基于mm440變頻器的交流電機調(diào)速控制畢業(yè)設計

1、<p>　　畢業(yè)設計（論文）報告</p><p>　　題 目 基于MM440變頻器的交流電機調(diào)速控制</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本課題是用可編程序控制器(PLC)和變頻器控制交流電動機工作，由交流電動機帶動流水線工作臺運行，其運行轉速按一定規(guī)律變化，并可在自動運行、單速運行及調(diào)整維護三種狀態(tài)下進行切

2、換。</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Ac motor is controlled by programmable controller (PLC) and frequency converter in this topic, assembly line is drived by ac motor, its operation

3、 speed changes according to certain rules, and can switch in three states, automatic operation, single speed operation and maintain switch. </p><p><b>　　目錄 </b></p><p><b>　　摘要

4、2</b></p><p>　　Abstract2</p><p><b>　　1 變頻器概述4</b></p><p><b>　　1.1 概況4</b></p><p>　　1.1.1 變頻器的工作原理4</p><p>　　1.1.2 三相電機的調(diào)速

5、原理4</p><p>　　1.2 西門子MM 440系列變頻器5</p><p>　　1.2.1 MM440變頻器特點6</p><p>　　1.2.2 MM440變頻器的控制端子8</p><p>　　2 可編程控制器9</p><p>　　2.1 可編程控制器基本知識9</p><

6、;p>　　2.2 可編程控制器的特點9</p><p>　　2.3 PLC的工作原理11</p><p>　　2.4 可編程控制器的選擇12</p><p>　　2.4.1 概述13</p><p>　　2.4.2 特點13</p><p>　　2.4.3 西門子PLC的基本指令14</p>

7、;<p>　　3 三相電機的多段速控制19</p><p>　　3.1 控制要求19</p><p>　　3.2 接線圖20</p><p>　　3.3 地址分配表22</p><p>　　3.4 西門子MM440操作面板22</p><p>　　3.4.1 操作面板修改設置參數(shù)的方法23&l

8、t;/p><p>　　3.4.2 多段固定頻率控制參數(shù)設置24</p><p>　　3.5 PLC控制程序25</p><p><b>　　4 小結30</b></p><p><b>　　致謝31</b></p><p><b>　　【參考文獻】32<

9、;/b></p><p><b>　　1 變頻器概述</b></p><p><b>　　1.1 概況 </b></p><p>　　1.1.1 變頻器的工作原理</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

10、—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>　　變頻器的工作原理：利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源

11、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。再補充一下，在變頻技術以前，電機用的是

12、直流電調(diào)速，就是改變直流電電 壓，因為直流電機有電刷，維護復雜，還有電火花(危險場合不能用)，基本淘汰。相對來說直流調(diào)速，速度更穩(wěn)定，所以還有使用。</p><p>　　1.1.2 三相電機的調(diào)速原理</p><p>　　三相交流異步電動機工作原理：三相對稱繞組，通入三相對稱交流電，將在空間產(chǎn)生旋轉磁場，此磁場切割轉子導體，將在轉子中產(chǎn)生感應電動勢及感應電流，并且轉速低于同步速并與同步速方

13、向相同旋轉。</p><p>　　中國的工業(yè)用電(民用也是50Hz)頻率是50Hz，產(chǎn)生的旋轉磁場也是50Hz，相當于50/秒=3000/分，這就決定了電機的轉速是1500(4極2對)。 </p><p>　　電動機轉速的計算公式是n=60f/t。</p><p>　　注：n表示電機轉速，f表示電源頻率,我國為50赫茲，t表示電機磁極對數(shù)。 </p>

14、<p>　　變頻電機的工作原理與三相交流異步電動機工作原理一樣，變頻電機是通過改變輸入三相交流電的頻率改變電機的轉速，變頻是用來調(diào)速的。普通的三相交流異步電動機也可以作變頻電機使用，沒有本質區(qū)別，只是變頻電機在頻率的影響上作了優(yōu)化，變頻電機的工作頻率一般5Hz~100Hz. </p><p>　　1.2 西門子MM 440系列變頻器</p><p>　　MICROMASTER44

