PLC控制实验--变频器无级调速

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PLC控制变频器调速系统实训

PLC控制变频器调速系统是一种集成化的电控系统，它将PLC系统和变频器调速技术

结合起来，可以实现电机的精细调速和自动化控制。本文将介绍PLC控制变频器调速系统

的实训内容和注意事项。

一、实训内容

1.系统组成

PLC控制变频器调速系统由PLC控制器、人机界面、变频器、电机等组成。在实训中

需要对各个组成部分进行了解和调试，包括PLC程序编写、人机界面设计、变频器参数设

置和电机接线等。

2.系统调试

对PLC程序进行调试，验证各个IO口的输入输出状态是否正常。对人机界面进行调试，验证各个按键和显示状态是否正确。对变频器进行参数设置，使其能够满足控制要求。对

电机进行接线，验证其启动、停止、正反转等功能是否正常。最后进行系统整体调试，观

察系统是否能够满足控制要求。

3.实验应用

利用PLC控制变频器调速系统进行控制实验，如电机启停控制实验、正反转控制实验、电机变频调速实验等。通过实验可以了解PLC控制变频器调速系统的应用场景和原理。

二、注意事项

1.安全第一

在进行实训时，要特别注意电气安全问题，如要严格按照安全操作规程。避免操作不

当造成人身伤害或设备损坏。

2.正确接线

对电机进行接线时，要根据电路图正确接线。接线不当可能导致设备无法正常工作，

严重的甚至会导致设备故障。

在进行实验过程中，要记录实验过程和实验结果。方便日后查找问题和总结经验。

4.遵守规定

在使用设备时，要按照设备规定进行使用。如需更改设备参数，一定要在专业人士的指导下进行更改。

总之，PLC控制变频器调速系统实训内容丰富，注意事项繁多。学习者要根据实际情况认真学习，积极参与实训，不断提升实习水平。

(完整版)基于PLC控制的变频器调速系统

目录 (1)

第一章系统的功能设计分析和总体思路 (2)

1.1 概述 (2)

1.2 系统功能设计分析 (3)

1.3 系统设计的总体思路 (3)

第二章PLC 和变频器的型号选择 (4)

2.1 PLC 的型号选择 (4)

2.2 变频器的选择和参数设置 (6)

2.2.1 变频器的选择 (6)

2.2.2 变频调速原理 (7)

2.2.3 变频器的工作原理 (7)

2.2.4 变频器的快速设置 (8)

第三章硬件设计以及PLC 编程 (11)

3.1 开环控制设计及PLC 编程 (11)

3.1.1 硬件设计 (11)

3.1.2 PLC 软件编程 (12)

3.2 闭环控制设计 (17)

3.2.1 硬件和速度反馈设计 (17)

3.2.3 闭环的程序设计以及源程序 (19)

第四章实验调试和数据分析 (23)

4.1 PID 参数整定 (23)

4.2 运行结果 (24)

第五章总结和体会 (25)

第六章附录 (26)

6.1 变频器内部原理框图 (26)

第七章参考文献 (27)

第一章系统的功能设计分析和总体思路

1.1 概述

调速系统快速性、稳定性、动态性能好是工业自动化生产中基本要求。在科学研究和生产实践的诸多领域中调速系统占有着极为重要的地位特别是在国防、汽车、冶金、机械、石油等工业

中，具有举足轻重的作用。调速控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。

可编程控制器（PLC可编程控制器是一种工业控制计算机，是继续计算机、

自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简朴，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。

(完整版)基于PLC控制的变频器调速系统

目录 (1)

第一章系统的功能设计分析和总体思路 (2)

1.1 概述 (2)

1.2 系统功能设计分析 (3)

1.3 系统设计的总体思路 (3)

第二章PLC和变频器的型号选择 (4)

2.1 PLC的型号选择 (4)

2.2 变频器的选择和参数设置 (6)

2.2.1 变频器的选择 (6)

2.2.2 变频调速原理 (7)

2.2.3 变频器的工作原理 (7)

2.2.4 变频器的快速设置 (8)

第三章硬件设计以及PLC编程 (11)

3.1 开环控制设计及PLC编程 (11)

3.1.1 硬件设计 (11)

3.1.2 PLC软件编程 (12)

3.2 闭环控制设计 (17)

