自控系统及PLC综合实习.docx
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1、自控系统及PLC综合实习第一部分 实习相关说明 引言在李应森老师的指导下我们进行了为期两周的PLC综合实习,本次实习在电信楼一楼PLC实验室进行。两周繁忙的实践学习,让我们第一次接触到了PLC和变频器综合控制系统,通过对该装置的认识,原理的了解,接线以及设计方案和具体调试,整个过程真可谓受益匪浅。一实习目的1、 掌握可编程序控制器的方法。2、 熟悉基本指令与应用指令以及实习设备的使用方法。3、 掌握变频器主要参数设置。4、 掌握PC机、PLC和变频器之间的通信技术。5、 掌握WINCC组态软件的使用。6、 理论联系实际提高学生分析问题和解决问题的能力。二实习要求1、 认真阅读此指导书,了解PL
2、C系统组成和工作原理。2、 实习前理清好实习内容的思路以及所要使用的方法。3、 能够独立完成PLC和变频器之间的硬件接线。4、 测试通信连接正常。5、 学习可编程序控制器的STEP7编程软件及变成语言,试编辑简单的电动机控制应用程序。6、 通过调试来发现问题和解决问题。7、 验证程序的最终实现结果是否符合要求。8、 认真写实习报告。三实习任务1、 将变频器和PLC通过导线进行连接。通过变频器的控制面板进行参数设置。根据I/O的定义,编写PLC程序,实现通过操作面板控制交流异步电动机起动,停止,正反转切换,并监视电动机的故障和运行状态。2、 做WINCC画面,将WINCC与PLC相连,实现在WI
3、NCC上对变频器的监控。除了控制电动机起动,停止,正反转切换,监视电动机的故障和运行状态外,还要在WINCC画面上进行频率给定以及对实际频率的监视。四实习方法1、 通信方式有两种:(1)通过MPI通信实现。(2)通过Profibus-DP实现。2、 控制方式有两种:(1)本地的操作面板控制。(2)远程的Wincc画面监控。五实习地点校内PLC实习基地,即在电信学院一楼PLC实验室。六安全注意事项1、 电动机很危险,注意在电动机运行期间要远离电动机。2、 在断电的情况下接线。在变频器断电后也不能立即接线,要等3分钟后再接线,因为变频器中间直流环节有大的电容放电。3、 PLC通过弱电控制强电,要注
4、意区分弱电和强电。接线时不要将导线接在220V或380V的强电上。第二部分 实习预备知识一、通信技术(一)变频器的通信方式(1)通过MPI通信实现。(2)通过Profibus-DP实现。(二)PC机和PLC之间的通信方式(1)本地的操作面板控制。(2)远程的WinCC画面监控。二、变频器结构和基本原理(一)变频器的结构与原理西门子的6SE70系列变频器,SIMOVERT Master Drives,其外观如图2-2所示。图2-2 SIMOVERT 变频器SIMOVERT变频器属于交-直-交电压型的变频器,如图2-3所示。整流器部分采用二极管不可控整流装置,中间直流环节采用大电容滤波,逆变器采用
5、全控型电力电子器件IGBT构成的PWM逆变器。输出电压波形是与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲,逆变器的输出供给三相交流异步电动机定子供电,流过电动机的电流近似为正弦波。变频器的控制方式可采用恒压频比控制方式,也可采用矢量控制方式,具体的控制方式由参数P100进行设置。 图2-3 变频器的内部结构简图、输出电压、电流波形其中X101上的端子1为变频器的24V电源,2为变频器的地。3,4,5,6端子为数字量输入/输出端子,7,8,9为数字量输入端子。X102上的15和16为模拟量输入1,17和18模拟量输入2。19和20为模拟量输出1,21和22为模拟量输出2。PMU为变频器的操作面板。X
6、300对应USS串口。23,24,25,26,27,28对应脉冲编码器的端子。三、PLC设备及编程软件STEP7S7-300系列PLC工作原理 S7-300是一种通用型的PLC,其具有模块化、无风扇结构、易于实现分布式的配置以及易于掌握等特点,这使得它能适应自动化工程中的各种应用场合,执行各种控制任务,因此其在实践中成为一种既经济又可靠的控制装置。 其主要模块为电源和CPU,我们本次实习所用的PLC为CPU314C-2DP,其中集成了数字量输入/输出和模拟量输入/输出。CPU功能是:执行用户程序;为S7-300背板总线提供5V电源;在MPI网络中,通过MPI与其他MPI网络节点进行通信。数字量
7、输入模块用于连接外部的机械触点和电子数字式传感器。数字量输入模块将从现场传来的的外部数字信号的电平转换为PLC内部的信号电平。输入电路中一般设有RC滤波电路,以防止由于输入触点抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号,输入电流一般为数毫安。数字量输出模块用于驱动电磁阀、接触器、小功率电动机、灯和电动机起动器等负载。数字量输出模块将S7-300的内部信号电平转化为控制过程所需的外部信号电平,同时有隔离和功率放大作用。1、新建PLC项目图1 STEP7中插入S7-300站2、硬件组态图2 硬件组态窗口本实习中所使用的输入输出模块有两个。四、WinCC组态软件的使用1、组态软件设计结构 WinCC支持所
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