第四章S7300系列PLC和MM440在变频调速系统中的应用ppt课件

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1、中原工学院电子信息学院变频器及其应用中原工学院电子信息学院变频器及其应用 本章内容本章内容 变频器变频器-PLC-PLC控制系统概述控制系统概述 变频器变频器-PLC-PLC系统组态系统组态 S7-300S7-300系列系列PLC PLC 和和 MM440MM440联机联机 用用PLCPLC数字量输出控制数字量输出控制MM440MM440变频器运行变频器运行 用用PLCPLC模拟量输出控制模拟量输出控制MM440MM440变频器调速变频器调速 用用PLCPLC控制控制MM440MM440变频器实现多频段控制变频器实现多频段控制中原工学院电子信息学院变频器及其应用 4.1 4.1 变频器变频器-

2、PLC-PLC 控制系统概述控制系统概述 1 1变频器变频器-PLC-PLC 控制系统的组成控制系统的组成 变频器变频器 可编程控制器（可编程控制器（PLCPLC）变频器与变频器与PLCPLC的接口部分的接口部分 2 2变频器与变频器与PLCPLC的接口的接口 接口接口是是变频器变频器-PLC-PLC控制系统控制系统硬件结构硬件结构中中的重要部分，其主要类型：的重要部分，其主要类型：中原工学院电子信息学院变频器及其应用1 1）变频器与）变频器与PLCPLC的的开关量开关量输入接口输入接口 用来接收用来接收PLCPLC输出输出的的开关量开关量命令信号命令信号 变频器与变频器与PLCPLC的开关量

3、接口电路的开关量接口电路继电器输出型继电器输出型PLCPLC，通过，通过输出继电输出继电器的触点器的触点与与变频器变频器数字端口数字端口相连相连 ；中原工学院电子信息学院变频器及其应用 变频器从变频器从PLCPLC开关量输出开关量输出端子获取端子获取运行指运行指令令。晶体管输出型晶体管输出型PLCPLC，通过具有，通过具有继电继电开关特性开关特性的的晶体管晶体管与与变频器数字端口变频器数字端口连；连；中原工学院电子信息学院变频器及其应用2 2）变频器与）变频器与PLCPLC的的模拟量输入接口模拟量输入接口 PLC-PLC-变频器变频器系统系统中，中，变频器变频器的模拟量的模拟量输入信号由输入信

4、号由 PLCPLC的模拟量输出通道的模拟量输出通道提供。提供。电压信号：电压信号：0 010V10V、10V 10V 电流信号：电流信号：0 020mA 20mA 中原工学院电子信息学院变频器及其应用 S7-300 S7-300PLCPLC的的模拟量模拟量输出输出信信号号范围与范围与变频器变频器的的模拟量输入信模拟量输入信号号一致一致时，可以时，可以直接相连。直接相连。模拟量输入接口电路模拟量输入接口电路中原工学院电子信息学院变频器及其应用 PLCPLC的的模拟量输出模拟量输出信号信号范围与范围与变频器变频器的的模拟量输入模拟量输入范围范围不同时不同时，接口电路：，接口电路：串入串入限流电阻限

5、流电阻接入接入分压电路分压电路 保证运行时信号保证运行时信号不超过变频器允许不超过变频器允许范围。范围。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 3 3）RSRS485 485 通信接口通信接口 PLCPLC与变频器之间可以由与变频器之间可以由网络连接器网络连接器通过通过RS-485 RS-485 串行通信接口串行通信接口连接。连接。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 PLCPLC与变频器通过与变频器通过RSRS485 485 端口相连端口相连 中原工学院电子信息学院变频器及其应用 变频器之间通过变频器之间通过PROFIBUSPROFIBUS电缆相连电缆相连 中原工学院电子信息学院变频器及其应用