15、0是用于控制三相交流電動機速度和轉矩的變頻器。本系列有多種型號，額定功率范圍從120W到200kW(恒定轉矩(CT)控制方式)，或者可達250kW(可變轉矩(VT)控制方)，供用戶選用。</p><p>　　本變頻器由微處理器控制，并采用具有現(xiàn)代先進技術水平的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為功率輸出器件。因此，它們具有很高的運行可靠性和功能的多樣性。采用脈沖頻率可選的專用脈寬調(diào)制技術，可使電動機低噪聲運行。全面

16、而完善的保護功能為變頻器和電動機提供了良好的保護。 </p><p>　　MICROMASTER 440具有缺省的工廠設置參數(shù)，它是給數(shù)量眾多的可變速控制系統(tǒng)供電的理想變頻傳動裝置。由于MICROMASTER 440具有全面而完善的控制功能，在設置相關參數(shù)以后，它也可用于更高級的電動機控制系統(tǒng)。 </p><p>　　MICROMASTER 440既可用于單獨傳動系統(tǒng)，也可集成到‘自動化

17、系統(tǒng)’中。</p><p>　　圖1 MICROMASTER 440系列變頻器</p><p>　　1.2.1 MM440變頻器特點</p><p><b>　　1）、主要特性 </b></p><p><b>　　1、易于安裝 </b></p><p><b>

18、　　2、易于調(diào)試 </b></p><p>　　3、牢固的EMC設計</p><p>　　4、可由IT電源供電 </p><p>　　5、對控制信號的響應是快速和可重復的 </p><p>　　6、參數(shù)設置的范圍很廣，確保它可對廣泛的應用對象進行配置 </p><p><b>　　7、電纜連接簡便

19、 </b></p><p>　　8、具有多個繼電器輸 </p><p>　　9、具有多個模擬量輸出(0~20mA) </p><p>　　10、6個帶隔離的數(shù)字輸入，并可切換可NPN/PNP接線 </p><p>　　11、2個模擬輸入： </p><p>　　ADC1：0~10V，0~20mA和-10至+

20、10V </p><p>　　??ADC2：0~10V，0~20mA </p><p>　　12、2個模擬輸入可以作為第7和第8個數(shù)字輸入 </p><p>　　13、BICO技術 </p><p>　　14、模塊化設計，配置非常靈活 </p><p>　　15、開關頻率高(傳動變頻器可到16kHz)，因而電動機運行的

21、噪音低 </p><p>　　16、內(nèi)部RS485接口(端口) </p><p>　　17、詳細的變頻器狀態(tài)信息和完整的信息功能 </p><p><b>　　2）、性能特性</b></p><p><b>　　1 矢量控制 </b></p><p>　　無傳感器矢量控制(

22、SLVC) </p><p>　　帶編碼器的矢量控制(VC) </p><p><b>　　2、V/f控制 </b></p><p>　　磁通電流控制(FCC)，用于改善動態(tài)響應和電動機的控制特性 </p><p><b>　　多點V/f特性 </b></p><p>&l

23、t;b>　　自動再啟動 </b></p><p><b>　　4、捕捉再啟動 </b></p><p><b>　　5、滑差補償 </b></p><p>　　6、快速電流限制(FCL)動能，適用于自由脫扣運行 </p><p><b>　　7、電機停機抱閘 </

24、b></p><p><b>　　8、內(nèi)置直流制動 </b></p><p>　　9、復合制動功能改善了制動特性 </p><p>　　10、內(nèi)置制動單元(框架尺寸A至F)用于電阻制動(動力制動) </p><p>　　11、給定值輸入，通過：</p><p><b>　

25、　模擬輸入 </b></p><p><b>　　通訊接口 </b></p><p>　　點動(JOG)功能 </p><p><b>　　電動電位計 </b></p><p><b>　　固定頻率 </b></p><p>　　12、斜坡