3.2.1 硬件和速度反馈设计 (17)

3.2.3 闭环的程序设计以及源程序 (19)

第四章实验调试和数据分析 (23)

4.1 PID 参数整定 (23)

4.2 运行结果 (24)

第五章总结和体会 (25)

第六章附录 (26)

6.1 变频器内部原理框图 (26)

第七章参考文献 (27)

第一章系统的功能设计分析和总体思路

1.1 概述

调速系统快速性、稳定性、动态性能好是工业自动化生产中基本要求。在科学研究和生产实践的诸多领域中调速系统占有着极为重要的地位特别是在国防、汽车、冶金、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。调速控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。

可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，是继续计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简朴，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。

plc控制变频器调速

基

于

PLC

控

制

变

频

器

调

速

实

验

报

告

电控学院

电气

实训目的：本次实验针对电气工程及其自动化专业。通过综合实验，使学生对所学过的可编程控制器在电动机变频调速控制中的应用有一个系统的认识，并运用自己学过的知识，自己设计变频调速控制系统。要求用PLC控制变频器，通过光电编码器反馈速度信号达到电动机调速的精确控制，自己设计，自己编程，最后进行硬件、软件联机的综合调试，实现自己的设计思想。在整个试验过程中，摆脱以往由教师设计，检查处理故障的传统做法，由学生完全自己动手，互相查找处理故障，培养学生动手能力。学生实验应做到以下几点：

1. 通过电动机变频调速控制系统实验，进一步了解可编程控制器在电动机变频调速控制中的应用。

2. 通过系统设计，进一步了解PLC、变频器及编码器之间的配合关系。

3. 通过实验线路的设计，实际操作，使理论与实际相结合，增加感性认识，使书本知识更加巩固。

4. 培养动手能力，增强对可编程控制器运用的能力。

5. 培养分析，查找故障的能力。

6. 增加对可编程控制器外围电路的认识。

实训主要器件：欧姆龙CPM2AH-40CDR可编程控制器（PLC），欧瑞F1000-G系列变频器，三相异步电机

第一部分采样

转速的采样采用的是欧姆龙的光电编码器，结合PLC的高速计数器端子，实现高精度的采样。。

编码器是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者成为码盘，后者称码尺．按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．接触式采用电刷输出，一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是1还是0；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是1还是0，通过1和0的二进制编码来将采集来的物理信号转换为机器码可读取的电信号用以通讯、传输和储存。

变频器的PLC 控制

3.西门子MM420变频器参数的设置 1)参数号和参数名称 (1)参数号。参数号是指该参数的编号。参数号用0000一9999的4位数字
表示。在参数号的前面冠以一个小写字母“:”时，表示该参数是“只读 ”的参数，它显示的是特定的参数数值，而且不能用与该参数不同的值来更改它的数值(在有些情况下，“参数说明”的标题栏中在“单位”“ 最小值”“缺省值”和“最大值”的地方插入一个破折号“—与。其他所有参数号的前面都冠以一个大写字母“P"。这些参数的设定值可以直接在标题栏的“最小值”和“最大值”范围内进行修改。[下标〕表示该参数是一个带下标的参数，并且指定了下标的有效序号。 (2)参数名称。参数名称是指该参数的名称。 2)参数数值的更改
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任务一 MM420变频器的使用
整流电路:将交流电变换成直流的电力电子装置，一般由三相全波整流桥组成。作用是将工频的外部电源整流，以提供给逆变电路和控制电路所需的直流电源。
中间直流电路:中间直流电路是对整流输出的直流电进行平滑。当整流电路是电压源时，中间直流电路主要采用大容量的电解电容;而当整流电路是电流源时，中间直流电路主要由大容量的电感组成。另外，中间直流电路还包括制动电阻以及其他辅助电路。
3、双击原理图元件库文档图标，就可以进入原理图元件库编辑工作界面，如下图所示。
二、元件库编辑器界面简介
原理图元件库编辑器界面主要由元件管理器、主工具栏、菜单、常用工具栏、编辑区等组成。

