PLC与变频器结合实现电动机恒转矩控制_毕业设计论文

PLC与变频器结合实现电动机恒转矩控制_毕业设计 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 I 页 PLC与变频器结合实现电动机恒转矩控制 摘要 本文介绍了一种由西门子PLC和变频器构成的恒转矩控制系统.采用PROFIBUS协议实现了PLC与变频器的通讯. 介绍PROFIBUS通信协议,以德国西门子公司MICROMASTER 440型变频器为例,介绍了PLC与变频器进行通信的硬件连接。依据该协议,实现了以PLC作为控制器,在PLC环境下编制程序对变频器进行远程控制.该系统可以对各变频器的运行参数进行在线监测,并进行远程控制。 文中介绍了关于钢板的清洗工艺,以系统的实际应用来说明本系统的实际价值，调节刷辊的转矩来控制对钢板的刷洗力度。最后附以程序,有PLC和变频器的通讯的程序和PLC与变频器结合控制电动机恒转矩的PLC程序. 实践证明,该系统能有效地减少系统布线、提高系统的抗干扰能力,为恒转矩控制系统提供了一个低成本和高性能的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 关键词:PLC，变频器，PROFIBUS协议 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 II 页 PLC Combining With Frequency-converter Achieving Constant Torque Control Of Electric Motor Abstract This paper introduces a control system for instance torque composed of SIEMENS PLC and frequency-converter. The serial communication between PLC and frequency-converter is realized based on the PROFIBUS protocol. The PROFIBUS protocol is introduced in detail. Hardware link of communication between PLC and frequency-converter are introduced with an example of SIEMENS frequency-converter MICROMASTER 440. According to this protocol, remote control of inverter is realized with SIEMENS PLC being controller under the environment of visual PLC. The presented system is very convenient to monitor the parameters of every frequency-converter on line and realize the distance control. The paper introduced steel cleaning processes for the system to illustrate the practical application of the actual value of the system, Adjusting brush roller torque to control brush roller intensity on the skin of steel. At last, together with procedures, there are communication procedures of PLC and frequency-converter and the procedures of PLC combining with frequency-converter achieving constant torque control of electric motor. Practice has proved that the method can reduce electric connections and improve the anti-jamming capability of the system. Thereby a scheme for PLC combining with frequency-converter to achieve constant torque control of electric motor with low-cost and high-performance is provided. Keyword: PLC，frequency-converter，PROFIBUS protocol 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 III 页 目录 摘要 ...................................................................... I ABSTRACT ................................................................. II 1 绪论 .................................................................... 1 1.1 选 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的背景 ..................................................................................................................... 1 1.2 PLC和变频器的发展 ..................................................................................................... 1 1.3 系统综述 ......................................................................................................................... 2 2 三相异步电动机 .......................................................... 4 2.1 异步电动机的旋转原理 ................................................................................................. 4 2.2 异步电动机的电磁转矩 ................................................................................................. 4 2.3 异步电动机的机械特性 ................................................................................................. 5 3 变频器的恒转矩控制 ...................................................... 6 3.1 变频器的工作原理 ......................................................................................................... 6 3.2 转矩控制时的运行特点 ................................................................................................. 6 3.3 转矩给定信号与电动机转矩 ......................................................................................... 6 4 STEP7-300简介 ......................................................... 8 4.1 PLC的定义 .................................................................................................................... 8 4.2 STEP7-300软件 .............................................................................................................. 8 5 分布式外围设备现场总线(PROFIBUS-DP) ................................... 9 5.1 PROFIBUS-DP简介 ...................................................................................................... 9 5.2 PROFIBUS-DP的物理连接 .......................................................................................... 9 5.3 PROFIBUS-DP的报文结构 .......................................................................................... 9 6 系统的实现 ............................................................. 11 6.1 系统的硬件连接 ........................................................................................................... 11 6.2 MICROMASTER 440 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 型变频器设置.................................................................. 11 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 IV 页 6.3 MICROMASTER 440 控制字和状态字的设置 ......................................................... 13 6.4 PROFIBUS-DP主站与MICROMASTER 440的连接 .............................................. 13 6.5 PLC与变频器的通讯程序设计 .................................................................................. 14 6.6 系统的实际应用 ........................................................................................................... 18 结论 ..................................................................... 31 致谢 ..................................................................... 32 参考文献 ................................................................. 