摸屏与 PLC 控制变频器 应用系统设计

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1、密 级 公开学 号060666 毕 业 设 计（论 文） 触摸屏与PLC控制变频器应用系统设计 院（系、部）：信息工程学院姓 名：刘 凯年 级：电062专 业：电气工程及自动化指引教师：宋玉秋教师职称：副专家 年 6月13日北京北京石油化工学院学位论文电子版授权使用合同 论文 触摸屏与PLC控制变频器应用系统设计 系本人在北京石油化工学院学习期间创作完毕的作品，并已通过论文答辩。 本人系作品的唯一作者，即著作权人。现本人批准将本作品收录于“北京石油化工学院学位论文全文数据库”。本人承诺：已提交的学位论文电子版与印刷版论文的内容一致，如因不同而引起学术名誉上的损失由本人自负。 本人完全批准本作品

2、在校园网上提供论文目录检索、文摘浏览以及全文部分浏览服务。公开级学位论文全文电子版容许读者在校园网上浏览并下载全文。 注：本合同书对于“非公开学位论文”在保密期限过后同样合用。 院系名称：信息工程学院作者签名： 刘凯 学 号： 060666 6月23日北 京 石 油 化 工 学 院毕 业 设 计 （论 文）任 务 书学院（系） 信息工程学院 专业 电气工程及其自动化 班级 电06-2 学生姓名 刘凯 指引教师/职称 宋玉秋/副专家 1.毕业设计（论文）题目触摸屏与PLC控制变频器应用系统设计2.任务起止日期： 3 月 1 日 至 7 月 2 日3.毕业设计（论文）的重要内容与规定（含原始数据及

3、应提交的成果）重要设计内容：触摸屏与PLC共同控制变频器的应用系统，一般也称之为“系统集成”。本设计需要理解三相异步电机调速控制的基本措施，理解变频调速的原理、特点以及控制规定；熟悉PLC、变频器、触摸屏的编程、参数设立及使用。采用S7-300系列PLC及MM440变频器设计、实现异步电机的调速控制系统。重要工作涉及硬件的配备组态、连接和软件的编制调试，多功能人机控制面板（MP277）的编程、调试以及与变频器的PROFIBUS-DP通信控制。实验室具有设计并实现这一系统的硬件条件和软件环境，运用这些条件可以自己动手实现该系统，通过实践积累PLC、触摸屏及变频调速器应用设计方面的实际经验，理解设

4、计的一般过程。设计规定：1翻译外文资料（原文不少于0字符），查阅有关器件、设备的应用资料2理解变频调速系统的构成、参数设立，监控设备及编程环境、编程措施3熟悉实验和检测设备的型号和电气参数，根据控制规定选择器件，拟定系统配备方案。进行控制、监控、通讯等单元的实验4规划多种类型输入/输出点，进行PLC及各模块的选型与配备，设计电气原理图。完毕硬件系统的连接、调节。进行软件的规划、编制5完毕软件的编制与调试6控制系统综合调试提交验收的材料：1 开题报告，外文资料原文（不少于0字符）及中文翻译稿，毕业设计记录本2 设计阐明书(论文)，涉及模块功能、硬件连接、编程环境、软件流程及程序清单3 电气原理图

5、及器件清单，演示实现控制功能4.重要参照文献1. 可编程控制器实验教程李国勇等编著电子工业出版社，.92. 西门子人机界面（触摸屏）组态与应用技术廖常初主编机械工业出版社，.63. 西门子PLC编程技术及工程应用（附光盘） 柴瑞娟等著 机械工业出版社4. S7-300PLC和MM440变频器的原理与应用 马宁等著 机械工业出版社5. 西门子工业网络通信实战 张运刚、宋小春编著 人民邮电出版社6. 案例解说PLC、触摸屏及变频器综合应用陈浩编著中国电力出版社，.77. 西门子S7-300PLC应用技术秦益霖主编电子工业出版社，.48. 5.进度筹划及指引安排进度筹划：12周：理解控制对象及设计规

