的認識，然后通過老師的指點明白了整個系統(tǒng)的大概工作原理框圖后，通過學習資料與老師指點將硬件設備連接成功。</p><p>　　關鍵詞：P LC、變頻器</p><p><b>　

3、　目錄</b></p><p>　　第 1 章 設計綜述1</p><p>　　1.1 課題研究的背景1</p><p>　　1.2 開發(fā)環(huán)境的介紹2</p><p>　　1.3 課題的主要任務和論文的組織3</p><p>　　第 2 章 變頻器與P LC技術概要4</p><

4、;p>　　2.1 變頻器概述4</p><p>　　2.2 PLC 概述6</p><p>　　2.2.1 PLC 的特點7</p><p>　　2.2.2 PLC 控制的優(yōu)點8</p><p>　　2.3 異步電動機調速9</p><p>　　2.3.1 變頻調速方法9</p><

5、;p>　　第 3 章 RS—485 串行通訊11</p><p>　　3.1 RS—485 串行通訊的特點11</p><p>　　3.2 RS—485 串行接口標準11</p><p>　　3.3 RS—485 數(shù)據傳輸協(xié)議12</p><p>　　第 4 章 系統(tǒng)的硬件開發(fā)16</p><p>　　

6、4.1 變頻器的選擇16</p><p>　　4.2 變頻器參數(shù)設置16</p><p>　　4.2.1 功能與參數(shù)范圍17</p><p>　　4.2.2 頻率給定功能18</p><p>　　4.2.3 具體參數(shù)設置20</p><p>　　4.3 PLC 的選擇21</p><p&

7、gt;　　4.3.1 PLC 的選擇21</p><p>　　4.3.2 I/O 點數(shù)的分配23</p><p>　　4.4 通信系統(tǒng)硬件組成23</p><p>　　4.5 硬件之間的連接25</p><p>　　4.5.1 變頻器和電機的距離確定電纜和布線方法25</p><p>　　4.5.2 PLC

8、 與輸入/輸出設備的連接26</p><p>　　第 5 章 系統(tǒng)的軟件開發(fā)第及系統(tǒng)的調試與實現(xiàn)28</p><p>　　5.1 RS -485 通信軟件的設計28</p><p>　　5.2 速度控制軟件的設計30</p><p>　　5.3系統(tǒng)的調試31</p><p>　　5.4 系統(tǒng)的實現(xiàn)34&l

9、t;/p><p>　　第 6 章 總結與展望37</p><p><b>　　6.1 總結37</b></p><p><b>　　6.2 展望37</b></p><p><b>　　致 謝38</b></p><p><b>　　參考文

10、獻39</b></p><p>　　第 1 章 設計綜述</p><p>　　1.1 課題研究的背景</p><p>　　眾所周知，所有的生產機械、運輸機械在傳動時都需要調速。首先，機械在起動時，根據不同的要求需要有不同的起動時間，這樣就要求有不同的起動速度相配合；其次，機械在停止時，由于轉動慣量的不等，所以自由停車時間也各不相同，為了達到人們所需求的

11、停車時間，就必須在停車時采取一些調速措施，以滿足對停車時間的要求；第三，機械在運行當中，根據不同的情況也要求進行調速。</p><p>　　如傳送帶在日常生產中是很常用的一種電力輸送工具，但是往往要求傳送帶在檢測到有物料時能夠迅速的啟動并運行，當物料運到相應的設備口時能準確的停止，對物料進行加工處理，期間傳送帶要根據加工要求以各種速度運行或者快速返回，最后還需要可靠停車。</p><p>

12、　　傳統(tǒng)的電動機一般有單一速度、雙速、三速等，但是一個電機的各種速度值是固定的，使電動機在變速時會有明顯的沖撞，因為它不能完成各種速度之間的無級變化。當傳感器檢測到信號時電機啟動或者停止往往有滯后現(xiàn)象，使物料不能按照指定的位置啟、停，給生產帶來了難以避免的誤差。</p><p>　　P LC 控制系統(tǒng)和傳統(tǒng)的工業(yè)控制相比，它吸收了微電子技術和計算機技術的最新成果，得到了更新的發(fā)展。P LC 控制系統(tǒng)適用于各種普通

13、的電動機，是以應用為中心、計算機技術為基礎、輔助特定設備高質量的完成電動機對各種速度的要求。而變頻器可以很容易改變電動機的速度，且具有精度高、穩(wěn)定性好、可靠性高、存儲容量大、靈活性好等特點。將變頻器和 P LC 兩者運用 RS -485 通訊使其相結合，可以充分發(fā)揮兩者的憂點，具有良好的可擴展性和可維護性。</p><p>　　若把 P LC 程序中所需要的多種速度輸出到變頻器，然后通過變頻器的參數(shù)變換實現(xiàn)迅速、

14、可靠的對電動機多種速度控制，則可以解決傳統(tǒng)電動機的速度單一和不能準確可靠啟動、停止等問題和不足。而在變頻器和 P LC之間運用 RS -485 通訊可以很容易和方便把兩者相連接起來，而且 RS -485 還具有抗干擾能力強、傳輸速率高、傳輸距離遠且造價低廉的優(yōu)點。變頻器和 P LC 之間的組合，變頻器在該系統(tǒng)中所起的作用就是對籠型異步電動機進行無級調速。P LC在該系統(tǒng)中所起的作用是對系統(tǒng)進行自動控制。只要計算出 P LC所需要多種速度

15、、大小、時間的要求和變頻器的頻率控制相結合就可以完成，如啟動速度和時間，低速、高速、剎車時間等。</p><p>　　本課題即是在這種背景下，對電動機特性和變頻器系統(tǒng)及 P LC 系統(tǒng)進行硬件及軟件的研究、分析和設計，并給出一套完整的解決方案，實現(xiàn)對一臺電動機的起動、停止、變速等多種速度要求。</p><p>　　1.2 開發(fā)環(huán)境的介紹</p><p>　　本系統(tǒng)的