33 附录A(英文文献) ....................................................... 34 附录B(中文译文) ....................................................... 41 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第1页 1 绪论 1.1 选题的背景 随着我国工业生产自动化程度的不断提高，PLC和变频器相结合的系统广泛地应用在冶金、建材、电力、化工、食品等行业中。我国现在广泛使用的调速系统还比较落后，直接影响了产品的质量。 过去传统的电动机调速系统多采用变频器直接控制电动机的方法进行速度控制，由于操作人员有限，不能安排太多人员在现场，现场外部工作环境又很恶劣，工厂车间闷热，同时效率也很低，维修、维护麻烦，造成工作故障多，影响正常生产;另外由于变频器技术仍未成熟，控制不稳定，精度低，调试烦琐，使用极不方便。根据所掌握的资料，结合现代先进控制技术，采用可编程序控制器控制MICROMASTER 440型变频器拖动电动机方案，以弱电控制强电远程控制技术取代传统的直接控制方式。 实践证明，该系统效率高，节约劳动力，为工作人员创造了舒适的工作环。由于以上的优点，PLC和变频器相结合的系统会有更广阔的发展空间。 1.2 PLC和变频器的发展 1、 PLC的发展 PLC将朝着体积更小、速度更快、功能更强、价格更低的方向发展。二是向大型化、网络化、多功能方向发展。近年来 ， 小型PLC的应用十分普遍，超小型PLC的需求日益增多。据统计，美国机床行业应用小型PLC几乎占据了市场的1/4，国外许多PLC厂家正在积极地研制开发各种超小型微型PLC。例如德国西门子公司S7-200既可以单机运行也可以联网实现复杂的控制。S7-200的最小配置是8个数字量输入和6个数字量输出，还可以根据实际情况进行扩展2~7个模块，最多可达128个输入和120个输出，此外S7-200还可以进行模拟量控制，是一种性能价格比较好的微型PLC. 大型的多层次分布式控制系统与集中型相比，具有更高的安全性和可靠性。系统设计、组态也更为灵活方便，地域分布也广，是当前控制系统发展的主要潮流。为了适应这种发展，实现工厂自动化，世界上各PLC生产厂家不断地研制开发功能更强的PLC网络系统。这种PLC网络一般是多级的，网络的最底层是现场执行级，中间是协调级，网络上的最上层为组织管理级。 现场执行级可以由多个PLC或远程I/O工作站所组成,中间一级由PLC或计算机构 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第2页 成。最高一级一般由高性能的计算机组成。它们之间采用工业以太网和工业现场总线相 连构成一个多级分布式PLC。随着自动控制技术的发展，这种多级分布式PLC控制系统功能不再是单一的，除控制功能外，还可以实现在线优化、生产过程的实时调度、产品计划、统计管理等功能，成为一种测、控、管一体化的多功能综合系统。目前 许 多 PLC开发商己经注意到了PLC的兼容性，不仅是PLC与PLC兼容，而且还注意到PLC与计算机的兼容，使之可以充分利用计算机现有的软件资源。例如西门子的S7-300采用SIMATIC S7的模块，它的软件编程、监控都可以在Window操作平台上操作和运行。今后PLC将采用速度更快、功能更强的CPU、容量更大的存储器，并将更充分地利用计算机资源.PLC控制系统将与智能控制系统工业控制计算机、集散控制系统、嵌入式计算机等更进一步地相互渗透和结合，这必将更进一步拓宽PLC的应用领域和空间。 2、变频器的发展 随着技术的不断发展，变频器技术的发展也越来越迅速，变频器将朝着以下几个方面发展: (1)实现高水平的控制。基于电动机和机械模型的控制策略，有矢量控制、磁场控制、直接传矩控制和机械扭振补偿等;基于现代理论的控制策略，有滑模变结构技术、模型参考自适应技术、采用微分几何理论的非线性解耦、鲁棒观察器，在某种指标意义下的最优控制技术和逆奈奎斯特阵列设计方法等;基于智能控制思想的控制策略。 (2)开发清洁电能的变流器。所谓清洁电能变流器是指变流器的功率因数为1，网侧和负载侧有尽可能低的谐波分量，以减少对电网的公害和电动机的转矩脉动。 (3)缩小装置的尺寸。紧凑型变流器要求功率和控制元件具有高的集成度。 (4)高速度的数字控制。以32位高速微处理器为基础的数字控制模板有足够的能力实现各种控制算法，Windows操作系统的引入使得可自由设计，图形编程的控制技术也有很大的发展。 (5)模拟与计算机辅助设计(CAD)技术。电机模拟器、负载模拟器以及各种CAD软件的引入对变频器的设计和测试提供了强有力的支持。 1.3 系统综述 本文介绍了利用PLC与变频器结合控制刷辊电动机恒转矩系统在钢板厂的应用，介绍了刷辊对钢板刷洗的力度控制，通过对电机的力矩控制，实现了力度控制，从而对钢板刷洗均匀.干净。本系统是对电机的恒力矩控制，介绍了三相异步电动机、 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第3页 MICROMASTER 440变频器、和S7-300的相关知识，为系统的设计做一些铺垫。 本套系统采用西门子公司S7-300可编程控制器(PLC)作为中央控制核心，刷辊控制采用西门子公司的MICROMASTER 440系列标准变频器，PLC同变频器之间采用PROFIBUS现场总线通讯协议进行控制，恒转矩控制采用了集成在变频器内部的PID模块，通过转矩的给定值和反馈值进行比较，达到输出稳定的功能。PLC同上位机之间通过工业以太网，PLC采用STEP7 CPU 315-2DP，通过TCP/IP协议进行通讯。整体来说，该电气自动化系统设计紧凑、控制方式先进、自动化程度高、控制方法灵活、适应性强。 本文着重讲述了利用PROFIBUS-DP协议进行PLC与变频器之间的组态，实现PLC对变频器的控制，首先必须把变频器和PLC之间用电缆连接起来，本套系统所采用的连接电缆是双绞线(如常用的以太网缆)。然后就是对他们进行网络组态，设置STEP7 CPU 315-2DP为DP主站，MICROMASTER 440变频器为DP从站。分别设置他们的通讯地址，利用STEP7-300内部的通讯功能块SFC 14和SFC 15来读写MICROMASTER 440变频器的数据。利用输入转矩和反馈的实际转矩，通过变频器本身的PID进行转矩恒定运行，利用PLC编写控制程序来实现通讯，再利用PLC程序对系统恒转矩进行控制。 PLC和变频器相结合的调速系统逐渐的被广泛的应用。变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信技术于一体的高科技技术。它具有很好的调速、节能性能, 在各行业中获得了广泛应用。可编程序控制器(PLC) 是近年来发展极为迅速、应用面极广的工业控制装置。PLC 具有较高的可靠性,可以通过PLC 串口实现与不同控制设备间的数据传输,从而可使PLC 的应用范围扩大。所以结合PLC与变频器各自的优点，PLC和变频器相结合的调速系统会应用的更广阔的领域。 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第4页 2 三相异步电动机 2.1 异步电动机的旋转原理 三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转磁场，三相异步电动机的定子绕组就是用来产生旋转磁场的。我们知道，但三相电源相与相之间的电压在相位上是相差120度的，三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度，这样，当在定子绕组中通入三相电源时，定子绕组就会产生一个旋转磁场。电流每变化一个周期，旋转磁场在空间旋转一周，即旋转磁场的旋转速度与电流的变化是同步的。在磁场中的转子在磁场中切割磁力线产生感应电流，带电的转子在磁场的作用下受到力的作用，即电动机转子开始旋转。旋转磁场的转速为: n=60f/P 式中:f为电源频率、 P是磁场的磁极对数、 n的单位是:每分钟转数。 一般情况下，电动机的实际转速n1低于旋转磁场的转速n。因为假设n=n1，则转子绕组与旋转磁场就没有相对运动，就不会切割磁力线，也就不会产生电磁转矩，所以转子的转速n1必然小于n。为此我们称三相电动机为异步电动机。 2.2 异步电动机的电磁转矩 电磁转矩是异步电动机的驱动转矩，本节着重介绍电磁转矩的计算公式。 电磁 '''转矩基本22RRR222'''1 1 mIsmIsmI222,,,,111PPsss M公式: ,,,,,T222 nnn 1111 s,, 606060 与直流电机类似的公式: ''2',,,m，4.44fNkIcosPmEIcos222[1]'wM11111212T,,,,C,Icos, 2M1260f2,,,111 60p 式中: 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第5页 转子电流: 2.3 异步电动机的机械特性 电动机的机械特性是指电磁转矩与转速之间的关系曲线,如图2.1所示。 异步电动机的机械特性就是t-s曲线。 几个关键点: 起动点 C、最大转矩点 B、额定工作点 A。 图 2.1 异步电动机机械特性 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第6页 3 变频器的恒转矩控制 3.1 变频器的工作原理 变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。通常，把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)，这个过程叫整流。把直流电(DC)变换为交流电(AC)的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器，要对波形进行整理，可以输出标准的正弦波，叫变频电源。一般变频电源是变频器价格的15,,20倍。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”， [1]。 故该产品本身就被命名为“inverter”，即 3.2 转矩控制时的运行特点 1 拖动系统的状态拖动系统的状态取决于系统的动态转矩T j T,T,T jml T式中 --动态转矩，单位为Nm; j T--电动机的转矩，单位为Nm; m T--负载转矩，单位为Nm; l T,0--系统加速; j T,0--系统减速; j T,0--系统等速运行。 j 3.3 转矩给定信号与电动机转矩 一方面，电动机的输出转矩取决于转矩给定信号:当负载转矩小于电动机转矩时，拖动系统必加速;另一方面，变频器在转矩控制模式下运行时，必须设置上限频率:当拖动系统的转速上升到接近于上限频率所对应的同步转速时，根据异步电动机的原理， 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第7页 由于转子切割磁力线的速度下降，所产生的转矩也必下降，直至输出转矩等于负载转矩时，拖动系统将在上限转速下稳定运行。因此，当拖动系统的转速上升到上限转速时，电动机的转矩并不取决于转矩给定信号，但转矩给定信号保证了拖动系统将在上限转速下运行。转矩控制与转速控制的区别两种控制方式的区别如表3.1所示。 表3.1 转矩控制和转速控制的区别 控制方式 转速控制 转矩控制 转速大小 由频率给定信号决定 不能控制，只能上、下限值 转矩大小 与负载转矩相平衡，有上限值 由转矩给定信号决定 系统的加速度 有给定信号的增加或减小决定 由动态转矩的正、负来决定 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第8页 4 STEP7-300简介 4.1 PLC的定义 PLC可编程序控制器:PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 4.2 STEP7-300软件 STEP7是专门为S7-300设计的在个人计算机Windows操作系统下操作的编程软件。该标准软件功能强大，支持自动任务创建程序的各个阶段--建立和管理项目，对硬件和通讯作组态和参数赋值，管理符号，创建程序，下载程序到可编程控制器，测试自动化系统，诊断设备故障。STEP7软件的用户接口，基于当前最新水平的人机控制工程设计，简单易学，用户能轻松使用。STEP7为用户提供了三种编程语言STL(语句表)，FBD(功能块图)和LADDER(梯形图语言)。用户可以在这三种语言中随意切换，便于不同类型的用户使用。STEP7还给用户提供了丰富的指令集，可以对非常复杂的功能的进行编程。其中为梯形图语言就提供了一百多条指令，包括浮点数运算指令、程序控制指令、跳转指令等。 