6、定，收集有关资料，翻译外文资料。35周：查阅资料，根据系统规定选择器件，提交系统配备方案及开题报告。68周：熟悉各器件和设备的功能和使用，进行各单元的实验。拟定系统方案，绘制电气原理图。912周：完毕系统硬件的配备、连接与调试。规划并编制软件。提交外文翻译的原文和译文，提交电气原理图。1315周：软件的编程与调试，完毕软硬件的综合调试，初步实现系统功能。1617周：系统的调节与完善。编写、修改、提交毕业论文及其他需要提交的资料。18周：答辩指引安排：每周固定期间指引一次，其他时间可以通过预约辅导，也可以通过email方式答疑。Email：。任务书审定日期 年 月 日 系（教研室）主任（签字）

7、任务书批准日期 年 月 日 教学院（部、系）院长（签字） 任务书下达日期 年 月 日 指引教师（签字） 筹划完毕任务日期 年 月 日 学生（签字） 摘要随着着现代工业的发展，PLC（可编程程序控制器）的使用已经越来越受到人们的注重，并且与PLC有关产品的使用也越来越频繁，目前更多的项目需要结合PLC与有关设备一起使用。设计中，在对触摸屏和PLC及变频器的纯熟运用的基本上，结合设计规定，设计了一种用触摸屏和PLC控制变频器的应用系统，论文中，阐明了各部分的硬件选择和组态及有关参数的设立，描述了用触摸屏和PLC控制变频器实现对电机调速的控制过程。设计采用西门子S7-300系列的PLC，MP277触

8、摸屏，MM440变频器。通过对PLC的硬件组态，STEP7及WinCC flexible的设立，变频器的设立及各部分连接的组态最后实现通过PROFIBUS-DP对电机的控制。核心词：触摸屏，plc，变频器 AbstractThe use of PLC is getting more and more important with the modern industry developing.And the use of the product that related with PLC is getting more and more frequently.Now,more project n

9、eed that comine PLC and its related product to use.In this design,on base of deeply used the touch、PLC and inverter，with the designe requirements，I designed a system that make touch and PLC control inverter.In this design,introduction the choice of hardware and configuration of software .descriped t

10、he process that the touch and PLC control the inverter.this design used the Siemens S7-300 PLC ,MP277 touch,and MM440 inverter.Through the configuration hardware of PLC ,STEP7 and Wincc ,the configuration of link to achieve control the motor through the PROFIBUS-DP . Keywords：touch，plc，inverter 目录第一

11、章 绪论81.1 选题背景81.2 设计意义10第二章 硬件选择112.1 触摸屏选择112.1.1触摸屏112.1.2 触摸屏选择112.2 PLC选择122.2.1 PLC概述122.2.2 PLC功能和特点及工作原理132.2.3 PLC选择132.3变频器选择14第三章 系统设计163.1方案分析163.1.1设计规定163.1.2方案分析163.1.3 难点分析163.2项目设计流程图173.3硬件配备组态173.3.1 触摸屏的组态173.3.2 PLC的组态203.3.3 变频器的组态213.4 程序设计233.4.1 OB100中程序块设计233.4.2 OB1中程序块设计23

12、3.5 接线图273.6 调试问题及解决措施283.6.1 触摸屏问题283.6.2 PLC及变频器的问题28第四章 结论及展望294.1 感想及结论294.2 展望29参照文献30道谢31第一章 绪论1.1 选题背景老式的生产机械自动控制装置多采用继电器1，接触器控制，继电器控制系统具有构造简朴，价格低廉，容易操作等长处；同步又具有体积庞大，生产周期长，接线复杂，故障率高，可靠性及灵活性差等缺陷。比较合用于工作模式固定，控制逻辑简朴的工业应用场合。随着工业生产的迅速发展，市场竞争日益剧烈，产品更新换代周期日益缩短，老式的继电器控制越来越不适应现代工业发展的规定，迫切需要设计一种先进的自动控制

13、装置，于是，PLC（programmable logic controller）应运而生。PLC是以微解决器为核心，综合了计算机技术，自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种通用工业自动控制装置。它具有体积小，功能强，灵活通用及维护以便等一系列长处。特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力，倍受顾客青睐。在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用，被称为现代工业技术的三大技术支柱之一。图1.1 PLC人机界面装置是操作人员与PLC之间双向沟通的桥梁，诸多工业被控对象规定控制系统具有很强的人机界面功能，用来实现操作人员与控制系统之间的对话和互相作用。人机界面用来显示PLC的I/O状态和多种

