畢業(yè)設計--- 觸摸屏 plc變頻器電動機綜合控制

1、<p>　　姓 名 </p><p>　　專 業(yè) 班 級 XXXXXX </p><p>　　論 文 名 稱 觸摸屏 PLC變頻器電動機綜合控制 </p><p>　　指 導 教 師

2、 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　世界自動化機械總的趨勢是提高自動化、提高生產(chǎn)率、提高柔性靈活性，技術含量和先進程度不斷提高。由于科學技術的發(fā)展，使得一些國產(chǎn)PLC具備一些主流PLC的功能：可靠性高，抗干擾能力強；配套齊全，功能完善，適用性強；易學易用，深受工程技術人員歡迎；系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造

3、；體積小，重量輕，能耗低；使用更加簡潔方便。</p><p>　　21世紀，PLC會有更大的發(fā)展。從技術上看，計算機技術的新成果會更多地應用于可編程控制器的設計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產(chǎn)多

4、品種產(chǎn)品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現(xiàn)少數(shù)幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現(xiàn)國際通用的編程語言；從網(wǎng)絡的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術的發(fā)展方向。目前的計算機集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應用。伴隨著計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡和國際通用網(wǎng)絡的重要組成部分，將使得工業(yè)網(wǎng)絡在工業(yè)及工業(yè)以

5、外的眾多領域發(fā)揮越來越大的作用。</p><p>　　本系統(tǒng)以PLC、變頻器、觸摸屏為研究對象，通過RS485通訊來實現(xiàn)：（1）兩臺PLC能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)交換；（2）兩臺PLC、觸摸屏能夠控制電動機的運行狀態(tài)；（3）可以通過人機界面來遠距離地實現(xiàn)監(jiān)視和控制PLC變頻器及電動機的運行狀態(tài)。本控制系統(tǒng)包括對匯川PLC控制器，匯川變頻器，三相交流步進電機，匯川觸摸屏的使用。</p><p><

6、b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 前言4</b></p><p>　　1-1 工業(yè)控制網(wǎng)絡的發(fā)展4</p><p>　　1-2.工業(yè)以太網(wǎng)技術的特點5</p><p>　　第二章 PLC和變頻器通信項目設計8</p><p>　　2-1

7、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖8</p><p>　　2-1-1 匯川PLC硬件特點8</p><p>　　2-2項目要求實現(xiàn)的功能9</p><p>　　2-3 I/O分配9</p><p>　　2-4 通訊成功具備的關鍵點10</p><p>　　2-4-1 硬件上10</p><p>　　2

8、-4-2 軟件上11</p><p>　　2-4-3 變頻器的使用和設置12</p><p>　　2-4-3-1 功能指示燈說明14</p><p>　　2-4-3-2 變頻器參數(shù)設置14</p><p>　　2-5 編程流程圖14</p><p>　　2-6 源程序及圖片17</p>

9、;<p>　　2-6-1 從站17</p><p>　　2-6-2 主站18</p><p>　　第三章 畢業(yè)設計、實習感想25</p><p>　　3-1 實習感想25</p><p>　　3-2 畢業(yè)設計感想25</p><p>　　第四章 參考文獻26</p>&l

10、t;p><b>　　第一章 前言</b></p><p><b>　　工業(yè)控制網(wǎng)絡的發(fā)展</b></p><p>　　工業(yè)控制網(wǎng)絡的發(fā)展是伴隨著控制系統(tǒng)的變革而發(fā)展起來的?？刂葡到y(tǒng)經(jīng)歷了基地式氣動儀表控制系統(tǒng)、電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和近幾年流行起來的工業(yè)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)等六個階段。

11、 對于基地式氣動儀表控制系統(tǒng)和電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)只是驅(qū)動方式的改變，兩類控制系統(tǒng)只能對單一回路進行控制，而各個回路之間不能夠交換信息，每一個回路是一個獨立的信息孤島，并不屬于網(wǎng)絡的范疇。 隨著計算機技術的發(fā)展，計算機被引入控制系統(tǒng)，它不僅能夠完成對數(shù)據(jù)的處理操作，更主要的是可以直接根據(jù)輸入的給定值、過程變量和過程中其他的測定值，通過PID或其它高級控制算法，得出它的操作變量即輸出值送給執(zhí)行機構(gòu)完成控制功能。這就是我

12、們所說的計算機集中控制系統(tǒng)（CCS）的控制思想。集中控制系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)簡單，直接面向控制對象，尚未形成網(wǎng)絡體系。盡管將計算機引入控制系統(tǒng)使得一些高級控制算法得以實現(xiàn)，然而，隨著生產(chǎn)過程的復雜化，軟件發(fā)面需要很大的開銷，并且復雜的軟件結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)的升級能力較弱；計算機工作是需要集中控制幾十個，甚至上百個回路，這就使得系統(tǒng)的實時性、可靠性得</p><p>　　真正意義的工業(yè)控制網(wǎng)絡體系是七十年代出現(xiàn)的第二代計算機控制