16、開發(fā)環(huán)境由硬件環(huán)境與軟件環(huán)境兩部分組成。</p><p>　　其中硬件開發(fā)環(huán)境采用了亞龍 YL——235A 型光機電一體化實訓考核裝置。它包含了三菱P LC主機、三菱變頻器、皮帶輸送機部件、電動機、電源、按鈕、氣管、P LC 編程線纜、計算機、鍵盤。硬件開發(fā)環(huán)境見圖1— 1。</p><p>　　圖 1- 1 系統(tǒng)硬件開發(fā)環(huán)境</p><p>　　軟件開發(fā)環(huán)境為對

17、應的 P LC 編程環(huán)境。它提供了一套完備的面向變頻器和電動機的開發(fā)和調試工具，包含編程器、編譯器、連接器、轉換器、調試器。配合變頻器和電動機可以完善直接的在線調試。軟件開發(fā)環(huán)境主界面見圖1－2。</p><p>　　圖 1-2 P LC 編程主界面</p><p>　　1.3 課題的主要任務和論文的組織</p><p>　　課題研究的主要內容是以電腦和鍵盤對三菱

18、P LC進行編程，通過 RS -485 連接三菱變頻器，根據 P LC和變頻器的通信協(xié)議，用程序控制變頻器工作；根據變頻器的的多種頻率變化改變電動機的多種速度控制；電動機通過聯(lián)軸器和傳送帶軸相連使傳送帶實現(xiàn)正轉、反轉、起動、停止、加速、減速等多種速度變化。</p><p>　　重點研究內容主要有：</p><p>　　·電動機調速機械特性和調速原理；</p><

19、;p>　　·變頻器基本形式和調速原理；</p><p>　　·P LC 的特點和工作原理；</p><p>　　·P LC 和變頻器之間的連接方法和通信協(xié)議；</p><p>　　第 2 章 變頻器與P LC技術概要</p><p><b>　　2.1 變頻器概述</b></p&

20、gt;<p><b>　　一、變頻器的組成</b></p><p>　　異步電動機用變頻器調速運轉時通常由變頻器主電路給異步電動機提供調壓調頻電源，此電源輸出的電壓或電流及頻率，由控制回路的控制指令進行控制。而控制指令則根據外部的運轉指令進行運算獲得。對于需要更精密速度或快速響應的場合，運算還應包含由變頻器主電路和傳動系統(tǒng)檢測出來的信號和保護電路信號，即防止因變頻器主電路的過電

21、壓、過電流引起的損壞外，還應保護異步電動機及傳動系統(tǒng)等。</p><p><b>　　1、主電路</b></p><p>　　給異步電動機提供調壓調頻電源的電力變換部分，稱為主電路。主電路由三部分構成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在整流和逆變時產生的電壓脈動的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。另外，異步電動機需要制動時，有時要附加“

22、轉動回路”。</p><p><b>　　2、控制回路</b></p><p>　　給異步電動機供電（電壓、頻率可調）的主電路提供控制信號的回路，稱為控制電路?？刂齐娐酚梢韵码娐方M成，頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓/電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進行放大的“驅動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”。</p>

23、<p><b>　　二、變頻原理</b></p><p>　　在交—直—交變頻調速系統(tǒng)中，變頻器有 3 種主要結構形式。</p><p>　　1、用可控整流器調壓如圖 2- 1，這種裝置結構簡單，控制方便。但是，由于輸入環(huán)節(jié)采用可控整流器，當電壓或轉速調得較低時，電網端的功率因數(shù)較低；輸出環(huán)節(jié)多采用由功率開關元件組成的三相六拍逆變器（每周換流 6 次），輸出

24、的諧波較大，這是該種調壓控制方法的缺點。</p><p>　　圖2-1 整流電流</p><p>　　2、用不可控整流器整流，斬波器調壓如圖 2-2，這種調壓控制方法是在主回路增設的斬波器上用脈寬調壓，而整流環(huán)節(jié)采用二極管不可控整流器。這樣顯然多增加了一個功率環(huán)節(jié)，但輸入功率因數(shù)高，克服了前種方法的一個缺點，而逆變器輸出信號的諧波仍較大。</p><p>　　圖2

25、-2 斬波調壓</p><p>　　3、用不可控整流器整流，PWM 型逆變器調壓如圖 2-3，在這種控制方法中，由于采用不可控整流器整流，故輸入功率因數(shù)高；采用 PWM 型逆變器則輸出諧波可以減少。這樣，前兩種調壓控制方法中存在的缺點問題都解決了。采用可控關斷的全控式功率開關元件以后，開關頻率才得以大大提高，逆變器的輸出波形幾乎是正弦波，因此成為當前被采用的一種調壓控制方法。</p><p

26、>　　圖2-3 PWM調壓</p><p>　　1、多速度控制功能 工作時能保證在整個頻率范圍內實現(xiàn)精確的轉矩控制。</p><p>　　2、快速響應功能 變頻器采用了單片機控制，特別是采用了高速數(shù)字信號處理器（DSP ），其計算速度快，轉速調整響應快，因此在提升設備中應用，對防止“滑落”很有效。</p><p>　　3、AVR 功能保證了高啟動轉矩的實現(xiàn)

27、 當線電壓下降時，使用 AVR（自動電壓調整）功能，可以維持高啟動轉矩。</p><p>　　4 、電動機參數(shù)自動調整功能 變頻器與電動機參數(shù)調整的步驟自動進行，從</p><p>　　而簡便了使用操作，因此可以更有效也更易于實現(xiàn)強力運行。</p><p>　　5、模糊邏輯加、減功能 此功能根據電動機負載和制動要求自動地計算出最佳加速/減速時間，這就省掉了試機并避免

28、了出錯，負載固定時在某一電壓下電動機的電流達最小，當電流最小時，功率最小，自動追蹤最小的電壓。</p><p>　　6、降低能源消耗，自動節(jié)能運行功能 變頻器會自動地選擇操作參數(shù)，使電</p><p>　　動機在滿足負載轉矩要求的情況下以最小電流運行，這就使之與傳統(tǒng)變頻器相比，更能降低能源消耗。</p><p>　　7、多段轉速功能 內裝速度設定和定時器設定功能，因