26、函數(shù)發(fā)生器 </p><p><b>　　有平滑功能 </b></p><p><b>　　無平滑功能 </b></p><p>　　13、工藝調(diào)節(jié)器(PID) </p><p>　　14、參數(shù)組轉換 </p><p>　　傳動數(shù)據(jù)組(DDS) </p>

27、<p>　　命令數(shù)據(jù)組和給定值源(CDS) </p><p><b>　　15、自由功能塊 </b></p><p>　　16、直流母線電壓調(diào)節(jié)器 </p><p><b>　　17、動能緩沖 </b></p><p>　　18、定位控制的斜坡下降 </p><p>

28、;<b>　　3）、保護特性 </b></p><p>　　1、過電壓/欠電壓保護 </p><p>　　2、變頻器過熱保護 </p><p>　　3、接地故障保護 </p><p><b>　　4、短路保護 </b></p><p>　　5、I2t電動機過熱保護

29、</p><p>　　6、PTC/KTY84電動機保護 </p><p>　　1.2.2 MM440變頻器的控制端子</p><p>　　表1 MM440變頻器的控制端子</p><p><b>　　2 可編程控制器</b></p><p>　　2.1 可編程控制器基本知識</p>

30、<p>　　可編程控制器簡稱PC（Programmable Controller），它經(jīng)歷了可編程序矩陣控制器PMC、可編程序順序控制器PSC、可編程序邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller）和可編程序控制器PC幾個不同時期。為與個人計算機（PC）相區(qū)別，現(xiàn)在仍然沿用可編程邏輯控制器這個老名字。1987年國際電工委員會（International Electrical Committe

31、e）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計?！笨梢灶A期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應

32、用天地。</p><p>　　可編程控制器（PLC）是微電子技術、繼電器控制技術和計算機及通信技術相結合的新型通用的自動控制裝置。PLC具有體積小、功能強、可靠性高、使用方便、易于編程控制、適于工業(yè)應用環(huán)境等一系列優(yōu)點，因此廣泛應用于各行業(yè)的控制系統(tǒng)中，如機械制造、電力、交通、輕工、食品加工等行業(yè)。PLC既可用于舊設備改造，也可用于新產(chǎn)品開發(fā)，在機電一體化、工業(yè)自動化等方面應用極其廣泛。</p>&

33、lt;p>　　可編程控制器（PLC）廣泛地應用于工業(yè)控制。它通過用戶存儲的應用程序來控制生產(chǎn)過程，具有可靠性高、穩(wěn)定性好和實時處理能力強的優(yōu)點。PLC是把計算機技術與繼電器控制技術有機地結合起來，為工業(yè)自動化提供近乎完美的現(xiàn)代化自動控制的裝置。</p><p>　　2.2 可編程控制器的特點</p><p>　　1 可靠性高，抗干擾能力強</p><p>　　

34、傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC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，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)1/10~1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。</p><p>　　高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠

35、性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。

36、這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。</p><p>　　2 硬件配套齊全，功能完善，適用性強</p><p>　　PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，并且已經(jīng)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)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強的帶負載能

37、力，可直接驅動一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。</p><p>　　3 易學易用，深受工程技術人員歡迎</p>&

38、lt;p>　　PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。</p><p>　　4 系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試工作量小，維護方便，容易改造</p&

39、gt;<p>　　PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設計法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設計時間比設計繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。</p><p>　　PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。&l

40、t;/p><p>　　5 體積小，重量輕，能耗低</p><p>　　以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，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1/2~1/10。它的重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。</p><p>　　2.3 PLC的工作原理</p>&

41、lt;p><b>　　1 掃描技術</b></p><p>　　當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。1）輸入采樣階段</p><p>　　在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將

42、它們存入I/O映象區(qū)中的相應得單元內(nèi)。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。2) 用戶程序執(zhí)行階段</p><p>　　在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一

43、條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有

44、可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。</p><p><b>　　3) 輸出刷新階段</b></p><p>　　當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應