STEP7除提供逻辑块OB(组织块，决定用户程序的结构，一般主程序放置在该块内). FB(功能块，带有自己存储区域的块). FC(功能，包含经常使用的功能的例行程序，可放置子程序)以及系统功能块外，还提供数据块DB用于存放用户数据。与PLC通信简单，只需将CPU通过PC/PPI电缆或插在计算机中的CP5611通讯卡与计算机进行通信，就可上、下传程序。通过STEP7的硬件诊断功能，可以在线或离线取得模板信息和工作方式。 STEP7还具有程序测试功能，当CPU检测到程序处理过程中错误(同步错误)和PLC中的错误(异步错误)时，CPU会调用适当的中断类型组织块，这些组织块可对这些错误 [2]相应处理。 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第9页 5 分布式外围设备现场总线(PROFIBUS-DP) 5.1 PROFIBUS-DP简介 PROFIBUS-DP是PROFIBUS组成之一，PROFIBUS有三部分组成，即PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA(Process Automation,过程自动化)和PROFIBUS-FMS(Fieldbus Message Specification,现场总线报文规范)。在PROFIBUS现场总线中，PROFIBUS-DP的应用最广。DP协议主要用于PLC与分布式I/O和现场设备的高速数据通信。典型的DP配置是单主站结构，也可以是多主站结构。 5.2 PROFIBUS-DP的物理连接 PROFIBUS-DP可以使用多种通信介质(电、光、红外、导轨以及混合方式)。传输速率9.6K-12Mbit/s。每个DP从站的输入数据和输出数据最大为224B。使用屏蔽双绞线电缆是最长通信距离为9.6km，使用光缆是最长90km,最多可以接127个从站。 PROFIBUS-DP可以使用灵活的拓扑结构，支持线形、树形、环形结构。PROFIBUS-DP符合EIA RS-485标准(也称为H2)，采用价格便宜的屏蔽双绞线电缆。一个总线段的两端各有一套有源的终端电阻。一个总线最多32个站，带中继器最多127个站。每段的电缆最大长度与传输速率有关。 5.3 PROFIBUS-DP的报文结构 PROFIBUS-DP的报文结构如图5.1所示: 图5.1 PROFIBUS-DP的报文结构 过程数据区(PZD)，即控制字和设定值或状态信息和实际值。参数区(PKW)用读写参数，例如读出故障，并且读出一个参数的特征信息，诸如最小/最大限制等。 当总线启动时，这种用于PROFIBUS-DP主站到变频器通讯类型的PPO能够从主站来配置。选择哪种类型的PPO，取决于在自动化网络中传动装置的任务。过程数据一直被传送。在传动装置中，它们具有最高的优先级和最短的时间等。 PPO有五种类型:可用数据无参数区，有两个字或六个字的过程数据。或可用数据 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第10页 有参数区，且有两个，六个或十个字的过程数据，具体见图5.2。在本设计系统中采用 [3]了PPO2类型。 图5.2 参数过程数据对象(PPO型) 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第11页 6 系统的实现 6.1 系统的硬件连接 1、如果干扰比较大，可采用屏蔽双绞线。 2、一般情况下，PROFIBUS通讯电缆采用双绞线即可(如常用的以太网缆)。 3、在采用屏蔽双绞线作为通讯电缆时，把具有不同电位参考点的设备互连会在互连电缆中产生不应有的电流，从而造成通讯口的损坏。要确保通讯电缆连接的所有设备，或是共用一个公共电路参考点，或是相互隔离的，以防止不应有的电流产生。屏蔽线必须连接到机箱接地点或9 针连接的插针1。建议将传动装置上的0V 端子连接到机箱接地点。 4、尽量采用较高的波特率，通讯速率只与通讯距离有关，与干扰没有直接关系。 5、终端电阻的作用是用来防止信号反射的，并不用来抗干扰。如果在通讯距离很 [4]近，波特率较低或点对点的通讯的情况下，可不用终端电阻。 6.2 MICROMASTER 440标准型变频器设置 将变频器连接到 PLC 之前必须确认变频器已有以下的系统参数,使用变频器小键盘设定参数。 1、将变频器复位到工厂设定值可选的按 P 键显示 P000 按向上或向下箭头键直到显示器显示 P944 按 P 键输入参数P944=1。 2、允许读/写所有参数按 P 键按向上或向下箭头键直到显示器显示 P009 按 P键输入参数P009=3。 3、检查变频器的电动机设定值设定值随所用的电动机而变按 P 键按向上或向下箭头键直到显示器显示电动机的设定值为止按 P 键输入参数: P081=电动机的额定频率Hz， P082=电动机的额定速度RPM， P083=电动机的额定电流A， P084=电动机的额定电压V， P085=电动机的额定功率KW/HP。 4、设定就地/远程控制方式按 P 键按向上或向下箭头键直到显示器显示 P910 按 P键输入参数P910=1远程控制方式。 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第12页 5、设定 PROFIBUS-DP接口的波特率按 P 键按向上或向下箭头键直到显示出P092按 P 键输入参数按向上或向下箭头键直到显示器显示出与你的PROFIBUS-DP接口相对应的波特率数字为止按 P 键输入参数P092 3 1200波特， 4 2400波特， 5 4800波特， 6 9600波特缺省值， 7 19200波特。 6、输入从站地址每个变频器最大31 可经过总线运行按P键按向上或向下箭头键直到出现 P 091为止按 P 键输入参数按向上或向下箭头键直到显示器显示出所需要的从站地址按 P 键输入P091=0至31。 7、增速时间可选的这是以秒表示的电动机加速到最大频率所需的时间按 P 键按向上或向下箭头键直到出现 P002 为止按 P 键输入参数按向上或向下箭头键直到显示器出现所需要的增速时间为止按 P 键输入参数P002=0-650.00。 8、斜坡减速时间任选这是以秒表示的电动机减速到完全停止的需要的时间按 P键按向上或向下箭头键直到出现 P003 为止按 P 键输入参数按向上或向下箭头键直到显示器出现所需要的减速时间为止按 P 键输入P003=0-650.00。 9、串行链路超时这是二个输入数据报文之间的最大允许时间间隔这一特性用于通信发生故障时断开变频器收到了有效的数据报文后开始定时如果在规定的时间间隔内没有收到其它的数据报文变频器跳闸并显示故障代码 F008 将值设定为 0 断开控制回路变频器进行状态轮询之间的时间，按 P 键按向上或向下箭头键直到出现 P093为止按 P 键输入参数按向上或向下箭头键直到显示器出现所需要的串行链路超时为止按 P 键输入P093=0-240 0是缺省值时间单位为秒。 10、串行链路额定系统设定点这个值可以改变但是典型情况是相当于50Hz或60Hz 它定义了相当于100%的 PV 或 SP 的数值按 P 键按向上或向下箭头键直到出现P094 为止按 P 键输入参数按向上或向下箭头键直到显示器出现所需要的串行链路额定系统设定点为止按 P 键输入P094=0-400.00。 11、EEPROM 存储器控制任选按 P 键按向上或向下箭头键直到出现 P 971 按P 键输入参数按向上或向下箭头键直到显示器出现所需要的相应于EEPROM存储器控制的数值为止按 P 键输入P971=0 当断电时丢失更改的参数设定值包括 P9711 缺省值断 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第13页 电期间仍保持更改的参数设定值。 [5]12、运行显示按 P 键退出参数方式 P。 6.3 MICROMASTER 440 控制字和状态字的设置 PPO2 类型: 4 PKW 字 6 PZD 字 PZD1:状态字1 PZD2:线速度实际值 PZD3:转矩实际值 PZD4:状态字2 PZD5:故障字 PZD6:马达电流实际值 对于STW 的含义，如表6.1所示。与STW 相对应的是ZSW，它的含义如表6.2 [5]所示。 6.4 PROFIBUS-DP主站与MICROMASTER 440的连接 本套系统采用的是CPU 315-2DP作为DP主站，MICROMASTER 440作为DP从站。它们之间要进行通讯，必须在它们之间建立连接。其具体做法如下: (1)生成一个STEP7项目 打开SIMATIC Manager(管理器)，建立一个新项目，选择第一个站的CPU为CPU 315-2DP，项目名称自拟。在管理器中已经生成“SMATIC 300 Station”对象，双击”Hardware”图标，进入”HW Config”(硬件组态)窗口后，在 CPU 315-2DP的机架中添加电源模块、一块16点输入模块和一块16点输出模块，并设置该站的参数。 (2)设置PROFIBUS网络 有鼠标右键点击管理器左边最上面的“项目”对象，在打开的快捷菜单中选择命令“Insert New Object”->”PROFIBUS”,将会生成网络对象PROFIBUS(1)，在自动打开的网络组态工具NetPro中，有红色的MPI网络线、紫色的PROFIBUS网络线和CPU 315-2DP的图标，可以对MPI和PROFIBUS网络组态。 双击图中的PROFIBUS网络线，在出现的对话框中打开“Network Settings”选项卡，点击“OK”按钮确认系统推荐的默认的参数，即设置传输率为1.5Mbit/s，总线行规 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第14页 (Profile)为DP。也可以在对话框中选择PROFIBUS子网络的的网络参数。对于单主站的PROFIBUS网络，主站的地址默认值为126。 (3)设置主站的通讯属性 在”SIMATIC Manager”主屏幕中。选择屏幕左边的SIMATIC 300站对象后，双击屏幕右边的Hardware(硬件)对象，打开HW Config工具。此时屏幕左边的窗口中只有生成项目时设置的S7-300的机架和机架中的CPU 315-2DP模块，双击机架中DP所在的行，在打开的对话框的“Operating Mode”选项卡中，选择该站为DP主站(DP Master). 点击“General”选项卡中的“Properties”按钮，在”Parameters”选项卡中可以设置地址，默认的站地址为2。”Subnet”列表中的“not network”为不联网，可以选择连接已经建立的PROFIBUS(1)子网络。 (4)组态DP从站 在“SIMATIC Manager”的主屏幕中，选择屏幕左边的SIMATIC 300站对象后，双击屏幕右边的Hardware(硬件)对象，打开HW Config工具。在这个窗口下，点击屏幕右边硬件目录窗口中最上面的“PROFIBUS-DP”文件夹，在其中选择事先下载到STEP7的“MICROMASTER 440”。用鼠标将它拖到屏幕上方的PROFIBUS网络线上，这样就把该DP从站连接到DP主站系统了。此时将自动打开“Properties- PROFIBUS”对话框，设置该DP从站的地址为3，点击“OK”按钮返回“HW Config”屏幕。 在网络中选中该从站后，在屏幕左下部的窗口中将显示它的详细资料，例如它占用的输入/输出地址。双击表中某一行输入或输出，在打开的“DP Slave Properties”对话框 [6]中，可以更改输入/输出地址。 6.5 PLC与变频器的通讯程序设计 本系统通讯利用S7-300的装入/传输指令。软件采用STEP7.V5.2。硬件采用CPU315C-2DP，MICROMASTER 440标准型变频器。系统采用STL语言编程。由于本系统只研究转矩，所以程序中有些地方只出现转矩信号，通讯程序如下: 1.接受变频器输入信号 PPO2 类型: 4 PKW 字 6 PZD 字 PZD1:状态字1 PZD3:转矩实际值 PZD4:状态字2 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第15页 PZD5:故障字 Network1 L #P_Adress //传动起始地址 SLW 3 LAR1 L PIW [AR1,P#0.0] T #T_PKE L PIW [AR1,P#2.0] T #T_IND L PIW [AR1,P#4.0] T #T_PWE_H L PIW [AR1,P#6.0] T #T_PWE_L L PIW [AR1,P#8.0] T #T_STSW_1 L PIW [AR1,P#10.0] T #T_XV T #T_STSW_2 L PIW [AR1,P#16.0] T #T_FLT L PIW [AR1,P#18.0] T #T_I_ACT Network2 L #T_STSW_1 T #STSW_1 L #T_STSW_2 T #STSW_2 L #T_FLT T #FLT L #T_TQ_ACT ITD DTR L 1.638400e+004 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第16页 /R L #NTQ *R T #TQ_ACT L #T_PKE T #PKE L #T_IND T #IND L #T_PWE_H T #PWE_H L #T_PWE_L T #PWE_L 2.