29、而能進行 7 段轉速特性曲線運轉（能選擇連續(xù)、繼續(xù)、保持最終值），對各種速度，都用任意加速時間、旋轉方向、運轉時間。</p><p>　　8、內裝 PI 或 PID 調節(jié)功能。</p><p>　　9、由于采用 SV PWM 控制和高工作頻率的 IGBT、IPM，其輸出電流波形大為改善，而且消耗電流大為降低。</p><p>　　2.2 PLC 概述</p&g

30、t;<p>　　1、P LC 的掃描</p><p>　　用戶程序通過編程器輸入并存放在 P LC 的用戶存儲器中，當 P LC 運行時，用戶程序中有眾多的操作需要去執(zhí)行，但 CPU 是不能同時執(zhí)行多個操作的，它只能按分時操作原理工作，即每一時刻只執(zhí)行一個操作。由于 CPU 的運算處理速度很高，使得外部出現(xiàn)的結構從宏觀上看好像是同時完成的。這種按分時原則、順序執(zhí)行程序的各種操作的過程稱為 CPU 對

31、程序的掃描。執(zhí)行一次掃描的時間稱為掃描周期。當 P LC 投入運行時，它首先執(zhí)行系統(tǒng)程序和 CPU 自檢等工作，然后開始順序執(zhí)行用戶程序。P LC 的用戶程序由若干條指令（語句）組成，這些指令在存儲器中是按步序號的順序排列的。用戶程序的執(zhí)行是按順序掃描工作方式完成的。在沒有中斷或跳轉控制的情況下，CPU 從第一條指令開始，順序逐條地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結束。每掃描完一次程序就構成一個掃描周期，然后再返回第一條指令開始新的一輪掃描，

32、P LC 就是這樣周而復始地重復上述的掃描周期。順序掃描的工作方式簡單直觀，它為 P LC 的可靠運行提供了非常有用的保證。一方面，所掃描到的指令被執(zhí)行后，其結果馬上就可以被將要掃描到的指令所利用。另一方面，通過自診</p><p>　　2、P LC 的工作過程</p><p>　　P LC 是在系統(tǒng)軟件的控制和指揮下，采用循環(huán)順序掃描的方式工作的，其工作過程就是程序的執(zhí)行過程，它分為輸入

33、采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。</p><p>　　1）輸入采樣階段。在輸入采樣階段，P LC 用掃描方式，把所有輸入端的外部輸入信號的通/斷狀態(tài)一次寫入到輸入映像寄存器中，此時，輸入映像寄存器被刷新。接著進入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行階段或輸出階段，輸入映像寄存器與外界隔離，即使外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入映像寄存器的內容也不會隨之改變。輸入信號變化了的狀態(tài)，只能在下一個掃描周期的輸入采樣階段才被讀入。

34、換句話說，在輸入采樣階段采樣結束之后，無論輸入信號如何變化，輸入映像寄存器的內容保持不變，直到下一個掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫入新的內容。</p><p>　　2）程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行階段，P LC 逐條解釋和執(zhí)行程序。若是梯形圖程序，則按先上后下、先左后右的順序進行掃描（執(zhí)行）。若遇到跳轉指令，則根據跳轉條件是否滿足來決定程序的跳轉地址。在順序執(zhí)行程序時，所需要的輸入狀態(tài)有輸入映像寄存器讀出，所需要的

35、其他軟元件的狀態(tài)從元件映像寄存器中讀出，而將執(zhí)行時由掃描工作方式引起的滯后時間最長可達兩個掃描周期。P LC 總的響應延遲時間一般只有幾十ms ，對于一般的系統(tǒng)是無關緊要的。要求</p><p>　　輸入輸出信號之間的滯后時間盡量短的系統(tǒng)，可以選用掃描速度快的 P LC 或采取其他措施。</p><p>　　2.2.1 PLC 的特點</p><p>　　1、編程方

36、法簡單易學梯形圖是使用得最多的 P LC 的編程語言，其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學易懂。</p><p>　　2、功能強，性能價格比高</p><p>　　一臺小型 P LC 內有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現(xiàn)非常復雜的控制功能?？梢酝ㄟ^通信聯(lián)網，實現(xiàn)分散控制，集中管理。</p><p>　　3、硬件

37、配套齊全，用戶使用方便，適應性強P LC 產品已經標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。硬件配置確定后，通過修改用戶程序，就可以方便快速地適應工藝條件的變化。</p><p>　　4 、可靠性高，抗干擾能力強P LC 用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件元件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的十分之

38、一到百分之一，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。P LC 使用了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達到數(shù)萬小時以上。</p><p>　　5、系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量少P LC 用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。</p><p>　　6、維修工作量小、維修方便P LC 的故

39、障率很低，具有完善的自診斷和顯示功能。P LC 或外部的輸入裝置和執(zhí)行機構發(fā)生故障時，可以根據 P LC 上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息方便地查明故障的原因，用更換模塊的方法迅速地排除故障。</p><p>　　7、體積小，能耗低對于復雜的控制系統(tǒng)，使用 P LC 后，可以減少大量的中間繼電器和時間繼電器，小型 P LC 的體積僅相當于幾個繼電器的大小，因此可將開關柜的體積縮小到原來的 12～110 。P LC

40、 控制系統(tǒng)的配線比繼電器控制系統(tǒng)的少得多，故可以省下大量的配線和附件，減少很多安裝接線工時，加上開關柜體積的縮小，可以節(jié)省大量的費用。</p><p>　　2.2.2 PLC 控制的優(yōu)點</p><p><b>　　一、高可靠性</b></p><p>　　1、所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與 P LC 內部電路之間

41、電氣上隔離。</p><p>　　2、各輸入端均采用 R-C 濾波器，其濾波時間常數(shù)一般為10～20ms 。</p><p>　　3、各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。</p><p>　　4 、采用性能優(yōu)良的開關電源。</p><p>　　5、對采用的器件進行嚴格的篩選。</p><p>　　6、良好的自診斷功能

42、，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況，CPU 立即采用有效措施，以防止故障擴大。</p><p>　　7、大型 P LC 還可以采用由雙 CPU 構成冗余系統(tǒng)或有三 CPU 構成表決系統(tǒng),使可靠性更進一步提高。</p><p>　　二、豐富的 I/O 接口模塊</p><p>　　P LC 針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流；開關量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電