45、的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。</p><p>　　同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運行結果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結果有所區(qū)別。當然，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。</p><p>　　一般來說，PLC的掃描周期包括自診斷、

46、通訊等，如下圖所示，即一個掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時間的總和</p><p>　　2.4 可編程控制器的選擇</p><p>　　目前，PLC產(chǎn)品大致可分為美國、歐洲國家、日本三大主流。在PLC選型時，反復比較，編者選中了目前流行的、有較高性價比的西門子S7200系列小型PLC。該型號的PLC指令豐富、功能強大，其占有率在國內(nèi)市場正處于上升趨勢。&

47、lt;/p><p>　　選擇西門子S7-200的PLC，CPU224的結構圖如圖2所示。本機集成14輸入/10輸出共24個數(shù)字量I/O點。可連接7個擴展模塊，最大擴至168路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O 點。16K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。</p><p>　　6個獨立的30kHz高速計數(shù)器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。1個RS485通訊/編程口，具有PPI通

48、訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。是具有較強控制能力的控制器。</p><p>　　圖2 S7-200PLC的結構圖 </p><p><b>　　2.4.1 概述</b></p><p>　　S7-200 CN系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。</p>

49、<p>　　S7-200 CN系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此S7-200 CN系列具有極高的性能/價格比。</p><p>　　S7-200 CN系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：</p><p><b>　　極高的可靠性</b></p><p><b>　　極豐富的指令集</b

50、></p><p><b>　　易于掌握</b></p><p><b>　　便捷的操作</b></p><p><b>　　豐富的內(nèi)置集成功能</b></p><p><b>　　實時特性</b></p><p><b

51、>　　強勁的通訊能力</b></p><p><b>　　豐富的擴展模塊</b></p><p>　　S7-200 CN系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大</p><p>　　功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到 更復雜的自動化控制。應用領域極為廣泛，覆蓋所 有與自動檢測，自動化控制有關的工業(yè)及民用領域， 包括各種

52、機床、機械、電力設施、民用設施、環(huán)境 保護設備等等。如：</p><p><b>　　沖壓機床</b></p><p><b>　　磨床</b></p><p><b>　　印刷機械</b></p><p><b>　　橡膠化工機械</b></p&g

53、t;<p><b>　　中央空調(diào)</b></p><p><b>　　電梯控制</b></p><p><b>　　運動系統(tǒng)</b></p><p>　　S7-200 CN系列PLC可提供4個不同的基本型號的8種CPU供您使用。</p><p><b>

54、;　　2.4.2 特點</b></p><p><b>　　結構</b></p><p>　　西門子的最新獲獎的牢固緊湊的塑料外殼</p><p>　　易于接線，操作員控制及顯示元件帶前面罩保護</p><p>　　通過安裝孔或標準DIN導軌可以垂直或水平地安裝在機柜上。</p><p&g

55、t;　　端子排作為固定的接線配件（選用）</p><p><b>　　2、質量，安全特性</b></p><p>　　國際標準：CPU 22X系列符合VDE，UL，CSA和FM標準和船籍社船用電器認證。在生產(chǎn)過程中使用的質量保證體系已取得ISO9001認證。</p><p><b>　　3、數(shù)據(jù)安全性</b></p

56、><p>　　在內(nèi)部EEPROM儲存用戶原程序和預設值。另外，在一個較長時間段（典型、190小時），所有中間數(shù)據(jù)可以通過一個超 級電容器保持，如果選配電池 模塊可以確保停電后中間數(shù)據(jù)能保存200天（典型值）。</p><p>　　2.4.3 西門子PLC的基本指令</p><p><b>　　1 位邏輯指令</b></p><

57、p>　　主要包括：位邏輯運算指令、位操作指令和位測試指令，邏輯操作結果(RLO)用以賦值、置位、復位布爾操作數(shù)，也控制定時器和計數(shù)器的運行。</p><p><b>　　圖3 置位復位指令</b></p><p><b>　　2 定時器指令</b></p><p>　　S7—200PLC的定時器為增量型定時器，用于實