输出信号到变频器 PPO2 类型: 4 PKW 字 6 PZD 字 PZD1:控制字1 PZD4:控制字2 PZD5:线速度设定值 PZD6:转矩设定值 Network1 L #P_Adress SLW 3 LAR1 L #PKE T PQW[AR1，P#0.0] /将PKE传送到外设 L #IND T PQW [AR1,P#2.0] L #PWE_H T PQW [AR1,P#4.0] L #PWE_L T PQW [AR1,P#6.0] L #CTLW_1 /将控制字1传送到外设 T PQW [AR1,P#8.0] 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第17页 L #CTLW_2 T PQW [AR1,P#10.0] L #XV T PQW [AR1,P#16.0] L #T_TQ T PQW [AR1,P#18.0] 表 6.1 STW各个位的含义 位00 斜坡上升/下降 0:否 1:是 位01 按惯性自由停车 0:是 1:否 位02 快速停车 0:是 1:否 位03 脉冲使能 0:否 1:是 位04 斜坡 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 发生器使能 0:否 1:是 位05 斜坡函数发生器开始 0:否 1:是 位06 设定值使能 0:否 1:是 位07 故障使能 0:否 1:是 位08 正向点动 0:否 1:是 位09 反向点动 0:否 1:是 位10 有PLC进行控制 0:否 1:是 位11 设定值反向 0:否 1:是 位12 未使用 位13 用电动电位计升速 0:否 1:是 位14 用电动电位计降速 0:否 1: 位15 本地/远程控制 0:P0719下标0 1:P0719下标1 表 6.2 ZSW各个位的含义 位00 变频器准备 0:否 1:是 位01 变频器运行准备就绪 0:否 1:是 位02 变频器正在运行 0:否 1:是 位03 变频器故障 0:是 1:否 位04 OFF2命令激活 0:是 1:否 位05 OFF3命令激活 0:否 1:是 位06 禁止ON(接通)命令 0:否 1:是 位07 变频器报警 0:否 1:是 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第18页 位08 设定值/实际值偏差过大 0:是 1:否 位09 PZD控制 0:否 1:是 位10 已达到最大频率 0:否 1:是 位11 电动机电流极限报警 0:是 1:否 位12 电动机抱闸制动投入 0:是 1:否 位13 电动机过载 0:是 1:否 位14 电动机正向运行 0:否 1:是 位15 变频器过载 0:是 1:否 6.6 系统的实际应用 本系统在钢板厂的应用，在钢板的开卷和卷取的过程中，需要对钢板进行刷洗，这项任务主要由清洗线上的刷辊来完成，具体的工艺如下: 在清洗线上，在钢板的上下都有刷辊，为了让钢板的刷洗匀称，必须保持刷辊的力度要保持不变，因为钢板的在托辊上传动的时候,在每一个速度段上都可以认为是恒转矩负载。所以要保持力度大小不变，就要保持刷辊的转矩保持不变，这就需要本设计系统来实现:其系统结构如图6.3所示: 图6.3 系统结构图 其PLC控制程序如下: NETWORK1从变频器读数据 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第19页 NETWORK2状态字处理过程 O( L #STSW_1 T #T_STSW_1 SET SAVE CLR A BR ) O( L #STSW_2 T #T_STSW_2 SET SAVE CLR A BR ) = #DUMMY NETWORK3 运行通讯错误使正常停车 L2.7:控制字2第15位即运行通讯错误 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第20页 O( A L 2.7 = L 4.0 BLD 103 CALL #COMM_FAULT1 IN:=L4.0 PT:=T#700MS Q :=#COMM_FAULT_1 ET:= A BR ) O( AN L 2.7 = L 4.0 BLD 103 CALL #COMM_FAULT2 IN:=L4.0 PT:=T#700MS Q :=#COMM_FAULT_2 ET:= A BR ) = #DUMMY NETWORK4 MSR1/2过零信号 A #MSR1_0 FP #MSR1_0_AF /主令开关1辅助标志位 = #MSR1_0_PF A #MSR1_0_PF A( A #MSR2_0 FP #MSR2_0_AF /主令开关2辅助标志位 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第21页 A #MSR2_0_PF ) = #DUMMY NETWORK5 主令1接通 A #MSR1_ON FP #MSR1_ON_AF S #DRIVE_MSR1 A( A #DRIVE_MSR2 FP #DR_MSR2_PF O #DRV_STOP O #VCON_NEN ) R #DRIVE_MSR1 A #DRIVE_MSR1 = #DR_AT_MSR1 NETWORK 6 主令2接通 A #MSR2_ON FP #MSR2_ON_AF S #DRIVE_MSR2 A( A #DRIVE_MSR1 FP #DR_MSR1_PF O #DRV_STOP O #VCON_NEN ) R #DRIVE_MSR2 A #DRIVE_MSR2 = #DR_AT_MSR2 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第22页 NETWORK 7 速度控制使能 A( A( A #TEN_ON FP #TEN_ON_AF O #DRIVE_MSR1 O #DRIVE_MSR2 ) S #VCON_EN A( A( A #MSR1_OFF A #MSR1_0 O #MSR1_0_PF ) A #DRIVE_MSR1 O( A( A #MSR2_OFF A #MSR2_0 O #MSR2_0_PF ) A #DRIVE_MSR2 ) O( A #TEN_ON FN #TEN_OFF_AF A #MSR1_0 A #MSR2_0 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第23页 ) O #DRV_STOP O #TURNING_MONITOR ) R #VCON_EN A #VCON_EN ) NOT FP #VCON_NEN_PF = #VCON_NEN NETWORK8 转矩控制使能 A #VCON_EN A M0.0 = #MCON_EN NETWORK 9 运行监控 O( A #VCON_EN AN #N_NE0 = L 4.0 BLD 103 CALL #TURN_MONI IN:=L4.0 PT:=T#5S Q :=#TURN_MONI_DELAY ET:= A BR ) O( A #TURN_MONI_DELAY 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第24页 = #TURNING_MONITOR A #TURNING_MONITOR ) = #DUMMY NETWORK 10 运行使能 A( O #DRIVE_MSR1 O #DRIVE_MSR2 ) NOT O #VCON_EN = #DRIVE_ENABLED NETWORK 11 A L 1.2 AN L 0.0 = L 4.0 BLD 103 CALL #N_DEV IN:=L4.0 PT:=T#5S Q :=#N_DEV_DELAY ET:= NOP 0 NETWORK12 运行快停 L1.2:状态字1的第3个字节即运行操作使能 L0.0:状态字2的第8个字节即没偏离实际速度/设置 AN #RDY AN #RUN O #N_DEV_DELAY 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第25页 O #TURNING_MONITOR = #DRIVE_FST NETWORK 13 A #VCON_EN = L 4.0 BLD 103 CALL #VCON_ON_DELAY IN:=L4.0 PT:=T#3S Q :=#VCON_ON_T ET:= NOP 0 NETWORK14 运行正常停 A #VCON_ON_T AN L 3.6 O #COMM_FAULT_1 O #COMM_FAULT_2 = #DRIVE_NST NETWORK 15 点动条件 AN #DRIVE_FST AN #DRIVE_NST AN #DR_AT_MSR1 A #MSR1_0 = L 4.0 A L 4.0 BLD 102 = #GJ_RDY A L 4.0 AN #DR_AT_MSR2 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第26页 A #MSR2_0 = #SJ_RDY NETWORK 16 正向点动 A #SJ_RDY A #JOG_POS = #SJ_POS NETWORK 17 反向点动 A #SJ_RDY A #JOG_NEG = #SJ_NEG NETWORK 18 转矩控制设置 A M 0.1 = L 4.0 BLD 103 A #DRIVE_MSR1 = L 4.1 BLD 103 A #DRIVE_MSR2 = L 4.2 BLD 103 CALL FC 832 KEN:=L4.0 X0 :=0.000000e+000 E1 :=L4.1 E2 :=L4.2 X1 :=#MSR1_TORQUE_SET X2 :=#MSR2_TORQUE_SET OUT:=#TORQUE_SET KAS:=#DUMMY 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第27页 NOP 0 NETWORK 19 转矩的上下限设置 CALL #TORQUE_LIM U :=#TORQUE_SET HYS :=0.000000e+000 V_HL:=6.667000e+000 V_LL:=-5.000000e-001 QERR:=#DUMMY QVHL:=#DUMMY QVLL:=#DUMMY V :=#TORQUE_SET NOP 0 NETWORK 20 主令开关的过零信号 A( ON #MSR1_0 ON #MSR2_0 ) = L 4.0 BLD 103 CALL #MSR_0 IN:=L4.0 PT:=T#1S Q :=#MSR_0_FLAG ET:= NOP 0 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第28页 NETWORK21 刷辊控制字 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第29页 NETWORK22 控制字处理过程 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第30页 NETWORK23 写数据到变频器 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第31页 结论 变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信技术于一体的高科技技术。它具有很好的调速、节能性能, 在各行业中获得了广泛应用。可编程序控制器(PLC) 是近年来发展极为迅速、应用面极广的工业控制装置。它是一种专为工业环境应用而设计的数字运行电子系统, 采用可编程序的存储器, 用来存储用户指令, 通过数字或模拟的输入/ 输出, 完成确定的逻辑、顺序、定时、计数、运算和一些确定的功能,来控制各种类型的机械或生产过程。它具有体积小,组装灵活,编程简单,抗干扰能力强和可靠性高等优点。 本文介绍了利用PLC与变频器结合控制在钢板厂的应用，介绍了刷辊对钢板刷洗的力度控制，通过对电机的力矩控制，实现了力度控制，从而对钢板刷洗力度均匀。