43、位； 強電或弱電等。有相應的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設備，如：按鈕；行程開關；接近開關；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人-機對話的接口模塊; 為了組成工業(yè)局部網絡，它還有多種通訊聯(lián)網的接口模塊，等等。</p><p><b>　　三、采用模塊化結構</b></p><p>　　為了適應各種工業(yè)控制需要，除了單元式的

44、小型 P LC 以外，絕大多數(shù) P LC 均采用模塊化結構。P LC 的各個部件，包括 CPU，電源，I/O 等均采用模塊化設計，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據用戶的需要自行組合。</p><p><b>　　編程簡單易學</b></p><p>　　P LC 的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機的專門知

45、識，因此很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。</p><p>　　五、安裝簡單，維修方便</p><p>　　P LC 不需要專門的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設備與 P LC 相應的 I/O 端相連接，即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。由于采用模塊化結構，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系

46、統(tǒng)迅速恢復運行。</p><p>　　2.3 異步電動機調速</p><p>　　2.3.1 變頻調速方法</p><p>　　從異步電動機的轉速關系式N=( 1-S )N0=60F1/P ( 1-S )可知，若要改變異步電動機轉速，可以有以下 3 種方法：</p><p>　　1、改變電動機的極對數(shù) p ，以改變電動機的同步轉速N0從而達到

47、調速的目的。這種調速方法稱為變極調速；</p><p>　　2、改變電動機的轉差率 S ，可采取的方法很多，如對籠型異步電動機，改變定子電壓及電磁型調速、繞線轉子異步電動機改變轉子電阻或電動勢等；</p><p>　　3、改變異步電動機的電源頻率F1，以改變N0 進行調速，稱為變頻調速。</p><p>　　從異步電動機的轉速關系式N=( 1-S )N0=60F1/

48、P ( 1-S ) 可知，</p><p>　　2.3.2 變頻調速控制的特點</p><p>　　從異步電動機的轉速關系式N=( 1-S )N0=60F1/P ( 1-S ) 可知，只要平滑地調節(jié)異步電動機的供電頻率F1，就可以平滑調節(jié)異步電動機的同步轉速N0，從而實現(xiàn)一般電動機的無級調速，從機械特性分析，其調速性能比調磁極對數(shù)與轉差率好得多，近似直流電動機調壓的機械特性。改變籠型異

49、步電動機的供電頻率，也就是改變電動機的同步轉數(shù)n。從而可以實現(xiàn)調速，這就是變頻調速的基本工作原理。</p><p>　　實現(xiàn)變頻調速的關鍵是如何獲得一個單獨向感應電動機供電的經濟可靠的電源。目前在變頻調速系統(tǒng)中廣泛采用的是靜止變頻裝置。它是利用大功率半導體器件，先將 50HZ的工頻電源經整流器整流成直流，然后再經逆變器換成頻率與電壓均可調節(jié)的變頻電壓輸出給受控感應電動機，這種系統(tǒng)稱為交—直—交變頻系統(tǒng)。當然也可以

50、將三相 50HZ的工頻電源直接經三相變頻器轉成變頻電壓而輸出給電動機，這種系統(tǒng)稱為交—交變頻系統(tǒng)。</p><p>　　一、基頻以下恒磁通（恒轉矩）變頻調速</p><p>　　恒磁通變頻調速實質上就是調速時要保證電動機的電磁轉矩恒定不變。這是因為電磁轉矩與磁通是成正比的。如果磁通太弱，鐵心利用不充分，同樣的轉子電流下，電磁轉矩就小，電動機的負載能力下降，要想負載能力恒定就得加大轉子電流，

51、這就會引起電動機過電流發(fā)熱而燒毀；如果磁通太強，電動機會出于過勵磁狀態(tài)，使勵磁電流過大，同樣會引起電動機過電流發(fā)熱。所以變頻調速一定要保持磁通恒定。</p><p>　　從上式可知，每極磁通φ1 的值是由E1和F1共同決定，對E 1 和F1進行適當控制，就可以使氣隙磁通φ1 保持額定值不變。由于 14 .4 4 N1F 對某一電動機來講是一個固定常數(shù)，所以只要保持E 1 F1為常數(shù)，即保持電動勢與頻率之比為常數(shù)進

52、行控制。</p><p>　　當E1和F1 的值較高時，定子的漏阻抗壓降相對比較小，如忽略不計，即可認為U1和 E1是相等，這就是恒壓頻比控制方程式： U1/F1=常數(shù) </p><p>　　當頻率較低時，U1和 E1都變得小，此時定子電流卻基本不變，所以定子的阻抗壓降，特別是電阻壓降，相對此時的 U1來說是不能忽略的?？梢栽诘退贂r人為地提高定子相電壓 U1以補償定子的阻抗壓降的影響，使

53、氣隙磁通φ1 保持額定值基本不變?；\型異步電動機的變頻調速必須按照一定的規(guī)律同時改變其定子電壓和頻率提供電源，即所謂變頻器（VVVF）調速控制。</p><p>　　二、基頻以上恒功率（恒電壓）變頻調速</p><p>　　恒功率變頻調速又稱為弱磁通變頻調速。這是考慮有基頻F1N 開始向上調速的情況，頻率有額定值F1N 向上增大，如果按照U1/F1常數(shù)規(guī)律控制，電壓也必須由額定值 U1N向

54、上增大，但實際上電壓 U1受額定電壓 U1N的限制不能再升高，只能保持U1=U1N不變。根據公式φ ≈ U 1/4 .4 4 F1 N1分析主磁通φ1隨著F1 的上升而應減小，這與直流電動機弱磁調速的情況一樣，屬于近似的恒功率調速方式。證明如下</p><p>　　在 F1>F1N、U1>U1N時，E 1=4 .4 4 F1N 1φ1</p><p>　　可見，隨F1升高，即

55、轉速升高，Ω1增大，主磁通φ1必須相應下降，才能保持電壓恒定，而電磁轉矩越低這樣 T 1 與Ω1 可以近似為乘積不變，PN = T *Ω1≈ 常數(shù)，隨著轉速的提高，要使電壓恒定，磁通就自然下降，當轉子電流變時，其電磁轉矩就會減小，而電磁功率卻保持恒定不變，其控制條件為E2/F1≈常數(shù)。</p><p>　　變頻調速平滑性好，效率高，機械特性硬調速范圍廣，只要控制端電壓隨頻率變化的規(guī)律，可以適用不同負載特性的要求。