58、現(xiàn)時間控制，可以按照工作方式和時間基準（時基）分類，時間基準又稱為定時精度和分辨率。</p><p>　　工作方式：按照工作方式，定時器可分為通電延時型（TON）保持型（又稱有記憶的通電延時型）（TONR）、斷電延時型（TOF）三種類型。</p><p>　　時基標準：按照時基標準，定時器又分為1毫秒、10毫秒、100毫秒三種類型，不同的時基標準，定時精度、定時范圍和定時器的刷新方式不同。

59、</p><p>　　定時精度：定時器的工作原理時定時器使能輸入有效后，當前值寄存器對PLC內(nèi)部的時基脈沖增1計數(shù)，最小計時單位為時基脈沖的寬度</p><p>　　延時范圍：定時器使能輸入有效后，當前值寄存器對時基脈沖遞增計數(shù)，當計數(shù)值大于或等于定時器的設定值后，狀態(tài)位置1。從定時器輸入有效，到狀態(tài)位輸出有效經(jīng)過的時間位定時時間。定時時間T等于時基乘設定值，時基越大，定時時間越長，但精度

60、越差</p><p>　　定時器的刷新方式：1毫秒定時器每隔1毫秒定時器刷新一次，定時器刷新與掃描周期和程序處理無關。掃描周期較長時，定時器一個周期內(nèi)可能多次被刷新（多次改變當前值）</p><p>　　10毫秒定時器在每個掃描周期開始時刷次年。每個掃描周期之內(nèi)，當前值不變</p><p>　　100毫秒定時器時定時器指令執(zhí)行時被刷新，下一條執(zhí)行的指令即可使用刷新后

61、的結果，但應當注意，如果該定時器的指令不是每個周期都執(zhí)行（比如條件跳轉時），定時器就不能及時刷新，可能會導致出錯</p><p>　　CPU22X系列PLC的256個定時器分屬TON(TOF)和TONR工作方式，以及三種時基標準，TOF與TON共享一組定時器，不能重復使用。詳細分類方法及定時范圍見下表2所示。</p><p>　　表2 定時器工作方式及類型</p><p

62、>　　使用定時器時應參照上表的時基標準和工作方式合理選擇定時器編號，同時要考慮刷新方式對執(zhí)行程序的影響。</p><p>　　3、下面從原理、應用等方面分別敘述通電延時型（TON）、保持型（TONR）、斷電延時型（TOF）等三種類型定時器的使用方法。</p><p>　　1）通電延時型定時器（TON）。當使能端（IN）輸入有效時，定時器開始計時，當前值從0開始遞增，大于或等于設定值（

63、PT）時，定時器輸出狀態(tài)位置為1，（輸出觸電有效），當前值的最大值為32767.使能端無效（斷開）時，定時器復位（當前值清零，輸出狀態(tài)位置為0）。一般用于單一時間間隔的定時。</p><p>　　通電延時型定時器應用程序如下圖所示</p><p>　　圖4 通電延時定時器</p><p>　　其中IN是使能輸入端，編程范圍T0T255；PT是設定值輸入端，最大預置值

64、32767；PT數(shù)據(jù)類型：INT。</p><p>　　2）、保持型定時器（TONR）。使能端（IN）輸入有效時（接通），定時器開始計時，當前值遞增，當前值大于或等于設定值（PT）時，輸出狀態(tài)位置為1，使能端輸入無效（斷開）時，當前值保持（記憶），使能端（IN）再次接通有效時，在原記憶值的基礎上遞增計時。有記憶通電演示型（TONR）電視前采用線圈的復位指令（R）進行復位操作，當復位線圈有效時，定時器當前值清零，輸

65、出狀態(tài)位置為0。 一般用于故障時間后的時間延時。</p><p>　　3）、斷電延時型定時器（TOF）。使能端（IN）有效時，定時器輸出狀態(tài)位立即置1，當前值復位（為0）。使能端（IN）斷開時，開始計時，當前值從0遞增，當前值到達預置值時，定時器狀態(tài)位復位置0，并停止計時，當前值保持。一般用于累計許多時間間隔。</p><p><b>　　3 子程序調(diào)用</b><