6、 RS RS485 485 通信接口的特点通信接口的特点 抗干扰能力强、数据传输速率高。抗干扰能力强、数据传输速率高。通过通过RS-485RS-485串行通信口串行通信口，用，用双绞线电双绞线电缆缆能实现能实现多站联网多站联网，能进行长距离通信。，能进行长距离通信。通过通过 RS-485 RS-485 通信接口，通信接口，在在PLCPLC与与变变频器频器之间之间传递数据传递数据时，编程工作量很大。时，编程工作量很大。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 4.2 4.2 变频器变频器-PLC-PLC 系统组态系统组态中原工学院电子信息学院变频器及其应用 PLC PLC 机型选择的基本原则机型选择

7、的基本原则 满足功能要求满足功能要求 基本功能：基本功能：逻辑控制、顺序控制、算逻辑控制、顺序控制、算术运算、逻辑运算和数据处理等。这是所有术运算、逻辑运算和数据处理等。这是所有PLCPLC都具有的功能。都具有的功能。特殊功能：特殊功能：根据控制对象的根据控制对象的特殊要求特殊要求，所选，所选PLCPLC必须具有这种功能（如通讯，对必须具有这种功能（如通讯，对计算速度、存储器容量有特殊要求，具有过计算速度、存储器容量有特殊要求，具有过程控制能力等）。程控制能力等）。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 其它其它 同类设备采用同类设备采用PLCPLC的机型一致性，性的机型一致性，性价比，便于采购

8、、维修管理，培训及通信。价比，便于采购、维修管理，培训及通信。考虑生产厂家的售后服务质量情况。考虑生产厂家的售后服务质量情况。PLC PLC 容量的选择内容容量的选择内容 I/O I/O 点容量的选择点容量的选择 存储器容量的选择存储器容量的选择中原工学院电子信息学院变频器及其应用 I/O I/O 点容量的选择点容量的选择 将将控制对象控制对象需要的需要的所有所有输入输入/输出点列表输出点列表 开关量输入开关量输入:数量数量 性质性质/大小大小直流直流/交流交流,电压等级电压等级 开关量输出开关量输出:数量数量 性质性质/大小大小:带直流带直流/交流负载，输出交流负载，输出 信号的频率，电压等

9、级；信号的频率，电压等级；模拟量模拟量I/O:I/O:数量，性质数量，性质:电压电压/电流电流 量程范围，控制精度量程范围，控制精度.中原工学院电子信息学院变频器及其应用 其它因素其它因素 输出点的分组对输出点的分组对I/OI/O点数的影响。点数的影响。输出点的形式对输出点的形式对I/OI/O点数的影响。点数的影响。I/OI/O点的同期动作率对点的同期动作率对I/OI/O点数的影响点数的影响 考虑考虑系统控制要求系统控制要求的的改动改动、生产发展生产发展等因数对等因数对I/OI/O点扩展的要求，通常按照点扩展的要求，通常按照I/OI/O点点总量放出的总量放出的10101515的裕量。的裕量。中

10、原工学院电子信息学院变频器及其应用 用户存储器容量选择用户存储器容量选择 用户程序用户程序/数据数据存储器容量存储器容量是否是否够大够大。根据用户程序使用指令、处理数据多少，估根据用户程序使用指令、处理数据多少，估算用户程序算用户程序/数据存储器容量，且放出数据存储器容量，且放出25%25%的的裕量。裕量。I/OI/O模块、功能模块及电源的选择模块、功能模块及电源的选择 根据上述所列根据上述所列I/OI/O点数点数、所需、所需功能功能，选，选择择I/O I/O 模块，功能模块及电源（模块）模块，功能模块及电源（模块）。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 1 1电动机电动机型号型号及参数及参数

11、三相交流笼型异步电动机三相交流笼型异步电动机,型号型号JW7114JW7114，额定参数额定参数:额定功率：额定功率：0.37kW 0.37kW 额定电压：额定电压：380V 380V 额定电流：额定电流：1.05 A 1.05 A 额定频率：额定频率：50Hz 50Hz 额定转速：额定转速：14OO r14OO rmin;min;2 2变频器型号及参数变频器型号及参数 选用西门子的选用西门子的 MM440MM440，A A型变频器型变频器 供货号：供货号：6SE6440-2UD13-7AA16SE6440-2UD13-7AA14.3 4.3 变频器及变频器及PLCPLC控制系统集成例子控制系