14、信息，接受操作人员发出的多种命令和设立参数，并将它们传送到PLC。人机界面装置一般安装在控制屏上必须可以适应恶劣的环境。可靠性与PLC可靠性相似。 图1.2 触摸屏PLC和变频器是自动化设备上最常用的部件。其最初的控制型式大多是用PLC的I/O点和模拟量模块直接控制变频器的启停和实现调速，但这种控制方式有两大弊端，最大的弊端是占用PLC的I/O点和需要增长昂贵的模拟量模块，导致控制成本的增长。当被控制的变频器数量较多时，此弊端更是明显。第二个弊端是模拟量控制容易受干扰，传播距离也容易受限制。 近几年来自动化产品不断更新换代，性能不断提高，功能日益强大。在小型PLC方面这个变化更加明显，目前的小

15、型PLC不仅执行速度大大提高，指令功能日益丰富，更重要的是大都支持多种通讯合同2，并提供了更多的通讯接口。同步大多的变频器也具有了RS-485接口，也能支持多种通讯合同，最常用的就是modbus合同。这种技术的进步为PLC和变频器通讯的实现，提供了软件上的合同和硬件上的物理接口，从而为低成本高性能的通讯控制的实现打下了良好的基本。图1.3 变频器 为了更好的学习和适应现代化工业的需要，我们不紧要学习好单方面的知识，还要可以综合运用有关联的知识，只有这样，我们才干更好的适应新时代的规定！1.2 设计意义 触摸屏和PLC控制变频器应用系统设计，是PLC不仅仅能像此前同样控制继电器，检测继电器的状态

16、，并且还可以通过采集变频器的状态字，在触摸屏上形象的显示出电机的运营状态，便于工作人员的监控，并且可以通过触摸屏实现对系统的远程控制。本设计通过PROFIBUS-DP通讯，把触摸屏，PLC，变频器以便的结合起来，减少了接线的复杂限度。是系统更快凑，整个项目的研发周期更短。节省了时间，提高了效率。第二章 硬件选择2.1 触摸屏选择2.1.1触摸屏 人机界面3最基本的功能是显示现场设备中开关量的状态和寄存器中数字变量的值，用监控画面向PLC发出开关量命令，并修改PLC寄存器中参数。触摸屏能给出手指触摸处的绝对坐标，而鼠标属于相对定位系统。绝对坐标系统的特点是每一次定位的坐标与上一次定位的坐标没关系

17、，触摸屏在物理上是一套独立的坐标系统，每次触摸位置转换为屏幕上的坐标。规定不管在什么状况下，同一点输出的坐标数据时稳定的，坐标值的漂移值应在容许范畴之内。触摸屏4的基本原理如下，顾客用手指或者其她物体触摸安装在显示屏上的触摸屏时，被触摸位置的坐标被触摸屏控制器检测，并通过通信接口（RS-232C或RS-485串行口）将触摸信息传送到PLC，从而得到输入的信息。触摸屏系统一般涉及2个部分：触摸检测装置和触摸屏控制器。触摸检测装置安装在显示屏的显示表面，用于检测顾客的触摸位置，再将该处的信息传送给触摸屏控制器。触摸屏控制器的重要作用是接受来自触摸点检测装置的触摸信息，并将它转换成触点坐标，判断出触

18、摸的意义后送给PLC。它同步能接受PLC发来的命令并加以执行，例如，动态的显示开关量和模拟量。触摸屏的分类：电阻式触摸屏（四线电阻触摸屏，五线电阻触摸屏）；表面声波触摸屏；电容式触摸屏；红外线触摸屏5。2.1.2 触摸屏选择多功能面板是性能最高的人机界面，高性能，具有开放性和可扩展性是其突出特点。它采用Windows CE V3.0操作系统，用于高原则的复杂机器的可视化，可以使用256色矢量图形显示功能、图形库和动画功能。它有过程值和信息归档功能、曲线图功能和在线语言选择功能。MP系列多功能面板有2个RS-232接口、RS-422/485接口、USB接口和RJ45以太网接口，RS-485接口可