如何用PLC实现变频器频率的控制？

对于变频器调速的问题，大致来说主要包括有级调速和无极调速。

有级调速就是不能连续对变频器的频率进行改变，只能用开关来选择提前设置好的频率，常见的有多段速设定和简易PLC程序设定。

无极调速能够实现变频器的连续或者任意频率的运行也是常用的变频方法，主要有模拟量和通信控制的方法完成。

下面我们以英威腾的变频器说明下：

上图就是变频器的正面图，采用本地调速可通过键盘数字的加减、键盘上的电位器来进行频率设定，其他方法可通过下面的端子实现。

其中AI2、AI3、10V用于模拟量输入，AO1、AO2是模拟量输出端子，参考其使用手册AI2是电压(0~10v)或者(0~20ma)的信号控制，AI3是-

10v~+10v的信号控制，绿色框框代表的就是多段速的接线端子，蓝色的485通讯接口，可采用MODBUS协议进行通信(半双工)。

PLC控制变频器调速系统

1.4.3 PLC的工作原理
PLC通电后，需要对硬件和软件做一些初始化工作。为了使PLC的输出及时地响应各种输入信号，初始化后PLC要反复不停地分段处理各种不同的任务，这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。
1、初始化过程：
与其它单片机运行一样，上电运行或复位时进行处理
（1）硬件初始化，复位输出输入模块，清零
图1.4.2 小型PLC的典型工作过程
第二章总体设计方案
本次设计是实现控制变频调速系统，选用PLC和变频器的组合可完成数字量的输入，实现模拟量和数字量的输出控制。可以通过控制PLC模拟端的电压输出的大小来控制变频器的电压给定信号来改变变频器输出频率大小来实现对电机运转速度的控制，使得速度变化更加平滑和实现精确调速。并且可以通过改变PLC内部程序的参数来改变电压输出的波形和大小。实现自动和人工相互切换的控制过程。
（2）清除数据区
（3）输出输入地址分配
2、扫描过程
（1）扫描输入，将输入口状态读入至输入口映像区
（2）时钟处理，特殊寄存器更新
（3）执行用户程序
（4）输出，将输出口映像区输出至输出端口刷新
（5）自诊断检查
3、出错处理
检查PLC内部电路
CPU、电池电压、程序存储器、I/O、通讯异常
致命错误，CPU强制STOP方式，所有扫描停止。
（1）输入部件
输入部件是PLC与工业生产现场被控对象之间的连接部件，是现场信号进入PLC的桥梁。该部件接收由主令元件、检测元件来的信号。

PLC控制变频器调速系统实训

第一章实训任务、目的及要求

1.1 实训要求

1. 确定控制方案，选择PLC和变频器。

2. 画出电气控制线路图。

3. 设计程序。

4. 完成PLC控制系统梯形图软件及其语句表的编制任务。

5. 在实验室条件下，通过试验调试初步验证其程序的正确性。

1.2 实训任务和目的

1.了解PLC 控制变频调速系统。

2.了解S7-200CPU 加M440 变频器参数设置。

3.了解电气控制系统设计的基本原则、内容与一般步骤。

4.掌握PLC 变频调速控制系统调试基本过程和方法。

1.3 系统控制要求

1.变频调速器受0-10v 电压控制。

输出0Hz 对应同步转速为0r/min。输出

50Hz 对应同步转速为1500r/min。

输出100Hz 对应同步转速为3000r/min。

输入电压与输出频率按线性关系变化。

2.要求输出转速按函数变化，请编写梯形图控制程序，并完成调试。

3.改变输出转速-时间的变化函数，重复上述过程。

1.4 PLC 简介

1.4.1 PLC 的基本概念

可编程控制器是计算机家族中的一员,是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今

天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（PersonalCompute）r

的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小，组装灵活，编程简单，抗干扰能力

PLC控制变频器实现多段速控制

ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ

2011 2

1 2

近年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流传动与控制技术成为目前发展最为迅速的技术之一，电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。

在工业自动化控制系统中，最为常见

的是ＰＬＣ和变频器的组合运用，并且产生了多种多样的ＰＬＣ控制变频器的方式，比如可以利用ＰＬＣ的模拟量输出模块控制变频器，ＰＬＣ还可以通过４８５通信接口控制变频器，也可以利用ＰＬＣ的开关量输入／输出模块控制变频器。下面我们以ＰＬＣ控制变频器实现三段速控制为例来介绍ＰＬＣ和变频器的组合运用情况：