66、;/p><p>　　指令格式及功能見表3。</p><p>　　表3 子程序調(diào)用指令</p><p>　　說明：子程序調(diào)用指令編寫在主程序中，子程序返回編寫在子程序中。</p><p>　　子程序標號n的范圍是0～63。</p><p>　　子程序可以不帶參數(shù)調(diào)用，也可以帶參數(shù)調(diào)用。</p><p>

67、;　　無條件子程序返回指令（RET）為自動默認，不需要在子程序結束時輸入任何代碼。子程序調(diào)用可嵌套，嵌套深度最多為8層。</p><p>　　3 三相電機的多段速控制</p><p><b>　　3.1 控制要求</b></p><p>　　用可編程序控制器(PLC)和變頻器控制交流電動機工作，由交流電動機帶動流水線工作臺運行，交流電動機運行轉

68、速變化情況如下圖5所示，且能連續(xù)運轉。</p><p>　　本課題所用三相交流異步電機參數(shù)：電機額定功率0.18~0.23KW，額定電壓380V，額定電流0.88~1.24A，額定頻率50HZ，電機額定轉速1330~1880r/min。</p><p>　　圖5 電機運行轉速變化情況表</p><p>　　根據(jù)交流電動機運行轉速變化的情況，利用“單速運行、自動運行、

69、調(diào)整維護”選擇開關S1切換電機工作狀態(tài)。</p><p>　　（1）當選擇開關處于“自動運行”位，編制半自動循環(huán)運行程序，按下SB0啟動按鈕，交流電動機以n1啟動，經(jīng)過T1時間后，交流電機以減速停止，再以n2反向啟動，以此方式工作，直至n5結束（即：半自動循環(huán)）。任何時刻按停止按鈕電機立刻減速停止。電機加速度時間1.5s,減速時間1.5s，各檔速度、時間數(shù)據(jù)分別見表4。</p><p>　

70、?。?）當選擇開關處于“單速運行”位，可單獨選任一檔速度恒速運行，按第一段速啟動按鈕SB1啟動，交流電機以n1速度啟動 ， … … 按啟動按鈕SB5啟動，交流電機以n5速度啟動。按停止按鈕停止。</p><p>　?。?）選擇開關處于“調(diào)整維護”位，電機檢修或調(diào)整時可采用點進和點退控制，電機選用n1轉速。</p><p>　?。?）、變頻器頻率設置估算公式 f = n P /60(保留一

71、位小數(shù)點) ?！癴”為變頻器設置頻率，“n”為電機轉速，“P”為極對數(shù)。</p><p>　　表4 速度變化（單位：轉/分）</p><p><b>　　設計要求與步驟：</b></p><p>　　1、設計PLC——變頻器——交流電動機控制系統(tǒng)的電氣接線圖。</p><p>　　2、設計PLC輸入、輸出地址表。<

72、/p><p>　　3、按技術要求設計PLC梯形圖。</p><p>　　4、將編制的程序輸入PLC機內(nèi)，按技術要求調(diào)試運行。</p><p>　　5、設置變頻器有關參數(shù)。</p><p>　　6、根據(jù)電氣接線圖接線，調(diào)試、運行系統(tǒng)。</p><p>　　7、排除系統(tǒng)在調(diào)試、運行中出現(xiàn)的故障。</p><

73、p><b>　　3.2 接線圖</b></p><p>　　電機與電源線接線示意圖：</p><p>　　圖6 電機與電源線接線示意圖</p><p>　　PLC與變頻器接線圖：</p><p>　　圖7 PLC與變頻器接線圖</p><p><b>　　3.3 地址分配表<