12、统集成例子中原工学院电子信息学院变频器及其应用 3.PLC 3.PLC系统组态系统组态 1 1）确定确定S7-300PLCS7-300PLC的硬件配置方案的硬件配置方案 CPU CPU 模块模块:紧凑型紧凑型 CPU 313C-2DPCPU 313C-2DP，供货号：供货号：6ES7313-6CE00-0AB06ES7313-6CE00-0AB0 集成的数字集成的数字 I IO O 数字输入数字输入1616点点/数字输出数字输出1616点，点，2 2个个PROFIBUS-DP PROFIBUS-DP 主站主站/从站接口；从站接口；电源模块选电源模块选 PS307 2A PS307 2A 供货号

13、：供货号：6ES7 307-1BA00-0AA0(AC220V/DC24V)6ES7 307-1BA00-0AA0(AC220V/DC24V)中原工学院电子信息学院变频器及其应用 模拟输入模拟输入/输出模块：输出模块：SM334 AI4SM334 AI4AO2AO2 供货号供货号:6ES7 334-0KE01-0AB0:6ES7 334-0KE01-0AB0 有有4 4路模拟量输入通道路模拟量输入通道(12Bit)(12Bit)有有2 2路模拟量输出通道路模拟量输出通道(12Bit)(12Bit)：电压电压：0 010V10V信号信号中原工学院电子信息学院变频器及其应用 2 2）在）在 STE

14、P7STEP7中完成硬件组态中完成硬件组态 在在STEP7STEP7中生成一个与中生成一个与实际硬件系统实际硬件系统完完全相同全相同的系统，对机架上的硬件进行配置的系统，对机架上的硬件进行配置,设置其设置其参数及属性参数及属性。中原工学院电子信息学院变频器及其应用 PLC系统硬件组态结果示意图系统硬件组态结果示意图中原工学院电子信息学院变频器及其应用 PLC PLC的输入的输入/输出地址分配列表输出地址分配列表PLCPLC的输入的输入/输出输出I/O I/O 地址分配地址分配1616路数字量输入路数字量输入 I124.0 I124.0I124.7I124.7，I125.0I125.0I125.

15、7I125.71616路数字量输出路数字量输出Q124.0Q124.0 Q124.7Q124.7Q125.0Q125.0 Q125.7Q125.74 4路模拟量输入路模拟量输入 PIW256 PIW256、PIW258PIW258、PIW260PIW260、PIW262PIW2622 2路模拟量输出路模拟量输出PQW256PQW256、PQW258PQW258输入过输入过程映像程映像区区输出过输出过程映像程映像区区中原工学院电子信息学院变频器及其应用 SM334 AI4SM334 AI4AO2AO2的的I/OI/O接线端子图接线端子图中原工学院电子信息学院变频器及其应用 SM334 AI4 S

16、M334 AI4AO2 AO2 输入信号的识别输入信号的识别 电压电压输入接输入接 2 2、3 3端子端子 用模块上用模块上量程卡来设置量程卡来设置输入信号种类输入信号种类 A A：热电阻、热电偶：热电阻、热电偶 B B：电压：电压 C C：四线制电流：四线制电流 D D：二线制电流：二线制电流中原工学院电子信息学院变频器及其应用4.3 4.3 S7-300S7-300系列系列 PLCPLC和和 MM440MM440变频器变频器 联机，实现联机，实现数字量端口数字量端口开关操作开关操作1 1电动机控制要求电动机控制要求 正向正向运行运行:起动时间起动时间 8s8s，正向运转速度正向运转速度84

17、0r840rminmin，频率，频率30Hz 30Hz 反向反向运行运行:起动时间起动时间 8s8s，反向运转速度反向运转速度840r840rminmin，频率，频率30Hz 30Hz 停止停止:停止时间停止时间 8s 8s 正正/反向反向点动点动:斜坡斜坡上升上升/下降下降时间时间6s6s 点动点动运行速度运行速度560r560rminmin，频率，频率20Hz20Hz中原工学院电子信息学院变频器及其应用1 1）MM440MM440变频器需要的数字控制命令变频器需要的数字控制命令 正转正转/停止停止 反反转转/停止停止 正向点动正向点动 反向点动反向点动 PLCPLC的的开关量输出端开关量输