19、以使用MPI、PROFIBUS-DP合同，还可以通过多种通讯接口传送组态。距离较长时可以用调制解调器。MP277 使用7.5in或10.4in、64K色、TFT显示屏，4种型号分别为MP277 8 touch、 MP277 8 key、MP277 10 touch 、MP277 10 key ，顾客存储容量为 6MB。MP277 8 key 和MP 277 10 key分别有26个和36个功能键。有后备电池硬件实时时钟。综合考虑MP277的特点和设计的规定，选择MP277触摸屏6。 图2.1 MP2772.2 PLC选择2.2.1 PLC概述PLC7的产生定义及分类美国数字设备公司根据（把计算

20、机功能完善、灵活通用的长处和继电器控制系统的简朴易懂、操作以便、价格便宜等长处结合起来，制成一种通用控制装置）的设想，于1969年成功研制了第一台可编程控制器PDP-14。国内从1974年开始研制PLC，1977年开始工业应用。PLC的原则定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境中应用而设计。PLC按机构形式分为1、一体化紧凑型PLC，2、原则模块式构造化PLC，按I/O点数以及内存容量将PLC提成小型PLC、中型PLC、大型PLC。按控制器性能分为抵挡PLC、中档PLC，高档PLC，本文中简介的就是西门子的中档PLC S7-300。2.2.2 PLC功能8和特点及工作

21、原理1、控制功能：逻辑控制，定期控制，计数控制，顺序控制2、数据采集，存储与解决功能：数学运算功能，数据解决，模拟数据解决。3、输入输出接口调理功能：具有A/D、D/A转换功能，通过I/O模块完毕对模拟量的控制和调节。通信联网功能。可进行远程I/O控制，多台PLC可彼此间联网、通信，外部部件与一台或多台PLC的信号解决单元之间可以实现程序和数据互换。以及通讯联网，人机界面，编程调试等功能。PLC具有高可靠性、丰富的I/O接口模块、采用模块化构造、运营速度快、功能完善、编程简朴易于应用、系统设计调试安装以便、维修以便维修工作量小、总价格低。众所周知，继电器的控制装置采用的的是硬逻辑并行运营的方式

22、，即如果某继电器的线圈通电或断电，那么该继电器的所有触电，都会同步动作。PLC的CPU采用顺序扫描顾客程序的运营方式，即如果一种逻辑线圈被接通或者断开，那么该线圈的所有触点不会立即动作必须等扫描到该触点时才会动作，为了消除2者的运营方式不同导致的差别，考虑到继电器控制装置各类触点的动作一般都在100MS以上，而PLC扫描顾客程序的时间一般不不小于100MS，因此，PLC采用了扫描技术。这样在对I/O相应规定不高的场合，PLC与继电器控制装置的解决成果就没有什么区别了。2.2.3 PLC选择 S7-300系列PLC是一种通用型PLC，能适应自动化工程中的多种应用场合，特别在生产制造工程中的应用。

23、S7-300基于模块化、无电扇构造设计，采用DIN原则导轨安装，配备灵活、安装简朴、维护容易、扩展以便，多种模块可以进行广泛组合和扩展。本设计中重要用到了电源模块，CPU模块，信号模块等，由于考虑到要用到PROFIBUS-DP9通讯功能及设计的规定，因此CPU模块选择CPU315-2DP，PLC选择西门子的S7-300。2.3变频器选择变频器调速可以应用在大部分的电机拖动场合，由于它能提供精确的速度控制，因此可以以便的控制机械传动的上升、下降和变速运营。变频应用还可以大大地提高工艺的高效性，同步可以比本来的定速电机更加节能。变频器重要有如下作用：1、控制电动机的启动电流2、减少电力线路电压波动

24、3、启动时需要的功率更低4、可控的加速功能5、可调的运营速度6、可调的转矩极限7、受控的停止方式8、节能9、可逆运营控制10、减少机械传动部件MM440是用于控制三项交流电动机的变频器10，恒定转矩控制方式时的可定功率范畴为120W200W，可变转矩控制方式时额定功率可达250KW，其脉冲宽度调试开关是可以选的，因而减少了电动机的运营噪声。MM440的保护很全面，为变频器和电动机提供了较好的保护。MM440变频器由32位的微解决器控制，变频器的功率器件采用IGBT，是全新一代的多功能原则变频器。它采用高性能矢量控制技术，能提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同步具有超强的过载能力。MM440重