74、/b></p><p>　　表5 I/O口分配表</p><p>　　3.4 西門子MM440操作面板</p><p>　　圖8 西門子MM440變頻器操作面板</p><p>　　變頻器MM440系列（MicroMaster440）是德國西門子公司廣泛應用與工業(yè)場合的多功能標準變頻器。它采用高性能的矢量控制技術，提供低速高轉矩輸出和

75、良好的動態(tài)特性，同時具備超強的過載能力，以滿足廣泛的應用場合。對于變頻器的應用，必須首先熟練對變頻器的面板操作，以及根據(jù)實際應用，對變頻器的各種功能參數(shù)進行設置。</p><p>　　表6 操作面板上的數(shù)據(jù)</p><p>　　3.4.1 操作面板修改設置參數(shù)的方法</p><p>　　MM440在缺省設置時，用BOP控制電動機的功能是被禁止的。如果要用 BOP 進

76、行控制，參數(shù) P0700應設置為 1，參數(shù) P1000 也應設置為 1。用基本操作面板(BOP)可以修改任何一個參數(shù)。修改參數(shù)的數(shù)值時，BOP有時會顯示“busy”，表明變頻器正忙于處理優(yōu)先級更高的任務。下面就以設置P1000=1的過程為例，來介紹通過基本操作面板(BOP)修改設置參數(shù)的流程，見表7。</p><p>　　表7 基本操作面板(BOP)修改設置參數(shù)流程</p><p>　　3

77、.4.2 多段固定頻率控制參數(shù)設置</p><p>　　表8 多段固定頻率控制參數(shù)設置</p><p>　　表9 運行頻率設置參數(shù)表</p><p>　　3.5 PLC控制程序</p><p><b>　　主程序：</b></p><p>　　子程序1（自動運行）：</p><

78、;p>　　子程序二（單速運行）：</p><p>　　子程序3（調(diào)整維護）：</p><p><b>　　4 小結</b></p><p>　　經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設計終于完成了。其實在沒有做畢業(yè)設計以前覺得畢業(yè)設計只是對這幾年來所學知識的單純總結，但是通過這次做畢業(yè)設計，我發(fā)現(xiàn)自己的看法有點片面，畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗

79、，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設計使我發(fā)現(xiàn)自己原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。</p><p>　　本次的畢業(yè)設計是基于西門子MM440變頻器的交流電機控制，主要完成電機在自動運行、單速運行、調(diào)整維護三種狀態(tài)下的工

80、作。前期主要是準備工作，英文資料的翻譯，資料的查找，對課題的分析，設計PLC-變頻器-交流電動機控制系統(tǒng)的電氣接線圖，PLC輸入、輸出地址表。PLC梯形圖。后期主要是將編制的程序輸入PLC機內(nèi)，設置變頻器參數(shù)，按技術要求調(diào)試運行系統(tǒng)，排除中間出現(xiàn)的故障。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次設計，從分析開始，再進行設計，最后到作品實現(xiàn)，每

81、一步都讓我將理論學習的知識應用到實踐中去。在設計過程中，我收獲了很多，當然也遇到了一些挫折，有時自己的想法沒法用設計表示出來，當然還有像自己做出來的東西不能滿足設計的要求等，在此要感謝我的指導老師xx老師對我悉心的指導，感謝老師給我的幫助。在設計過程中，我通過查閱有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。</p><p>　　在整個設計中我懂得了許

82、多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。最關鍵的是培養(yǎng)了我獨立工作的能力和動手能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。同時在這次的設計過程中，我明白了做任何事情要踏踏實實，打好基礎，只有踏踏實實的，才能有更好的發(fā)展。所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，使我終身受益。</p><p><b>　　【參考文獻】&l

83、t;/b></p><p>　　[1]李方圓，變頻器行業(yè)應用實踐[M].北京：中國電力出版社，2006.</p><p>　　[2]孫傳森，錢平.變頻器技術[M].北京：高等教育出版社，2005.</p><p>　　[3]馮垛生，變頻器實用指南[M].北京：人民郵電出版社，2006.</p><p>　　[4]許曉峰.電機及拖動.北京