本设计是对电机的恒转矩控制，介绍了三相异步电动机、MICROMASTER 440变频器、和S7-300的相关知识，为系统的设计做一些铺垫。 本套系统采用西门子公司S7-300可编程控制器(PLC)作为中央控制核心，刷辊控制采用西门子公司的MICROMASTER 440系列标准变频器，PLC同变频器之间采用USS总线通讯协议进行控制。整体来说，该电气自动化系统设计紧凑、控制方式先进、自动化程度高、控制方法灵活、适应性强。 随着工业控制技术的不断发展深入，最终走上融合，但各种控制系统都有自己的应用特点和适用范围，都是针对不同控制环境和技术要求而选定不同的控制系统为主。同样，随着工业控制技术的发展，应用的不断深入，PLC控制为主的控制系统不是消失了，而是越来越壮大了，而且PLC通过不断的发展，将在工控系统中继续发挥它的强大的控制功能。顺应当前发展潮流，系统投入、运行成本低，可靠性高，管理维护容易，结构简单，易扩充和具有高度系统集成主动权的控制系统。所以结合变频器与PLC的各自优点,PLC和变频器结合的调速系统将得到更广泛的应用。 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第32页 致谢 在这篇论文的结尾处，不能不诚挚地感谢在这次设计中给予我很多帮助的老师和同学们。 首先要感谢的是我的导师马飞老师。在整个设计过程中马老师的悉心指导给了我极大的鼓舞，使我对设计充满了信心。设计中我遇到了很多问题，也犯了不少错误，有些错误是由于我对以前所学的知识掌握不扎实所造成的，马老师没有责怪我而是耐心的给我讲解，这使我很是感动。马老师不但及时地解决我在设计过程中提出的各种问题还教我用正确的分析、调试方法，使得我在设计中少走了很多弯路。马老师还将他多年的专业知识和经验毫无保留的讲解给我，使我收获良多。在此衷心地感谢马飞老师。 其次要感谢与我同组的魏星同学。在整个设计过程中，魏星同学和我始终相互鼓励，一起讨论，共同解决设计中遇到的各种问题。调试过程是一个非常枯燥的过程，要经过一次次不断的修改，然后在重新调试、检验。有的时候会出现莫名其妙的问题，找不到错误，让我感到心浮气躁。这时魏星同学都会及时的安慰、鼓励和帮助我。让我能够比较好的保持耐心，在愉快的心境下顺利完成设计。在此特向魏星同学表示由衷的感谢。 另外还要感谢刘彬彬同学，在整个设计和论文编写过程中，他们给了我很大的帮助。使得我能够顺利的完成设计。在此对他们表示诚挚的谢意。 最后再次感谢在这次设计过程中所有给予我意见和建议，提供给我帮助的老师和同学们。 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第33页 参考文献 [1] 标准驱动产品通讯手册[ Z]. SIEMENS公司. 1996:8.2-8.4. [2] SIMATIC S7 - 300可编程控制器系统手册[ Z]. SIEMENS公司. 1996:3.2-3.3. [3] 郭荣佐,郭进,杨扬.PLC构成PROFIBUS网络原理及应用[D]. 2004:4.2-4.3. [4] 夏勇.基于RS485的个人计算机、可编程控制器与变频器的相互通讯[M].现代电子， 2001(4): 40-41. [5] MICROMASTER 440通用型变频器使用大全[Z].SIEMENS公司.2002:5.1-5.4,13.1. -13.3. [6] 廖常初.S7-300/400PLC应用技术.机械工业出版社[M].2005:8.3-8.4. [7] Elisabeth Massoni. Software for the integration of PLC S7 in automation systems[D]. Automation & Engineering News.2003:1.2-1.3,5.3-5.4. 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第34页 附录A(英文文献) The History Of PLC A PLC (i.e. Programmable Logic Controller) is a device that was invented to replace the necessary sequential relay circuits for machine control. The PLC works by looking at its input s and depending upon their state, turning on/off its outputs. The user enters a program, usually via software, that gives the desired results. PLC are used in many "real world" applications. If there is industry present, chances are good that there is a plc present. If you are involved in machining, packaging, material handling, automated assembly or countless other industries you are probably already using them. If you are not, you are wasting money and time. Almost any application that needs some type of electrical control has a need for a plc. For example, let's assume that when a switch turns on we want to turn a solenoid on for 5 seconds and then turn it off regardless of how long the switch is on for. We can do this with a simple external timer. But what if the process included 10 switches and solenoids? We would need 10 external timers. What if the process also needed to count how many times the switches individually turned on? We need a lot of external counters. As you can see the bigger the process the more of a need we have for a PLC. We can simply program the PLC to count its inputs and turn the solenoids on for the specified time. This site gives you enough information to be able to write programs far more complicated than the simple one above. We will take a look at what is considered to be the "top 20" plc instructions. It can be safely estimated that with a firm understanding of these instructions one can solve more than 80% of the applications in existence. That's right, more than 80%! Of course we'll learn more than just these instructions to help you solve almost ALL your potential plc applications. In the late 1960's PLC were first introduced. The primary reason for designing such a device was eliminating the large cost involved in replacing the complicated relay based machine control systems. Bedford Associates (Bedford, MA) proposed something called a Modular Digital Controller (MODICON) to a major US car manufacturer. Other companies at the time pr 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第35页 oposed computer based schemes, one of which was based upon the PDP-8. The MODICON 084 brought the world's first PLC into commercial production. When production requirements changed so did the control system. This becomes very expensive when the change is frequent. Since relays are mechanical devices they also have a limited lifetime which required strict adhesion to maintenance schedules. Troubleshooting was also quite tedious when so many relays are involved. Now picture a machine control panel that included many, possibly hundreds or thousands, of individual relays. The size could be mind boggling. How about the complicated initial wiring of so many individual devices! These relays would be individually wired together in a manner that would yield the desired outcome. Were there problems? You bet! These "new controllers" also had to be easily programmed by maintenance and plant eng ineers. The lifetime had to be long and programming changes easily performed. They also had to survive the harsh industrial environment. That's a lot to ask! The answers were to use a programming technique most people were already familiar with and replace mechanical parts with solid-state ones. In the mid70's the dominant PLC technologies were sequencer state-machines and the bit-slice based CPU. The AMD 2901 and 2903 were quite popular in Modicon and A-B PLC. Conventional microprocessors lacked the power to quickly solve PLC logic in all but the smallest PLC. As conventional microprocessors evolved, larger and larger PLC were being based upon them. However, even today some are still based upon the 2903.