25、要特性如下：1、具有2种矢量控制方式2、有2种v/f控制方式3、具有迅速电流限制共能4、具有内置制动单元5、加速/减速斜坡特性具有可编程的平滑功能6、具有比例、积分和微分的PID闭环控制功能7、多种参数的设定值可以互相切换，涉及电动机数据组8、具有自由功能模块9、具有动力制动的缓冲功能10、具有过电压，过电流，过热等保护功能设计中重要用到了变频器的启动控制，速度控制，以及启动停止的斜坡函数设立等功能，运用PROFIBUS-DP总线控制变频器，使PLC可以按照固定的报文格式对变频器进行读写，从而实现电机的控制，综合考虑设计所需要的功能、设计规定和电路的保护功能，本设计选择西门子MM440变频器1

26、1。第三章 系统设计3.1方案分析3.1.1设计规定 设计触摸屏的组态内容，PLC的模块型号选择，STEP7的组态，完毕PLC参数设立，变频器的参数设立，实现通过PROFIBUS-DP控制电动机的调速。3.1.2方案分析根据设计规定，要完毕的重要工作有：1、设计方案：根据功能规定设计系统，画出流程图。2、选择硬件的型号：选择触摸屏，PLC和变频器的型号。3、熟悉软件：熟悉WinCC和STEP7软件。4、软件的组态和配备：（1）用WinCC组态触摸屏的显示内容，涉及按钮，I/O域，组态好后关联到PLC相应的位存储器点，（2）在STEP7中，在硬件中组态PLC各模块的型号，保存编译，下载在OB1中

27、编写程序，调试，下载。（3）设立变频器的参数，涉及启动方式，斜坡时间等参数。选择控制方式为PROFIBUS-DP控制。5、建立通讯连接：用PROFIBUS-DP连接触摸屏,PLC和变频器，在软件中组态连接，设立参数。3.1.3 难点分析1、触摸屏与PLC的PROFIBUS-DP通讯连接。2、PLC和变频器的PROFIBUS-DP通讯连接。3、PLC对变频器状态和速度的读写。3.2项目设计流程图故障分析调试方案分析流程图熟悉设备电路接线程序设计硬件组态 图3.1 项目流程图3.3硬件配备组态3.3.1 触摸屏的组态1、创立一种项目在桌面双击WinCC flexible12图标，打开WinCC f

28、lexible项目向导。选择创立一种新项目，在设备选择中选择MP277，修改项目名称，执行菜单命令，文献另存为。2、建立连接点击通讯文献夹中连接图标，打开连接编辑器，点击连接表中第一行，将会浮现于S7300的连接，连接默认名称为连接1，连接表下方是连接属性视图，一般都采用默认值。3、变量的生成13与组态变量编辑器用来创立和编辑变量。双击视图中的变量图标，将打开变量编辑器。可以在工作区的表格中或在表格下方的属性视图中编辑变量的属性。 双击变量中最下方的空白行，将会自动生成一种新变量，其参数与上一行参数基本相似，其名称和地址与上面一行的地址和变量按顺序排列。 点击变量表连接列单元中的下三角，可以选

29、择连接的变量。 点击变量表的数据类型单元中的下三角，可以选择变量的数据类型。4、画面的生成和组态系统会自动生成一种画面1，用鼠标右键点击项目视图中该画面的图标，再浮现的快捷菜单中执行重命名命令 ，将该画面的图标改成初始画面，然后双击初始画面的图标，打开画面编辑器，在常规中，可以设立画面的名称，颜色，编号，背景等，还可以使用模板。5、批示灯与文本域的生成及组态在工具箱内，没有用于显示位变量的ON/OFF状态的批示灯对象，下面简介使用对象库中的批示灯的措施。选中工具箱中的“库”文献夹 ，“打开”，再浮现的对话框中，打开文“SIMATIC WinCC FlexibleWinCC flexible S

30、upportlibrariessystem-libraries”,双击打开按钮与开关库文献“Button-and-switches.wlf。批示灯的组态：在工具箱中选中“库”组，打开刚刚装入的库，双击该库中文献夹“Monochrom（单色）Indicator-switches(批示灯/开关)”，将其中的圆形批示灯图标拖放到画面工作区。选中画面中的批示灯，画面下方是批示灯的属性视图。属性视图左侧有一种树形构造，可以用它来选择多种属性类别。其中的“常规”用来设立最重要的属性。批示灯图形的组态：两个图形signall-on1和signall-off1用来表达批示灯的点亮，1为点亮，0为熄灭。点击属性