56、</p><p>　　第 3 章 RS—485 串行通訊</p><p>　　3.1 RS—485 串行通訊的特點</p><p>　　1、RS -485 的電氣特性：邏輯“ 1”以兩線間的電壓差為+（2～6）V 表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（2～6）V 表示。接口信號電平較低，就不易損壞接口電路的芯片， 且該電平與 TTL 電平兼容，可方便與 TTL

57、電路連接。</p><p>　　2、RS -485 的數(shù)據最高傳輸速率為10MBps 。</p><p>　　3、RS -485 接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強，即抗噪聲干擾性好。</p><p>　　4 、RS -485 接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺，實際上可達3000米。RS -485接口在總線上是允許連接多達128個收發(fā)

58、器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的 RS -485 接口方便地建立起設備網絡。</p><p>　　因 RS -485 接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點就使其成為首選的串行接口。因為 RS -485 接口組成的半雙工網絡一般只需二根連線，所以 RS -485 接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。RS -485 接口連接器采用 DB-9 的9芯插頭座，與智能終端 RS -485 接口采用

59、DB-9（孔），與鍵盤連接的鍵盤接口 RS -485 采用DB-9（針）。</p><p>　　3.2 RS—485 串行接口標準</p><p><b>　　一、平衡傳輸</b></p><p>　　RS -485 數(shù)據信號采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，它使用一對雙絞線，將其中一線定義為 A ，另一線定義為 B。通常情況下，發(fā)送驅動器 A

60、 、B 之間的正電平在+2～+6V ，是一個邏輯狀態(tài)，負電平在-2V～-6V ，是另一個邏輯狀態(tài)。另有一個信號地 C，在 RS -485 中還有一“使能”端， “使能”端是用于控制發(fā)送驅動器與傳輸線的切斷與連接。當“使能”端起作用時，發(fā)送驅動器處于高阻狀態(tài)，稱作“第三態(tài)”，即它是有別于邏輯“ 1”與“0”的第三態(tài)。</p><p>　　二、RS -485 電氣規(guī)定</p><p>　　RS

61、 -485 采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS -485 可以采用二線與四線方式，二線制可實現(xiàn)真正的多點雙向通信。RS -485 總線，在要求通信距離為幾十米到上千米時，廣泛采用 RS -485 串行總線標準。RS -485 采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至200mv 的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。 RS -485 采用半雙工工作方式，任何時候只能有

62、一點處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號加以控制。RS -485 用于多點互連時非常方便，可以省掉許多信號線。應用 RS -485 可以聯(lián)網構成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián)32臺驅動器和 32臺接收器。RS -485 的共模輸出電壓是-7V 至+ 12V 之間， RS -485 滿足所有 RS-422 的規(guī)范，所以 RS -485 的驅動器可以用在 RS-422 網絡中應用。RS-485 其最大傳輸距離約為1219 米，最大傳輸速率

63、為10MBps 。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100KBps 速率以下，才可能使用規(guī)定最長的電纜長度。只有</p><p>　　三、RS -485 的網絡安裝注意要點</p><p>　　RS -485 支持 32 個節(jié)點，因此多節(jié)點構成網絡。網絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結構，不支持環(huán)形或星形網絡。在構建網絡時，應注意如下幾點：</p><p>　　*

64、 采用一條雙絞線電纜作總線，將各個節(jié)點串接起來，從總線到每個節(jié)點的引出線長度應盡量短，以便使引出線中的反射信號對總線信號的影響最低。</p><p>　　* 應注意總線特性阻抗的連續(xù)性，在阻抗不連續(xù)點就會發(fā)生信號的反射。下列幾種情況易產生這種不連續(xù)性：總線的不同區(qū)段采用了不同電纜，或某一段總線上有過多收發(fā)器緊靠在一起安裝，再者是過長的分支線引出到總線。</p><p>　　總之，應該提供一

65、條單一、連續(xù)的信號通道作為總線。</p><p>　　3.3 RS—485 數(shù)據傳輸協(xié)議</p><p>　　RS -485 是主從式多機通訊協(xié)議 ，此協(xié)議定義了一個控制器能認識使用的消息結構,而不管它們是經過何種網絡進行通信的。它描述了一控制器請求訪問其它設備的過程，如何回應來自其它設備的請求，以及怎樣偵測錯誤并記錄。它制定了消息域格局和內容的公共格式。</p><p

66、>　　此協(xié)議決定了每個控制器須要知道它們的設備地址，識別按地址發(fā)來的消息，決定要產生何種行動。如果需要回應，控制器將生成反饋信息按本協(xié)議發(fā)出。</p><p>　　一、 數(shù)據在網絡上傳輸</p><p>　　控制器通信使用主—從技術，即僅一設備（主設備）能初始化傳輸（查詢）。其它設備（從設備）根據主設備查詢提供的數(shù)據作出相應反應。</p><p>　　主設備可

67、單獨和從設備通信，也能以廣播方式和所有從設備通信。如果單獨通信，從設備返回一消息作為回應，如果是以廣播方式查詢的，則從設備不作任何回應。協(xié)議建立了主設備查詢的格式：設備（或廣播）地址、功能代碼、所有要發(fā)送的數(shù)據、一錯誤檢測域。</p><p>　　從設備回應消息也由協(xié)議構成，包括確認要行動的域、任何要返回的數(shù)據和一錯誤檢測域。如果在消息接收過程中發(fā)生一錯誤(無相應的功能碼)，或從設備不能執(zhí)行其命令，從設備將建立一

68、錯誤消息并把它作為回應發(fā)送出去。</p><p>　　在對等網絡上，控制器使用對等技術通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。這樣在單獨的通信過程中，控制器既可作為主設備也可作為從設備。 </p><p>　　在消息位，本協(xié)議仍提供了主—從原則，盡管網絡通信方法是“對等”。如果一控制器發(fā)送一消息，它只是作為主設備，并期望從設備得到回應。同樣，當控制器接收到一消息，它將建立一從設備回應格