(ref A-B's PLC-3) Modicon has yet to build a faster PLC than their 984A/B/X which was based upon the 2901. Communications abilities began to appear in approximately 1973. The first such system was Modicon's Modbus. The PLC could now talk to other PLC and they could be far away from the actual machine they were controlling. They could also now be used to send and receive varying voltages to allow them to enter the analog world. Unfortunately, the lack of standardization coupled with continually changing technology has made PLC communications a nightmare of incompatible protocols and physical networks. Still, it was a great decade for the PLC The 80's saw an attempt to standardize communications with General Motor's manufacturing automation protocol(MAP). It was also a time for reducing the size of the PLC and maki 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第36页 ng them software programmable through symbolic programming on personal computers instead of dedicated programming terminals or handheld programmers. Today the world's smallest PLC is about the size of a single control relay! The 90's have seen a gradual reduction in the introduction of new protocols, and the modernization of the physical layers of some of the more popular protocols that survived the 1980's. The latest standard (IEC 1131-3) has tried to merge plc programming languages under one international standard. We now have PLC that are programmable in function block diagrams, instruction lists, C and structured text all at the same time! PC are also being used to replace PLC in some applications. The original company who commissioned the MODICON 084 has actually switched to a PC based control system. What's New in STEP 7, Version 5.3? The following subject areas have been updated: Installation ? STEP 7 is released for MS Windows 2000 Professional and MS Windows XP Professional. ? As of STEP 7 V5.3 there is a new licensing procedure. User rights are no longer issued by means of authorizations but now by means of license keys. License Keys are managed in the Automation License Manager. The "Authors W" program is no longer used. Printing ? The paper size and page layout (headers and footers) in all applications can now be specified with the File (or the corresponding menu item in the specific application) > Page Setup. This no longer has to be done centrally in the SIMATIC Manager. ? As of SP 1, you can include the storage path of the object to be printed as a predefined key field in the footer or header. SIMATIC Manager ? The "Compare Blocks" dialog box how has the option "Compare Details". To select the path for comparing blocks, click the "Select" button. ? Data that you have saved to an MMC or Memory Card are displayed in the "Your project files" folder, which is located below the block folder. ? There are new symbols for libraries. All user-created F-libraries, which only run on Fsystems 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第37页 , are now supported. To create F-libraries, select the File > New > Libraries menu command. In the "New Project" dialog box that is displayed, select the "F-library" check box. ? The menu command PLC > Diagnostics/Setting > Node Flashing Test lets you identify the node directly connected to the programming device (PG)/PC by means of the flashing FORCE LED. ? As of SP 1, you can remove objects in a multiproject (e.g. projects, subnets and connections) from the multiproject so that you can edit them. To do this, select the File > Multiproject >Remove for Editing menu command. ? As of SP 1, you can return previously removed objects to the multiproject, regardless of their call environment. To do this, select the File > Multiproject > Reapply After Editing menu command. ? As of SP 1, the "Compile and download objects" dialog box was augmented to include the "Select All" and "Deselect All" buttons. These new buttons allow you to conveniently select or deselect multiple objects all at once from the selection table. Programming LAD/STL/FBD Blocks ? The "Call Environment of the Block" dialog box now allows you to manually enter call paths that were previously not detected by means of the cross-reference function in the reference data display. ? If the program editor show the current block status, you can now display the current status values in the LAD and FBD languages in decimal, hexadecimal or floating-point format. ? In the dialog box displayed after selecting the Options > Customize you can go to the "General" tab and specify whether the program status change for blocks should take place automatically whenever the maximum number of blocks that can be monitored has been reached. ? As of SP 1, when a function block is open, you can update data blocks and adjust interfaces. To do this, select the File > Check and Update Accesses menu command. ? As of SP 1, when inserting symbols, you can choose in the "View" tab whether the addresses in the address selection list should be alphabetically sorted by name or the absolute address. To do this, select the Options > Customize menu command. 