31、视图中的打开状态图形，选择框右侧的向下黑色箭头，在浮现的图形列表中选中 signall-off1，窗口的右侧将浮现相应的批示灯图形。点击设立按钮，关闭图形列表。这样打开状态的批示灯图形的中间变为浅色。用同样的措施，设立关闭状态0批示灯的图形为signall-on16、文本域的组态14工具箱中文本域用于输入一行或多行文字，可以定义字体和字的颜色，还可觉得文本域添加背景色或样式。 为了在刚生成的批示灯的下面添加文字阐明“2号设备”，将工具箱中的文本域图标拖放到画面编辑器工作内，默认的文本为text。双击生成的文本域，输入需要的文字。也可以在属性视图的常规对话框中输入文字。 在属性视图中，可以设立字

32、体的大小，颜色，背景颜色，填充样式，边框的有无和颜色，垂直放置和水平放置等。7、按钮的生成和组态点击工具箱中的简朴对像组，浮现常用的画面元件的图标。将其中的按钮图标拖放到画面中。选中某个按钮后，在工作区的下方有属性视图，选中左侧的常规选项，在右侧一次选中文本，文本。如果选中复选框，可以分别设立按下时和弹起时的文本。一次在左侧的列表还可以更改属性，动画，事件。按钮的功能设立：选中文本为启动的按钮，打开属性视图的事件类的按下对话框，点击视图右侧最上面一行，点击她右侧浮现的向下黑三角，在浮现的系统函数列表中选择“编辑位”文献夹中的函数“setbit”。直接点击函数列表的第二行右侧隐藏的向下黑三角，再

33、浮现的变量列表中选择变量2号设备。在运营时按下该按钮，将变量2号设备设立为1状态。用同样的措施设立复位按钮。8、趋势视图的组态15生成趋势视图：一方面生成和打开名为趋势视图的画面。将工具箱的增强的对象组中的趋势视图拖放到画面编辑器的画面工作区中，用鼠标调节趋势图的位置和大小。选中趋势视图，在属性视图中设立趋势视图的参数。趋势视图中的按钮：启动停止按钮、压缩趋势视图、扩展趋势视图、返回到趋势视图起始处、向后滚动趋势视图、向前滚动趋势视图等。图3.2触摸屏效果图3.3.2 PLC的组态1、设立PG/PC在控制面板中双击PG/PC，然后选择设立PC Adapter（MPI），在属性窗口中设立属性，选

34、择接口模式和地址。2、建立一种项目双击桌面的STEP7图标，然后弹出创立向导，点击NEXT，在CPU选型栏中选择实验室的CPU315-2DP，选择梯形图语言，然后单击下一步，输入项目名称，然后finish。点击SIMATC300STATION ，双击硬件，在弹出的硬件配备表中组态硬件，一方面组态电源PS307-10A，由于第三条是IM块，因此第三条空着，在第四条处组态CP343工业以太网模块，接着按照实验室PLC的顺序组态多种数字/模拟的输入/输出模块。选中输入/输出模块，双击下面属性窗口的条目，可以看到输入输出地址分派，也可以自己修改。硬件组态16好后，保存编译。在Options中选择符号表

35、，编辑符号表，符号表根据自己的程序需要编辑，如果用的点很少也可以部编辑，直接输入地址，但是如果是大项目，点诸多，就要编辑符号表，以免混乱。符号表编辑完要保存。在block下，双击OB1在浮现的界面中编辑梯形图。注意梯形图中的符号地址，一定要与实际的硬件相相应。之后保存退出。 然后点击整个站，在CPU处在STOP模式下，将整个站下载到CPU中，调试程序，运营如果没问题，监测下会浮现绿色的闪动条。3.3.3 变频器的设立变频器的参数设立表表3.1参数号出场缺值设立值阐明p0010030恢复变频器的工厂默认值。p097001p000311顾客访问级为原则级p001001开始迅速调试p010000选择