18、出端与与MM440MM440数字输入端数字输入端子的子的连接连接关系关系 ：输出地址输出地址 控制功能控制功能连接连接MM440MM440端子端子 Q124.1 Q124.1正转正转/停止停止 5 5 Q124.2 Q124.2反转反转/停止停止6 6 Q124.3 Q124.3正向点动正向点动7 7 Q124.4 Q124.4反向点动反向点动8 8中原工学院电子信息学院变频器及其应用2 2）PLC PLC 数字量输入端子约定数字量输入端子约定 PLCPLC输出端产生变频器要求的信号，输出端产生变频器要求的信号，PLCPLC的输入端需要的命令及与外部开关的关系：的输入端需要的命令及与外部开关的

19、关系：操作按钮操作按钮控制功能控制功能输入地址输入地址SF1SF1正向起动正向起动 I124.1 I124.1SF2SF2电机停止电机停止I124.2I124.2SF3SF3反向起动反向起动I124.3I124.3SF4SF4正向点动正向点动I124.4I124.4SF5SF5反向点动反向点动 I124.5 I124.5中原工学院电子信息学院变频器及其应用 S7-300PLC S7-300PLC与与 MM440MM440变频器的连接变频器的连接中原工学院电子信息学院变频器及其应用PLCPLC和和 MM440MM440联机的联机的PLCPLC控制程序控制程序 中原工学院电子信息学院变频器及其应用

20、中原工学院电子信息学院变频器及其应用 4 4PLCPLC与与MM440MM440变频器联机控制的步骤：变频器联机控制的步骤：1 1）按图连接电路，）按图连接电路，中原工学院电子信息学院变频器及其应用 6 6）设置电动机额定参数（设置电动机额定参数（P0010P00101 1）设置快速调试参数设置快速调试参数 3 3）编写编写PLCPLC控制程序，并下载至控制程序，并下载至PLCPLC中；中；运行运行/调试调试PLCPLC程序。完成后程序。完成后STOPSTOP。4 4）合变频器电源空气开关合变频器电源空气开关 QAQA。5 5）恢复恢复变频器变频器工厂缺省值工厂缺省值。2 2）完成）完成PLC

21、PLC系统组态；系统组态；中原工学院电子信息学院变频器及其应用电动机额电动机额定参数定参数使用地区使用地区参数参数快速调试快速调试 快速调试参数设置表快速调试参数设置表 中原工学院电子信息学院变频器及其应用起停特性起停特性参数参数频率限制频率限制值值命令源命令源 快速调试参数设置续表快速调试参数设置续表 频率设定频率设定值通道值通道 退出快速调试退出快速调试 P0010P00100 0，使变频器，使变频器当前当前处于运行准备状态处于运行准备状态。中原工学院电子信息学院变频器及其应用数字量端数字量端口功能口功能 数字量输入端口功能定义参数表数字量输入端口功能定义参数表 限定参数限定参数查找范围查

22、找范围中原工学院电子信息学院变频器及其应用连续运行连续运行频率值频率值 点动运点动运行频率行频率 设置设置变频器变频器连续连续 点动运行点动运行参数参数 点动起停点动起停特性参数特性参数 限定参数限定参数查找范围查找范围中原工学院电子信息学院变频器及其应用 7 7）将将S7-300PLCS7-300PLC置于运行状态，操作置于运行状态，操作外部外部开关，对电动机进行运行控制：开关，对电动机进行运行控制：电动机正向运行电动机正向运行 电动机反向运行电动机反向运行 电动机停车电动机停车 电动机正向点动运行电动机正向点动运行 电动机正向点动运行电动机正向点动运行中原工学院电子信息学院变频器及其应用 电动机正电动机正/反向运行反向运行/停车停车中原工学院电子信息学院变频器及其应用 电动机正向电动机正向/反向点动运行反向点动运行