69、式并返回給發(fā)送的控制器。</p><p><b>　　二、 查詢—回應</b></p><p><b>　　1、查詢</b></p><p>　　查詢消息中的功能代碼告之被選中的從設備要執(zhí)行何種功能。數(shù)據段包含了從設備要執(zhí)行功能的任何附加信息。錯誤檢測域為從設備提供了一種驗證消息內容是否正確的方法。</p>

70、<p><b>　　2、回應</b></p><p>　　如果從設備產生一正常的回應，在回應消息中的功能代碼是在查詢消息中的功能代碼的回應。數(shù)據段包括了從設備收集的數(shù)據。如果有錯誤發(fā)生，功能代碼將被修改以用于指出回應消息是錯誤的，同時數(shù)據段包含了描述此錯誤信息的代碼。錯誤檢測域允許主設備確認消息內容是否可用。</p><p><b>　　三、 消息

71、幀</b></p><p><b>　　1、 幀格式</b></p><p>　　傳輸設備將消息轉為有起點和終點的幀，這就允許接收的設備在消息起始處開始工作，讀地址分配信息，判斷哪一個設備被選中（廣播方式則傳給所有設備），判斷何時信息已完成。錯誤消息也能偵測到并能返回結果。</p><p>　　消息發(fā)送至少要以10ms時間的停頓間隔

72、開始。傳輸?shù)牡谝粋€域是設備地址。網絡設備不斷偵測網絡總線，包括停頓間隔時間內。當?shù)谝粋€域（地址域）接收到，每個設備都進行解碼以判斷是否發(fā)往自己的。在最后一個傳輸字符之后，一個至少10ms時間的停頓標定了消息的結束。一個新的消息可在此停頓后開始。</p><p>　　整個消息幀必須作為一連續(xù)的流轉輸。如果在幀完成之前有超過5ms時間的停頓時間，接收設備將刷新不完整的消息并假定下一字節(jié)是一個新消息的地址域。同樣地，如

73、果一個新消息在小于5ms的時間內接著前個消息開始，接收的設備將認為它是前一消息的延續(xù)。這將導致一個錯誤，因為在最后的 CRC 域的值不可能是正確的。一典型的消息幀如下所示：起始間隔 設備地址 功能代碼 數(shù)據數(shù)量及數(shù)據 CRC 校驗 結束</p><p><b>　　2、 地址域</b></p><p>　　消息幀的地址域包含一個字符 8BIT?？赡艿膹脑O備地址是 0.

74、..24 7 (十進制)。單個設備的地址范圍是 1...24 7。主設備通過將要聯(lián)絡的從設備的地址放入消息中的地址域來選通從設備。當從設備發(fā)送回應消息時，也把自己的地址放入回應的地址域中，以便主設備知道是哪一個設備作出回應。</p><p>　　地址 0 是用作廣播地址，以使所有的從設備都能認識。</p><p>　　3、 如何處理功能域</p><p>　　消息

75、幀中的功能代碼域包含了一個字符 8BITS ?？赡艿拇a范圍是十進制的</p><p>　　1...255。當然，有些代碼是適用于所有控制器，有此是應用于某種控制器，還有些保留以備后用。</p><p>　　當消息從主設備發(fā)往從設備時，功能代碼域將告之從設備需要執(zhí)行哪些行為。例如去讀取當前檢測參量的值或開關狀態(tài)，讀從設備的診斷狀態(tài)，允許調入、記錄、校驗在從設備中的程序等。</p>

76、;<p>　　當從設備回應時，它使用功能代碼域來指示是正?；貞?無誤)還是有某種錯誤發(fā)生（稱作異議回應）。對正?；貞?，從設備僅回應相應的功能代碼。對異議回應，從設備返回一等同于正常代碼的代碼，但功能代碼的最高位為邏輯1。</p><p>　　例如：一從主設備發(fā)往從設備的消息要求讀一組保持寄存器，將產生如下功能代碼：</p><p>　　0 0 0 0 0 0 1 1 （十

77、六進制 03H）</p><p>　　對正?；貞?，從設備僅回應同樣的功能代碼。對異議回應，它返回：</p><p>　　1 0 0 0 0 0 1 1 （十六進制 83H）</p><p>　　除功能代碼因異議錯誤作了修改外，從設備將一獨特的代碼放到回應消息的數(shù)據域中，這能告訴主設備發(fā)生了什么錯誤。</p><p>　　主設備應對程序得到

78、異議的回應后，典型的處理過程是重發(fā)消息，或者診斷發(fā)給從設備的消息并報告給操作員。</p><p>　　從主設備發(fā)給從設備消息的數(shù)據域包含附加的信息：從設備用于進行執(zhí)行由功能代碼所定義的行為所必須的數(shù)據。</p><p>　　如果沒有錯誤發(fā)生，從設備返回的數(shù)據域包含請求的數(shù)據。如果有錯誤發(fā)生，此域包含一異議代碼，主設備應用程序可以用來判斷采取下一步行動。</p><p&g

79、t;　　在某種消息中數(shù)據域可以是0長度。例如，主設備要求從設備回應通信事件記錄，從設備回應不需任何附加的信息。數(shù)據域最長為70字節(jié)。</p><p>　　錯誤檢測域包含一字節(jié) 8BITS 。錯誤檢測域的內容是通過對消息內容進行循環(huán)冗長檢測方法得出的。CRC 域附加在消息的最后，故 CRC 字節(jié)是發(fā)送消息的最后一個字節(jié)。具有競爭力。</p><p>　　第 4 章 系統(tǒng)的硬件開發(fā)</p

80、><p>　　4.1 變頻器的選擇</p><p>　　變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式（VVVF 變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不

81、可控整流器，逆變部分為 IGBT 三相橋式逆變器，且輸出為 PWM 波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。</p><p>　　變頻器選型時要確定以下幾點：</p><p>　　1、采用變頻的目的；恒壓控制或恒流控制等。</p><p>　　2、變頻器的負載類型；如葉片泵或容積泵等，特別注意負載的性能曲線，性能曲線決定了應用時的方式方法。</p&g