13、系統(tǒng):分散型控制系統(tǒng)DCS(也稱集散控制系統(tǒng))。它是隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展而發(fā)展起來的，DCS的特點是“集中管理，分散控制”，這些系統(tǒng)完整地體現(xiàn)了分散化和分層化的思想。目前所使用的DCS有環(huán)形、總線形和分級式幾種,其中分級式應用最為普遍，如1所示。然而，集散控制系統(tǒng)也有其明顯的缺點：首先，結(jié)構(gòu)是多級主從關系，現(xiàn)場設備之間相互通信必須經(jīng)過主機，使得主機負荷重、效率低，且 主機一旦發(fā)生故障，整個系統(tǒng)就會崩潰；其次，它還是用大量的模擬信號

14、，很多現(xiàn)場儀表仍然使用傳統(tǒng)的4—20mA電流模擬信號，傳輸可靠性差，不易于數(shù)字化處理；第三，各系統(tǒng)設計廠家的DCS制定獨立的標準，通訊協(xié)議不開放，極大的制約了系統(tǒng)的集成與應用，不利于現(xiàn)代跨國公司的進一步發(fā)展。 為了克服DCS系統(tǒng)的技術瓶頸,進一步滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要,現(xiàn)場總線技術應運而生,它將系統(tǒng)的控制功能進一步下放，現(xiàn)場總線網(wǎng)絡實際上是一種全數(shù)字化、全分散、可互操作、開放式的互聯(lián)網(wǎng)絡。他專門用于過程自動化和制造自動化最底層的現(xiàn)場

15、設備或現(xiàn)場儀表互聯(lián)，是現(xiàn)場通信網(wǎng)絡和控制系統(tǒng)的集成，如圖1所示</p><p>　　1-2.工業(yè)以太網(wǎng)技術的特點</p><p>　　以太網(wǎng)具有傳輸速度高、低耗、易于安裝和兼容性好等方面的優(yōu)勢,由于它支持幾乎所有流行的網(wǎng)絡協(xié)議,所以在商業(yè)系統(tǒng)中被廣泛采用。近些年來,隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展,以太網(wǎng)進入了控制領域,形成了新型的以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡技術。這主要是由于工業(yè)自動化系統(tǒng)向分布化、智能化控制方面發(fā)

16、展,開放的、透明的通訊協(xié)議是必然的要求。</p><p>　　以太網(wǎng)技術引入工業(yè)控制領域，其技術優(yōu)勢非常明顯：○1Ethernet是全開放、全數(shù)字化的網(wǎng)絡，遵照網(wǎng)絡協(xié)議不同廠商的設備可以很容易實現(xiàn)互聯(lián)；○2以太網(wǎng)能實現(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡與企業(yè)信息網(wǎng)絡的無縫連接，形成企業(yè)級管控一體化的全開放網(wǎng)絡[1]，如圖2所示；○3軟硬件成本低廉，由于以太網(wǎng)技術已經(jīng)非常成熟，支持以太網(wǎng)的軟硬件受到廠商的高度重視和廣泛支持，有多種軟件開

17、發(fā)環(huán)境和硬件設備供用戶選擇；○4通信速率高，隨著企業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)模的擴大和復雜程度的提高，對信息量的需求也越來越大，有時甚至需要音頻、視頻數(shù)據(jù)的傳輸，目前以太網(wǎng)的通信速率為10M、100M的快速以太網(wǎng)開始廣泛應用，千兆以太網(wǎng)技術也逐漸成熟，10G以太網(wǎng)也正在研究，其速率比目前的現(xiàn)場總線快很多。○5可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ?，在這信息瞬息萬變的時代，企業(yè)的生存與發(fā)展將很大程度上依賴于一個快速而有效的通信管理網(wǎng)絡，信息技術與通信技術的發(fā)展將更加迅速，也

18、更加成熟，由此保證了以太網(wǎng)技術不斷地持續(xù)向前發(fā)展。 以太網(wǎng)進人工業(yè)控制領域，同樣也存在一些問題，其中主要的是：○1實時性問題：以太網(wǎng)采用的CSMA／CD的介質(zhì)訪問控制方式，其本質(zhì)上是非實時的。一條總線</p><p>　　第二章 PLC和變頻器通信項目設計</p><p><b>　　2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：</b></p><p>　　2-1

19、-1匯川PLC硬件特點</p><p>　　H2U可編程控制器的主要特點：</p><p>　　程序存儲空間大，無需外部擴展內(nèi)存卡即可達24K步；</p><p>　　模塊內(nèi)部集成了大容量電源，可直接給傳感器、HMI、外部中間繼電器等提</p><p>　　供電源；提供多通道高頻率高速輸入輸出端口，豐富的運動和定位控制功能；</p&g