36、工作区域，频率50HZp0304203400电动机额定电压p030560.35电动机额定电流p03071.50.07电动机额定功率p03105050电动机额定频率p031114251430电动机额定速度p070021选择命令源为BOP设立p100021频率设定值为MOP设定p108000电动机最小频率p10825050电动机最大频率p1120105斜坡上升时间p1121105斜坡下降时间p000312顾客访问级为扩展级p030011选择电动机类型为异步电动机p030800.81电动机额定功率因数p191001报警码A0541激活电动机数据自动检测功能p390003结束迅速调试，进行电动机计算，

37、不进行IO复位p070026选择命令源为COM链路的通讯板设立p100026频率设定值的选择为通过COM的链路的CB设定p0335 00设定电动机的冷却方式为自冷p0640150400设定电动机的过载因数p091835指定CB的地址p09271515指定可以用于更改参数的接口p113553OFF3的斜坡下降时间p1300020变频器控制方式设立为无传感器的矢量控制调试中如果浮现A0541报警属正常目前，等电机检测完毕后，该报警会自动消失按照参数表设立完变频器，然后在STEP7中创立一种项目，再硬件组态界面中，组态好硬件之后，双击DP，然后创立一种PROFIBUS连接，修改地址，按照变频器的地址

38、设立为5，然后插入MM440.选择通讯报文方式为4PKW-2PZD，然后创立一种DB块，按照所选择的报文方式填写符号名称，用于以便的对变频器进行读写操作。3.4 程序设计3.4.1 OB100中程序块设计注释：初始化变频器设立为停止模块注释：将初始值设立为25HZ模块3.4.2 OB1中程序块设计注释：起停按钮设计模块注释：从变频器读数据模块注释：向变频器写数据模块注释：启动及赋初值模块注释：发送15HZ频率模块注释：发送30HZ频率模块注释：发送45HZ频率模块注释：从变频器读数据模块注释：向变频器写数据模块注释：读实际转速模块3.5 接线图P S CPU DI DO AI AOMP277

39、touch 西门子S7-300PLC24+-220V+MM440M图3.3 电路接线图3.6 调试问题及解决措施3.6.1 触摸屏问题1、在触摸屏上组态好按钮后，连接好PLC后，点击按钮后PLC无反映因素分析：也许是触摸屏与PLC的连接问题解决措施：在触摸屏组态一种I/O域，如果I/O域有数字显示，就表达通讯没有问题，如果无显示，或者显示0，或者满量程数则表达连接存在问题。因素分析：按钮不起作用，如果不是连接问题，尚有也许是按钮组态好后没有关联PLC的位存储器点。解决措施：将按钮的单击和释放状态，分别关联到一种PLC位存储器点的开和关状态。2、触摸屏与PC不能通讯，显示连接故障因素分析：连接的

40、设立有问题解决措施：连接设立分3步，一方面是PC的设立，在控制面板中设立PG/PC接口，另一方面在WinCC中设立连接的参数，选择站地址和传播方式，最后设立触摸屏的参数，选择PROFIBUS-DP通讯，选择对的的传播速率。3.6.2 PLC及变频器的问题1、程序编写好后，PLC的输出点不亮因素分析：也许是外部接线有问题，在保证外部接线没问题的状况下，查看输入输出的地址与否与实际硬件组态的地址一致 解决措施：如果地址不一致，按照硬件组态的地址修改，保存并下载。2、PLC与变频器用PROFIBUS通讯不成功因素分析:PLC和变频器的地址设立不相应，或者变频器的参数设立有问题解决措施：变频器的地址，

41、一方面看拨码开光，只有在拨码开关所有为0 届时候，参数P918设立变频器的地址才管用，如果拨码开关不全为0，则地址按拨码开关为准，PLC中组态的PROFIBUS-DP总线地址按照变频器的地址组态，设立变频器的通讯方式为PROFIBUS-DP通讯。第四章 结论及展望4.1 感想及结论通过了这次的综合实验，我不仅学会了课本上的知识，并且更加锻炼了我的分析，筹划能力，从开始的结识课题到最后的成功演示，一路上学习了诸多的东西，有知识，有经验，有耐心，有毅力。触摸屏，plc以及变频器的综合运用，最重要的就是她们之间互相的通讯问题，另一方面就是软硬件的结合，软件一定要按照硬件的设立配备，然后就是按部就班的