82、t;<p>　　3、變頻器與負載的匹配問題；</p><p>　　1）電壓匹配；變頻器的額定電壓與負載的額定電壓相符。</p><p>　　2）電流匹配；普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機的額定電流相符。對于特殊的負載如深水泵等則需要參考電機性能參數(shù)，以最大電流確定變頻器電流和過載能力。</p><p>　　3）轉矩匹配；這種情況在恒轉矩負載或有減速

83、裝置時有可能發(fā)生。</p><p>　　4 、在使用變頻器驅動高速電機時，由于高速電機的電抗小，高次諧波增加導致輸出電流值增大。因此用于高速電機的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機的選型。</p><p>　　5、變頻器如果要長電纜運行時，此時要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不足，所以在這樣情況下，變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。</p

84、><p>　　6、對于一些特殊的應用場合，如高溫，高海拔，此時會引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。</p><p>　　4.2 變頻器參數(shù)設置</p><p>　　變頻器的設定參數(shù)多，每個參數(shù)均有一定的選擇范圍，使用中常常遇到因個別參數(shù)設置不當，導致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。</p><p>　　控制方式： 即速度控制、轉距控制、PID 控

85、制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據控制精度，需要進行靜態(tài)或動態(tài)辨識。</p><p>　　最低運行頻率： 即電機運行的最小轉速，電機在低轉速下運行時，其散熱性能很差，電機長時間運行在低轉速下，會導致電機燒毀。而且低速時，其電纜中的電流也會增大，也會導致電纜發(fā)熱。</p><p>　　最高運行頻率：一般的變頻器最大頻率到60HZ，有的甚至到400HZ，高頻率將使電機高速運轉，這對普通電

86、機來說，其軸承不能長時間的超額定轉速運行，電機的轉子是否能承受這樣的離心力。</p><p>　　載波頻率: 載波頻率設置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長度，電機發(fā)熱，電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關的。</p><p>　　電機參數(shù)：變頻器在參數(shù)中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、最大頻率，這些參數(shù)可以從電機銘牌中直接得到。</p><p>　　跳頻：在某

87、個頻率點上，有可能會發(fā)生共振現(xiàn)象，特別在整個裝置比較高時；</p><p>　　在控制壓縮機時，要避免壓縮機的喘振點。</p><p>　　4.2.1 功能與參數(shù)范圍</p><p>　　用戶在功能預置時，首先確定系統(tǒng)所需要的功能，然后再預置功能所要求的</p><p>　　參數(shù)。變頻器操作手冊中將各種功能化分為多個功能組,這些功能組的名稱即

88、是功能代碼的范圍，詳見表 4 - 1。</p><p><b>　　1．功能碼</b></p><p>　　表示各種功能的代碼稱為功能碼，如三菱FR—540 系列變頻器中，“PR79”為功能碼，表示操作模式選擇功能。</p><p><b>　　2．參數(shù)碼</b></p><p>　　表示各種功能所

89、需要的參數(shù)代碼，稱為參數(shù)碼。如”PR.79”功能碼確定后，</p><p>　　再置“2”即“PR.79=2”說明選擇了外部操作模式，“2”即為參數(shù)碼。</p><p>　　表 4 - 1 功能做代碼范圍</p><p>　　4.2.2 頻率給定功能</p><p>　　在變頻調速系統(tǒng)中，要調節(jié)變頻器的輸出頻率，首先向變頻器提供改變頻率<

90、;/p><p>　　的信號。這個信號稱為頻率給定信號。</p><p><b>　　1．面板給定方式</b></p><p>　　通過變頻器操作面板的鍵盤進行頻率參數(shù)的給定設置，稱為面板給定方式。</p><p>　　這種方式不需要外部接線，屬于數(shù)字量給定方式，頻率設置精度較高。面板操作設定頻率如圖 4 - 1 所示。具體操

91、步驟如下：</p><p>　　（ 1）按“MODE”鍵切換到頻率設定模式；</p><p>　　（2）用“增/減”鍵將給定頻率至所需的數(shù)值；</p><p>　　（3）用“SET”鍵寫入給定頻率。</p><p>　　圖4-1 面板操作設定頻率</p><p><b>　　2．外部給定方式</b&

92、gt;</p><p>　　用變頻器的輸入端子輸入頻率給定信號來調節(jié)變頻器輸出頻率的方式，稱為</p><p>　　外部給定方式。這種方式屬于模擬量給定方式。這種方式與數(shù)字量給定方式相比，</p><p><b>　　其頻率精度略低。</b></p><p>　?。?1）電壓信號給定</p><p&g

93、t;　　以直流電壓大小作為給定信號，稱為電壓給定信號，用“Ug”表示。</p><p>　　給定范圍：UG 0～5V 、UG 0～10V 。</p><p>　　電壓給定信號功能設定：PR.73</p><p>　　參數(shù)設定范圍：PR.73=00～5V </p><p>　　PR.73= 10～10V </p><p>

94、;<b>　?、?電位器給定</b></p><p>　　電壓信號源由變頻器內部直流電源“ 10、10E” 端子（5V或10V）提供，如圖 4 -3 所示。給定信號從電位器滑動觸頭經變頻器輸入端子2 輸入。這種方式下，調節(jié)電位器可達到調節(jié)頻率的目的。</p><p><b>　?、?直接電壓給定</b></p><p>　

95、　如圖 4 -2 所示，由外部控制儀表或傳感器輸出的控制電壓直接向變頻器頻率設定端子“2”、“5”輸入直流電壓信號。</p><p><b>　?、?輔助給定</b></p><p>　　輔助給定信號與主給定信號相迭加，取其代數(shù)和，起到調節(jié)變頻器輸出頻率的輔助作用。端子“ 1”為輔助給定端子。</p><p>　　圖4-2 直接電壓（電流）

96、給定</p><p><b>　?。?）電流信號給定</b></p><p>　　以直流電流的大小作為給定信號，稱電流信號給定。</p><p>　　將電流選擇端子“AU”與公共端子“SD”接通閉合，即選擇了電流信號給定方式。</p><p>　　在遠距離控制中，由外部控制儀表或傳感器給定電流信號，范圍是 UG 4 ～&

97、lt;/p><p>　　20mA 。其中“零信號”為 4 mA ，它是為了檢查電路是否正常工作。在進行測量時，</p><p>　　如果有 4 mA 電流，說明電流給定電路工作正常，如圖 4 -3（A）所示。</p><p>　　圖4-3 零信號與無信號</p><p>　　4.2.3 具體參數(shù)設置</p><p>