20、t;<p>　　集成兩個獨立通訊口，提供了豐富的通信協(xié)議，提供MODBUS指令，方便系統(tǒng)集成；</p><p>　　2-2實訓要求實現(xiàn)的功能 </p><p>　?。?）該系統(tǒng)設有2個站，其中一個主站PLC1，一個從站PLC2，采用RS-485BD板，通過運用MODBUS進行通信，同時觸摸屏還能與變頻器進行通信，并且還能監(jiān)視兩臺PLC的運行情況及變頻器的運行情況.</p

21、><p>　　（2）主站輸入信號（X0～X3）的ON/OFF狀態(tài)要求從2臺PLC的Y0～Y3輸出 。 </p><p>　　（3）從站輸入信號（X4～X7）的ON/OFF狀態(tài)要求從2臺PLC的Y4～Y7輸出 。</p><p>　?。?）用寄存器D0記錄主站PLC的輸入信號X10的脈沖個數(shù)，當計數(shù)小于5時，兩臺PLC就輸出Y10；當大于等于5小于等于10時，兩臺PLC就

22、輸出Y11；當大于10時，兩臺PLC就輸出Y12。</p><p>　?。?）通過觸摸屏上的正傳、反轉(zhuǎn)、停止按鈕能夠控制電動機的正傳、反轉(zhuǎn)、停止</p><p>　?。?）每按一次觸摸屏上的加頻率和減頻率按鈕，電動機的運行頻率能夠加或減1HZ</p><p>　?。?）當電動機的運行頻率為0時，會產(chǎn)生一個報警，并顯示“電動機未運行，請按正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)按鈕”；當電動機的運

23、行頻率大于50時，會產(chǎn)生一個報警，并顯示“電動機頻率過大，請減少頻率”；當電動機的運行頻率小于或等于50HZ時，報警會自動清除。</p><p>　　(8)顯示速度趨勢圖</p><p>　　（9）通過主站的X20 、X21、 X22來控制電動機的正傳、反轉(zhuǎn)、停止；</p><p>　　通過從站的X25 、X26、 X27來控制電動機的正傳、反轉(zhuǎn)、停止。</p

24、><p>　?。?0）通過觸摸屏顯示變頻器的趨勢圖，通過觸摸屏棒圖、圓表來顯示變頻器頻率的變化情況</p><p>　　2-3 I/O分配：</p><p>　　2-4通訊成功具備的關鍵點：</p><p><b>　　2-4-1硬件上：</b></p><p>　　兩臺匯川PLC、匯川變頻器的通訊

25、端子RS485+通過雙絞線中的一根連起來，RS485-通過雙絞線中的另一根連起來；編程軟件上的波特率要和變頻器以及觸摸屏的波特率要致，即只需要設置一臺PLC為并聯(lián)協(xié)議主站，另一臺設置為并聯(lián)協(xié)議從站，兩臺PLC使用該協(xié)議的串口連接起來，不需要用戶程序干預，即可實現(xiàn)兩臺PLC間互相交換數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　2-4-2軟件上：</b></p><p><

26、b>　　從站：</b></p><p><b>　　主站：</b></p><p>　　2-4-3變頻器的使用與設置：</p><p>　　2-4-3-1功能指示燈說明：</p><p>　　RUN：燈滅時表示變頻器處于停機狀態(tài)，燈亮時表示變頻器處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)。</p><p>　

27、　LOCAL/REMOT： 鍵盤操作、端子操作與遠程操作（通訊控制）指示燈，燈滅表示鍵盤操作控制狀態(tài),燈亮表示端子操作控制狀態(tài)，燈閃爍表示處于遠程操作控制狀態(tài)。</p><p>　　FWD/DEV：正反轉(zhuǎn)指示燈，燈滅表示處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)，燈亮表示處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)。</p><p>　　TUNE/TC：調(diào)諧時指示燈閃爍，燈亮表示處于轉(zhuǎn)矩控制狀態(tài)，燈滅表示處于速度控制狀態(tài)。</p>&l

28、t;p>　　2-4-3-2變頻器參數(shù)設置：</p><p><b>　　2-5編程流程圖：</b></p><p>　　2-6源程序及圖片：</p><p><b>　　2-6-1從站</b></p><p><b>　　2-6-2主站：</b></p>&

29、lt;p>　　第四章 畢業(yè)設計、實習感想：</p><p><b>　　3-1實習感想：</b></p><p>　　在電子組、裝配組以及調(diào)試組讓我學到了了很多也得到了很多，在工作上：做事情學會了多想想多問問的好習慣，在勞動中鍛煉了自己的耐心和毅力的同時，也知道了父母掙錢是多么的難，更是知道了工人們掙的錢是無數(shù)汗水換回來的！現(xiàn)在想想每天上班的辛苦，每天都是早上7