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第38页 ? As of SP 1, the symbolic name of a block is also displayed in the title bar of the program editor. ? As of SP 1, symbolic names that are longer than the specified address field width are split and continued on a subsequent line ("word-wrapped") after special characters in the name (e.g. +, -, *, /, %, =, space, _) in order to improve readability. Symbol Table ? Within a symbol table, you can now select and edit contiguous areas. This means that you can copy and/or cut parts of one symbol table and insert them into another symbol table or delete them as required. Configuring and Diagnosing Hardware ?The previous "H" optional package "S7-400H Fault-Tolerant Systems" is no longer supplied as a separate optional package; instead, it is now integrated in STEP 7 V5.3. To open the related electronic manual "S7-400H Fault-Tolerant Systems", go to the task bar and select Start > SIMATIC > Documentation. The block library "Redundant IO" contains blocks for supporting redundant I/O devices. ? You can now search for components or any text strings desired in the Hardware Catalog. ? You can now search for information (product support, FAQ, and, as of SP1, also manuals) on modules and components directly via an Internet address. Provided information on the module is available, you will be taken to a page that contains a selection of information. To do this, select the required module from the Hardware Catalog or in the module rack, rightclick to open the context-sensitive menu listing the information options available. ? New modules with new functions are now supported: ? You can assign parameters to the new "Option Handling" function for ET 200S. ? You can issue a location ID for CPU 41x-xxx04. ? As of SP 1: You can now search in HW Config for manuals for modules and components. To do this, select the desired module in the Hardware Catalog or in the rack. Then rightclick to display a context-sensitive menu. In this menu, select the "Find Manual" menu command. ? As of SP 1: Support for PROFINET IO. ? As of SP 1: When downloading hardware updates, Internet connections via proxy servers wit 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第39页 h authentication are supported. Configuring Networks and Connections ? NCM S7 Industrial Ethernet and NCM S7 PROFIBUS, the configuration tools for S7 CPs, are no longer separate software packages, but are now automatically installed with STEP 7 V5.3. ? The network view can now be switched over to a view with reduced subnet lengths. This provides a clearer overview of projects, especially those with numerous stations. ? The CPU 317-2 PN/DP supports S7 communication as a client via its integrated PROFINET interface. You will find the communication blocks in the standard library (Communication Blocks, CPU_300, see Blocks for Different Connection Types). ? Errors and warnings are now displayed in a newly designed output window for consistency testing. This window is clearly structured in columns and has menu commands for locating the error position, to display the help on the specific message and for printing. ? Connections (including cross-project connections) can be downloaded to stations from a central point with the function "Compile and Download Objects". If the object used as a starting point is a multiproject, then all stations involved in a connection are automatically loaded, regardless of which project the station is located in. ? As of SP 1: In general, handling of multiproject has been improved: There is a general view of multiproject with all cross-project subnets. From this view, you can also download to the stations in the multiproject. In addition, the calculation of bus parameters and the assigning/checking of PROFIBUS addresses has been improved for merged PROFIBUS subnets. ? As of SP 1: Support for PROFINET IO. ? When you print a project that is part of a multiproject, the text printout (print option: "Network Text") always includes the multiproject information, which is added at the end of the printout. Standard Libraries ? The standard library "System Function Blocks" has been expanded with the blocks SFC85 for creating retentive or non-retentive data blocks as well as SFC112, SFC 113 and SFC 114 for use in PROFINET communication. ? As of SP 1, the standard library "System Function Blocks" has been expanded with the block 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第40页 s SFC 70, SFC 71 and SFB 81 for determining addresses and reading parameters with PROFINET IO. ? The standard library "Communication Blocks" has been expanded with the blocks for S7 communication for CPU 317-2 PN/DP (CPU_300). ? As of SP 1, the standard library "Communication Blocks" has been expanded with the blocks FB 63, FB 64, FB 65 and FB 66 for open TCP/IP communication. ? The symbols used for libraries are new. You can now identify which libraries are usercreated F-libraries, which can only be run on F-systems. ? As of SP 1, the standard library "Organization Blocks" has been expanded with OB 65 for CPU 317T-DP. Process Diagnostics ? The new Process Diagnostics > Import Templates menu command lets you import templates for process monitoring in S7-PDIAG. Managing Multilingual Texts ? With STEP 7 V5.3, in addition to CSV format you can now use XLS format as an export format. Report System Error ? As of SP 1, ET 200 eco is supported. 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第41页 附录B(中文译文) PLC的历史 PLC (即可编程序的逻辑控制器) 是用来满足必要的顺序控制电路而发明的控制设备.它的运行取决于它的输入和它的状态,开关量就是它的输出。用户进入一个菜单, 通常利用软件给出想要的结果。 PLCs 在许多"实际领域" 中得到应用。只要有产业存在,就有PLC的存在。如果您在机器制造、包装、原材料处理的、 自动化的汇编或不计其数的其它产业中工作，估计您已经使用PLC了。如果您没有用它, 您就是浪废金钱和时间。几乎所有类型电子控制。任一种应用都需要用PLC 。 例如, 我们假设, 当开关打开我们想要起动一条螺线管生产线5 秒和然后关闭它.不管开关打开多久。我们能做到这个用一个简单的外部定时器。但过程若包括10 个开关和螺线管生产线呢? 我们会需要10 个外在定时器。