98、　　初始化操作 P LC 通過 RS -485 總線與 FR-540 變頻器進行通信時，必須設定變頻器的參數(shù)，見表 4 -2 設定參數(shù)前，將變頻器進行初始化操作。變頻器參數(shù)設定完成后，請將變頻器斷電。</p><p>　　表4 -2 變頻器的通信參數(shù)</p><p>　　表 4 -3 控制指令</p><p>　　3、變頻器站號 規(guī)定與計算機（P LC）通信的站號，

99、在 H00～H1F（00～3 1）</p><p><b>　　之間設定。</b></p><p>　　4 、指令代碼 有計算機（P LC）發(fā)給變頻器，指明程序工作（例如：運行、</p><p>　　監(jiān)視）狀態(tài)。因此，通過響應的指令代碼，變頻器可工作在運行和監(jiān)視等狀態(tài)。</p><p>　　5、數(shù)據 表示與變頻器傳輸?shù)臄?shù)

100、據，例如：頻率和參數(shù)等。依照指令代碼，</p><p>　　確認數(shù)據的定義和設定范圍。</p><p>　　6、等待時間 規(guī)定為變頻器從收到 P LC 來的數(shù)據到傳輸應答數(shù)據之間的等待時間。根據計算機的響應時間在 0～150ms 之間來設定等待時間，最小設定單位為10ms 。若設定值為 1，則等待時間為10ms ；如設定值為2，則等待時間為20ms 。</p><p

101、>　　7、總和校驗 總和校驗代碼是指被校驗的 ASCⅡ碼數(shù)據的總和，即為二進制</p><p>　　數(shù)的位數(shù)。一個字節(jié)最低為 8 位，表示兩個 ASCⅡ碼，以十六進制形式表示。</p><p>　　4.3 PLC 的選擇</p><p>　　4.3.1 PLC 的選擇</p><p>　　在選擇 P LC 時，應詳細分析工藝過程的特點、

102、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定 P LC 的功能、外部設備特性等，最后選擇有較高性能價格比的 P LC 和設計相應的控制系統(tǒng)。</p><p>　　一、輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算</p><p>　　I/O 點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔?，通常根據統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加 10%～20%的可擴展余量后，作為輸入輸出

103、點數(shù)估算數(shù)據。實際訂貨時，還需根據制造廠商 P LC 的產品特點，對輸入輸出點數(shù)進行圓整。</p><p>　　二、存儲器容量的估算</p><p>　　存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設計階段，由于用戶應用程序還未編制，因此，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調試之后才知道。為了設計

104、選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。</p><p>　　1）存儲器內存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大P LC 為從站，組成簡易 P LC 網絡；</p><p>　　2） 1 臺 P LC 為主站，其他同型號 P LC 為從站，構成主從式 P LC 網絡；</p><p>　　3）P LC 網絡通過特定網絡接口

105、連接到大型 UGS中作為 UGS 的子網；</p><p>　　4）專用 P LC 網絡（各廠商的專用 P LC 通信網絡）。為減輕 CPU 通信任務，根據網絡組成的實際需要，應選擇具有不同通信功能的（如點對點、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網）通信處理器。</p><p><b>　　三、編程功能</b></p><p>　　離線編程方式：P LC 和編

106、程器公用一個 CPU，編程器在編程模式時，CPU 只</p><p>　　為編程器提供服務，不對現(xiàn)場設備進行控制。完成編程后，編程器切換到運行模式，CPU 對現(xiàn)場設備進行控制，不能進行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調試不方便。在線編程方式：CPU 和編程器有各自的 CPU，主機 CPU 負責現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內與編程器進行數(shù)據交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據發(fā)送到主機，下一掃描周期，主機就根

107、據新收到的程序運行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調試和操作方便，在大中型 P LC 中常采用。</p><p>　　五種標準化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結構文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應遵守其標準（IEC6 113 123），同時，還應支持多種語言編程形式，如 C，BASIC 等，以滿足特殊控制場合的控制要求。</p>

108、<p>　　4.3.2 I/O 點數(shù)的分配</p><p>　　使用 P LC，通過 RS -485 總線控制變頻器使電動機和傳輸帶實現(xiàn)以下動作。按下啟動按鈕物料電機向物料箱內裝料，當物料裝滿后傳輸帶電機啟動并低速運行， 10S 后傳輸帶電機高速運行迅速送物料，當碰到行程開關 SQ1 則低速運行，當碰到行程開關 SQ2 則說明物料已經到達目的地，開始卸料。當按下反轉按鈕時傳輸帶電機高速反轉使物料箱迅速

109、返回，當物料箱到達原點時傳輸</p><p>　　表4-4 I/O 點數(shù)的分配</p><p>　　4.4 通信系統(tǒng)硬件組成</p><p>　　在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，最為常見的是 P LC 和變頻器的組合應用，并且產生了多種多樣的 P LC 控制變頻器的方法，其中采用 RS -485 通訊方式實施控制的方案得到廣泛的應用：因為它抗干擾能力強、傳輸速率高、傳

110、輸距離遠且造價低廉。它只需在 P LC 主機上安裝一塊 RS -485 通訊板或掛接一塊 RS -485 通訊模塊； 在 P LC 的面板下嵌入一塊造價僅僅數(shù)百元的“功能擴展存儲盒”，編寫極其簡單的 P LC 梯形圖指令，即可實現(xiàn) 8 臺變頻器參數(shù)的讀取、寫入、各種運行的監(jiān)視和控制，通訊距離可達50m 或 500m。這種方法非常簡捷便利，極易掌握。它們之間的關系如圖 4 -4 所示。</p><p>　　圖4-

111、4 三菱PLC采用擴展儲存器通訊控制變頻器的系統(tǒng)配置</p><p>　　圖4-5 FX2N-485-BD通訊板外形圖</p><p>　　圖4-6 三菱變頻器PU插口外形及插針號(從變頻器正面看)</p><p>　　1)、 FX2N 系列 P LC 1 臺；</p><p>　　2)、 FX2N-4 85-BD 通訊模板