30、點鐘起來，帶著朦朧的睡意，迅速地買了早餐，然后匆匆忙忙地趕去公司上班，才真正意思到上大學是件多么美好的事，可惜時光匆匆地過去了，再也回不到那個美好的大學時代。以后面臨的將是如何在社會上生存，如何去實現(xiàn)自己未來的夢想，面臨社會、家庭乃至自己的壓力，今后的路該怎么走，往哪里走。</p><p>　　現(xiàn)在我發(fā)現(xiàn)在公司上班再也不能像在學校里那么隨意，畢竟社會也有黑暗的一面。但是，還好，遇到好心的同事，起碼在公司里還有依靠

31、和溫暖，在這里的同事之間就像是一個大家庭一樣，在工作中是自己的上級是自己的同事，在生活上就成了自己的叔叔阿姨，自己的兄弟姐妹，時不時會告誡我們在公司里應該怎么做和做工作的方法，在生活上也會得到關心照顧其中映像最深刻的就是不能表現(xiàn)得太膽小，太老實，不然就會被領導欺負，什么臟的活累的活就吩咐你去干，還動不動就罵人，有時候明明自己不喜歡做的事，但是為了討好領導，還是忍著老實地去做，不管是對的還是錯的，領導說你錯了，你就得認錯。</p&g

32、t;<p>　　還有就是在公司里上班，遇到不懂的問題，你可能會想辦法去問老員工，但是千萬要記住，你先把問題記下來，待到他們有空時再去問，不然哪些老員工會怪罪你的，而且在社會上問別人問題，別人高興就告訴你，不高興就不告訴你，他們不愿意讓你學到本領。</p><p>　　在公司里實習，有許多知識自己接觸得不是很多，或者自己完全陌生，自己的動手能力弱，經(jīng)驗不足，分析問題解決問題的能力還有待于加強和提高，這

33、就需要我們要有自學的能力和模仿的能力和活到老學到老的精神。這就印證了成功的捷徑-抄，研究，創(chuàng)造和發(fā)明。一切都是從零開始，一點一滴的學習，所以我學會了要從不同角度不同觀點去考慮事情去做事情去解決事情，極大的豐富了自己的知識。在今后的工作中我會努力的提高自己的動手能力，參加公司組織的活動</p><p>　　成績屬于過去，未來才屬于自己，作為一個青年，我知道我的工作才剛剛開始，我惟有勇于進取，不斷創(chuàng)新，才能取得更大的

34、成績，才能創(chuàng)造美好的輝煌。</p><p>　　3-2畢業(yè)設計感想：</p><p>　　經(jīng)過幾個多月的學習和設計終于完成了《變頻器實習及項目設計》的論文。從開始去公司實習到畢業(yè)設計的實現(xiàn)，再到論文的完成，每一個環(huán)節(jié)對我來說都是一個新的嘗試、感慨與挑戰(zhàn)。同時在這段時間里我學到了很多知識，在技能上有了質(zhì)的提升，能熟練運用自動控制基礎和基本原理，將三相交流變頻電動機的原理和控制接線及變頻器原理

35、及參數(shù)設置等理論知識運用到實際的工作以及畢業(yè)設計上 ，并將電工、電子技術基礎知識、自動控制基礎和基本原理知識Autoshop編程軟件安裝和使用知識匯川變頻器的設置與使用以及PLC簡單梯形圖的編程知識融會貫通。</p><p>　　從剛開始我對PLC、變頻器、觸摸屏的使用還不是很了解，有很多技術問題還沒掌握，而觸摸屏更是從來沒碰過，但是通過我不停的學習和嘗試以及查看一些相關書籍和資料，經(jīng)過我不斷的試驗操作，將之前在

36、腦里只有模糊的技術概念逐漸清晰，并將它用實際驗證是正確的，每一次解決問題和編程的改進我都有很大的收獲，每一次試驗的成功都給我?guī)砬斑M的動力。</p><p>　　此程序經(jīng)過我長時間的完善，和不斷的改進，已基本成熟，當然還存在一些不足的地方。但我可以自豪的說，這里的每一段控制程序，都是我經(jīng)過努力所獲得的勞動成果，都經(jīng)過長時間的調(diào)試來完成的。當看到我的程序能夠順利的運行，自己的各方面能力進步很大，我心里就更加踏實和高

37、興。這次做論文的經(jīng)歷是我中受益，因為做論文是一個用心學習的過程和鉆研的過程，使我有新的發(fā)現(xiàn)新的突破！</p><p><b>　　第五章 參考文獻：</b></p><p>　　《電氣控制與PLC實訓教程》阮友德編著</p><p>　　《變頻器、可編程控制器及觸摸屏綜合應用技術》岳慶來編著</p><p>　　《PLC