如果过程也需要计数,那么得多少次开关单独地打开? 我们需要很多外部柜台。 如同您能看到的,更大的过程控制更需要我们拥有PLC 。我们能简单地编程PLC 计数它的输入和起动螺线管生产线为指定的时间。 这个站点提供给您足够的信息去在上面编写更复杂的程序而不是简单的。我们将看一看在被认为是"名列前20" plc 指令是什么。它可能安全地估计, 以对这些指示的牢固的理解你可能解决超过80% 应用存在。那是权利, 超过80%! 当然我们将学会比这些指令更多的指令来为您解决几乎所有您潜在的plc 的应用。 在60 年代晚期第一次介绍PLC。设计这样设备的主要原因是为了消灭大费用设备同时替换复杂的中间过度的机器控制系统。贝得福得联系(贝得福得, 麻省) 提出了称一位模件数字式控制器(MODICON) 在一个主要美国汽车制造商应用。其它公司当时提出了计算机为主的项目, 其中之一是根据了PDP-8 。MODICON 084 带领了世界的第一个PLC 进入商业生产。 当生产要求被改变所以做了此控制系统。这变得非常昂贵当变动是频繁。因为中转机械设备他们对维护日程要求很严格并且他们的生存期是有限的。当许多中转是包含的故障查明故障是相当繁琐的,现在生动描述包括许多的机器控制盘区, 可能上百或数以万计, 各自的中转。大小能使头脑吃惊。许多各自的设备怎么样复杂的连在一起的! 会按照要求的结果,这些中转一起单独架线。有是问题吗? 一定! 这些"新控制器" 必须由维护和工程师容易地还编程。生命期必须是长的并且编程变化容易地执行了。他们必须还能生存在苛刻的产业环境。那将满足很多要求!答案将 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第42页 使用多数人民已经通晓的编程技术并且用固体那些替换机械零件。 在70年代中页是PLC技术统治时期,是顺序控制器状态机器和字节控制基于的CPU 。AMD 2901 和2903 是相当普遍在于Modicon和AB公司的PLC. 常规微处理器缺乏实力去迅速解决PLC 逻辑而不是最小的PLC。当常规微处理器演变了, 越来越大PLC 建立在他们之上。但是, 甚而一些比根据2901 的他们的984.A/B/X 仍然今天建立于2903.(参考 AB公司的PLC) Modicon 有修造更加快速的PLC 。 通信能力开始出现在大约1973 年。一这样的系统是Modicon 的Modbus 。现在PLC 能与其它PLC谈话并且他们能是很远距离的控制实际机器。现在他们也能被使用送和接受变化的电压给他们进入模拟世界。不幸地, 缺乏标准化结合与连续地改变的技术,做了与PLC 通信恶梦,做了不相容的协议和物理网络。但是, 这是一个了不起PLC的十年! 80 年代看见了企图规范化与一般马达的制造业自动化协议(MAP) 的通信。这也是为减少PLC 的大小和做他们软件可编程序通过象征性编程在个人计算机代替热忱的编程的终端或手扶的程序员的时期。今天世界的最小的PLC 是关于一台唯一控制继电器的大小! 90 年代看了对新协议的介绍的逐渐减少, 和的一些的物理层的现代化生存80 年代更加普遍的协议。最新的标准(IEC 1131-3) 设法合并PLC编程语言根据一国际标准。我们现在有PLC同时是可编程序的在作用结构图、指示名单、C语言和被构造的文本全部里! 个人计算机的也被使用替代PLC在一些应用。委任MODICON 084 的原始的公司实际上是对个人计算机基于的控制系统转变。 STEP7、V5.3有什么创新 以下是最新的主题: 安装 STEP7推出微软Windows 2000版专业及Windows XP专业版. 至此STEP7、v5.3有一个新的执照程序. 用户权不再通过权利机构颁发的方式,而现在是通过许可证钥匙的方式. 许可证钥匙的管理是在自动化管理器里。"AUTHORS W"项目已不再使用. 印刷 网页设计和纸张大小(页眉和页脚)等所有的应用现在都能通过文件被规范了。(或相 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第43页 关项目的具体实施菜单)"格局页. 这已不再是集中在Simatic管理了. 对于SP1,可以存储包括路径为目标,确定重点领域是印在头或更正. Simatic管理器， 比较块的对话框说明了“比较的细节”，选择比较块的路径，然后点击“选择”按钮即可。 你保存在MMC卡或记忆卡里的数据能在“你的工程文件夹”显示出来，它位于块管理器下面。 有新符号在图书馆. 所有用户定义的F-图书馆,它以前只有在F系统下运行,现在却支持了. 创建F-图书馆，首先选择File > New > Libraries菜单确认. 在"新工程文件夹"对话框即显示,选择"F―图书馆"专栏查询. PLC指挥菜单"诊断/设置"让你们鉴定测试中心闪光的节点直接连接项目装置 (PG)/PC通过牵头闪动. 对于SP1,可以消除目标文件的在复杂工程(例如工程、子网和连接)。从复杂工程以便让你编辑. 照这样做,选择 File > Multiproject >Remove 去编辑菜单命令。 正如SP1,你可以恢复以前拆除对象到复杂工程里，不管他们的环境要求.照这样做,选择 File > Multiproject > Reapply后编辑菜单命令。 就象SP1,"编译和下载对象"对话框被设置成包括“选择所有"和"删除所有"按钮. 这些新的按钮让你方便地从多重选择表中一下子选择或不选择复杂工程文件。 编辑LAD/STL/FBD块，"块所要求的环境"对话框让你现在手动进入要求的路径,它是以前没有通过交叉参考的数据显示功能的参考.如果项目编辑显示目前整体状况,你可以显示实际值的现况来看在LAD和FBD语言十进制、十六进制、浮点格式. 选择选择 Options > Customize 后，你可以进入“GENERAL”桌面或定义这个项目的状态是否改变， 无论什么时候，这些最大数量的块能被监视，能够被自动的替换，达到这样的要求。 对于SP1而言，当一个功能块被打开的时候，你可以更新数据块或者调整界面。就象这样做，选择File > Check和Update Accesses 菜单命令。 对于SP1而言，块的符号名也能在程序编辑窗口的标题栏中显示出来。 对于SP1而言，符号的名字比它规定的地址的宽度要长，这使它益出或继续在后续线上(“字-隐藏”)，以上的情况是在有特殊字体在符号名中的情况。(例如 +、-、*、/、空格)这都是为了提高可读性。 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第44页 符号表 在符号表里，现在你能选择和编辑连续区域。这就意味你能复制或者剪切一个符号表的一部分，还有把它们插入另一个符号表里或者按照要求删除他们。 组态和诊断硬件 重要的“H”选择包 "S7-400H Fault-Tolerant Systems"不再作为一个独立的选项包;相反，它现在集成在STEP 7 V5.3. 为了去打开这个更新的电子手册 "S7-400H Fault-Tolerant Systems"，到任务栏并且选择Start>SIMATIC>Documentation. 块的库内 "Redundant IO"包含支持远程输入/输出设备的模块。 你现在可以搜索满足硬件范畴的组成部分和文本字符。 你现在可以搜索关于模型的信息(产品支持，FAQS，和就象SP1，也有手册)，和直接组成部分的互连地址。提供信息关于模型是很重要的，你将要进入一页继续去选择信息。照这样做，从硬件范畴选择要求的模型，或者在它的模型架上，右键点击去打开context-sensitive菜单显示出可用信息选择。 新的模型有新的功能支持。 你可以设置参数到新"Option Handling"功能关于ET 200S。你也可以颁发一个局域的地址给 CPU 41x-xxx04. 对于SP1:你现在可以在硬件组态中搜索关于模型的手册和组成部分。照这样做，在硬件范畴或者在架上选择合乎要求的模型。然后右键点击显示出context-sensitive菜单。在这个菜单里，选择"Find Manual"菜单命令。 对于SP1:支持现场总线网络输入输出。 对于SP1:当下载硬件更新，互连网连接由前端服务，由权利机构支持。 组态网络和连接 NCM S7 工业以太网和NCM S7过程现场总线，这两个组态即S7的通讯功能块不再独立于软件包，而现在是由STEP 7 V5.3自动安装。 这个网络视图能切换到一个能够减少子网络长度的视图上来。这给工程文件提供了一个更清晰的视图，尤其对于那些站的数量庞大的工程文件。 CPU 317-2 PN/DP作为一个执照有集成在它内部的过程现场总线界面支持S7的通讯，你能在标准的库里发现这个通讯模块(通讯模块，CPU-300，看见各种不同通讯型号的模块)。 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第45页 对于持续的测试，有一个新设计的输出窗口设计出来了，在这个新的窗口能够显示错误和警告。在栏目上这个窗口的结构是很清晰的，并且有菜单命令来定位错误的位置，显示特殊的帮助信息和打印。 连接(包括交叉工程的连接)通过使用"Compile and Download Objects"功能从中央点下载到站内。如果作为开始点的工程文件是复杂的工程文件，然后所有包含连接的站都能被自动下载，无论工程文件位于哪个站。 对于SP1而言:从总体上说，处理复杂的工程文件的功能被提高了;对于复杂工程文件所有的交叉文件有一个整体的视图。从这个视图上，你也能在这个复杂工程文件下载到站，除此之外，计算总线参数和设置/检查过程现场总线的地址对于过程现场总线的子网的功能也提高了。 对于SP1而言:支持过程现场网络的输入/输出。 当你打印一个属于复杂工程文件的工程文件时，文本打印输出(打印选择:"Network Text")总是包含着复杂工程文件的信息，它总是加在打印输出的最底端。 标准库 标准库“系统功能块”已经被扩展了，通过SFC85块建立保留或者不保留数据块， SFC 113 和SFC 114过程现场总线通讯用。 同时SFC112, 对于SP 1而言:标准库中的“系统功能块”通过SFC 70, SFC 71和SFB81去决定过程现场总线输入输出的地址和只读参数。 标准库的“通讯模块”通过这个用于S7通讯的模块CPU 317-2PN/DP(CPU 300)已经被扩展了。 对于SP 1而言:标准库“通讯模块”通过FB 63, FB 64, FB 65 和FB 66功能块去打开TCP/IP通讯已经被扩展了。 用于库的符号是新的，现在你能识别出哪个库是用户建立的F库，哪个库只能在F系统下运行。 对于SP 1而言:标准库“组织模块”通过CPU 317T-DP的OB 65已经扩展了。 过程诊断: 这个新的Process Diagnostics > Import Template菜单命令让你加强了对S7-PDIAG.的瞬时过程监控。 管理多种语言文本 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第46页 对于STEP 7 V5.3，除了通过CSV形式外，你还可以用 XLS作为一个输出形式。 系统错误报告 对于SP1， 该系统支持 ET 200 eco 。 序号 名称 规格型号 单位 数量 备注 一 制冷系统 1 压缩机组 4AV10 台 4 2 冷凝器 LN-70 台 1 3 贮氨器 ZA-1.5 台 1 4 桶泵组合 ZWB-1.5 台 1 5 氨液分离器 AF-65 台 1 6 集油器 JY-219 台 1 7 空气分离器 KF-32 台 1 8 紧急泄氨器 JX-108 台 1 9 冷风机 KLL-250 台 8 10 冷风机 KLD-150 台 4 11 冷风机 KLD-100 台 2 12 阀门 套 86 13 电磁阀 套 6 14 管道及支架 吨 18.6 3 15 管道及设备保温 m22 16 管道保温包扎 镀锌板 吨 1.6 17 附件 套 1 二 气调系统 1 中空纤维制氮机 CA-30B 台 1 2 二氧化碳洗涤器 GA-15 台 1 3 气动电磁阀 D100 台 14 4 电脑控制系统 CNJK-406 台 1 5 信号转换器 8线 台 1 6 果心温度探头 台 7 37 库气平衡袋 5 m 个 7 8 库气安全阀 液封式 个 7 9 小活塞空压机 0.05/7 台 1 10 PVC管 套 1 11 附件 套 1 三 水冷系统 1 冷却塔 DBNL-100 台 2 3 2 水泵 SBL80-160I 台 2 3 水泵 SBL50-160I 台 2 4 阀门 套 30 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第47页 5 管道及支架 吨 2.8 6 附件 套 1 四 电仪控系统 1 电器控制柜 套 1 2 照明系统 套 1 3 电线电缆 套 1 4 桥架管线 套 1 5 附件 套 1