42、配备软件，组态模块，最后编写程序，程序构造一定要严谨。 有几点需要注意，1、触摸屏是不能直接关联实际的I/O点的， 必须要通过位存储器再转换过来。2、如果实验室的PLC的CPU同步与触摸屏和变频器连接，那当要下在触摸屏的程序时，必须要把MPI接口换到DP口，由于触摸屏与PC是用DP连接的。3、组态PLC的硬件时一定要按照PLC导轨上的模块组态，有些模块虽然用不到，但是CPU的信号是通过背板总线传递的，因此必须组态所有的块，末尾的块如果不用可以不组态。4、触摸屏的连接要保持屏幕与PC机的设立一致，触摸屏重启之后有的参数会变化需要从新设立，在WinCC中组态按钮的时候要不仅要组态单击选项，并且要组

43、态释放选项。5、触摸屏，PLC每次改动之后都需要从新下载。用PLC的模拟块时要相应电气图，按照接点组的作用接线测量，否则将会烧坏模块。4.2 展望本设计中只是运用了PLC的数字量的模块，还可以进一步学习PLC的模拟量模块的使用，还可以选择ET200作为现场的I/O点，将PLC放在远程控制，避免不良环境的影响。触摸屏可以进一步学习趋势图的组态，报警，配方和顾客管理等，变频器方面也有很大的提高空间，例如用一台变频器控制多台电动机，实现2号电机与一号电机的随动系统等。参照文献1 廖常初.S7-300/400 PLC 应用教程M.2版.北京：机械工业出版社，2 廖常初,陈晓东.西门子人机界面组态与应用

44、技术M.2版.北京：机械工业出版社，3 柴瑞娟.西门子PLC高档培训教程M.1版.北京：人民邮电出版社，4 廖常初.PLC基本及应用M.2版.北京：机械工业出版社，5 鲁远栋.PLC机电控制系统应用设计技术.北京：电子工业出版社， 6 陈浩.案例解说PLC、触摸屏及变频器综合应用.北京：中国电力出版社，7 王卫兵，高俊山等可编程序控制器原理及应用北京：机械工业出版社，8 顾战松等可编程控制器原理与应用北京：国防工业出版社，9 常斗南.PLC运动控制实例及解析.北京：机械工业出版社，10 胡健.西门子S7-300 PLC应用教程.北京：机械工业出版社，11 Myron Givelgerg,Ffi

45、m Lysenko,Roald Zelichonok.Zero sequence directional earth-fault protection with improved characteristics for compensated distribution networks.Electric Power Systems Research,1999,52,pp22324212 Oinis Chaari,Michel Meunier,Francoise Brouaye.Wavelets:A New Tool for the Resonant Grounded Power Distrib

46、ution Systems Relaying.IEEE Transactions on Power Delivery,1996,11(3):1351-140813 Siemens AG. Statement List for S7-300 and S7-400 programming reference manual，14 Siemens AG. Function Block Diagram for S7-300 and programming Reference manual,15 Myron Givelgerg,Ffim Lysenko,Roald Zelichonok.Zero sequ

47、ence directional earth-fault protection with improved characteristics for compensated distribution networks.Electric Power Systems Research,1999,52,pp22024316 W.sn道谢在本次设计中，我遇到了诸多困难，还好有各位教师的协助，才干顺利完毕，在此，感谢教师对我的协助，这次实验完全是由自己设计的，因此从中学会了诸多东西，过程中也会有诸多不开心的时刻，感谢各位同窗对我的鼓励和支持，陪我一起完毕这次实验。还要感谢实习时的朋友，你们也协助我诸多，并且多数都是实际性的问题，需要亲自实验才干得出的经验，这些对我来说很重要，节省了我的诸多时间。四年的大学生活即将结束，我也将正式踏入社会，再次感谢所有在这期间帮我的人，我将铭记于心，终身难忘。 声 明 本人郑重声明：所呈交的学位论文（毕业设计阐明书），是本人在导师指引下，独立进行研究（设计）工作的总结。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不涉及任何她人享有著作权的内容。对本论文所波及的研究工作做出奉献的其她个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 签 名：日 期：