一、任务引入

现有一台生产机械共有七挡转速，相应的频率为正转：１５Ｈｚ、２５Ｈｚ、５０Ｈｚ、２０Ｈｚ，中间停顿２ｓ后反转：１５　Ｈｚ、３０　Ｈｚ、１０　Ｈｚ；最后停止。我们可以通过７个按钮来控制其速度的转换，通过前面的学习，我们知道变频器的调速可以连续进行，也可以分段进行，此机械不需要连续调速，只需分段调速即可，下面我们就通过具体的应用来学习ＰＬＣ的开关量直接对变频器实现多段速调速。

二、参数设置

设定基本参数：需要设置的基本参数有Ｐｒ．４、　Ｐｒ．５　、Ｐｒ．６、Ｐｒ．９、Ｐｒ．２４　Ｐｒ．２５　Ｐｒ．２６　Ｐｒ．２７等。

完整版)基于PLC控制的变频器调速系统

第一章系统的功能设计分析和总体思路

1.1 概述

本文旨在对系统的功能设计和总体思路进行分析和讨论，以确保系统的高效运行和稳定性。

1.2 系统功能设计分析

在系统功能设计分析中，我们需要考虑系统的需求和目标，以及用户的使用惯和需求。在此基础上，我们可以确定系统的主要功能和模块，并对其进行详细的设计和实现。

1.3 系统设计的总体思路

系统设计的总体思路包括系统的整体架构设计、模块之间的关系和数据流程，以及系统的系统性能和稳定性等方面。在设计过程中，我们需要充分考虑系统的可维护性和可扩展性，并采用合适的技术和工具来实现系统的设计。

第二章 PLC和变频器的型号选择

2.1 PLC的型号选择

在PLC的型号选择中，我们需要考虑系统的需求和目标，以及PLC的性能和稳定性等方面。在此基础上，我们可以选

择合适的PLC型号，并进行详细的参数设置和调试。

2.2 变频器的选择和参数设置

在变频器的选择和参数设置中，我们需要考虑系统的负载和功率需求，以及变频器的性能和稳定性等方面。在此基础上，我们可以选择合适的变频器型号，并进行详细的参数设置和调试，以确保系统的高效运行和稳定性。

第一章系统功能设计分析和总体思路

1.1 概述

在工业自动化生产中，调速系统的快速性、稳定性和动态性能是基本要求。调速系统在国防、汽车、冶金、机械、石油等工业中具有举足轻重的作用。然而，调速控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此需要更为先进的控制技术和控制理论。

1.2 可编程控制器（PLC）

可编程控制器（PLC）是一种工业控制计算机，它是继续计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。PLC具有抗干扰能力强、价格便宜、可靠性高、编程简单易学等特点，因此在工业领域中被广泛使用。

PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现的开题报告

一、选题背景及意义

PLC（可编程逻辑控制器）和变频调速技术是现代自动化控制领域的关键技术，

广泛应用于电机控制系统中。PLC控制电机变频调速试验系统具有自动化程度高、控

制精度高、可靠性强、且易于维护和扩展等优点，能够满足电机控制系统的多种需求，在众多领域中得到了广泛的应用。因此，本文选取PLC控制电机变频调速试验系统的

设计与实现为研究课题，旨在系统地掌握这一重要系统的技术原理，解决实际工程中

的一系列问题，具有很高的理论和实践的意义。

二、研究内容和方法

本文的研究内容主要包括：PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现的系统分析、主要模块设计、控制系统编程、实现过程中的模块测试等方面。具体而言，主

要包括以下几个部分：

系统分析：分析PLC控制电机变频调速试验系统的概要结构及其功能需求，明确系统可行性、功能要求等，并确定硬件平台、软件平台和相关控制器等方面的设备选取。

主要模块设计：研究系统主要功能模块的设计，包括变频器控制、电机控制、参数调整、数据采集与处理等方面。

控制系统编程：根据系统需求设计相应的控制程序，并针对系统的实际需求进行调试和测试。在实现控制系统编程的基础上，对系统性能进行评估。

实现过程中的模块测试：在系统实现过程中进行各功能模块的测试，包括变频器控制、电机控制、参数调整、数据采集与处理等功能，以验证系统各功能模块及整体

性能，确保系统的稳定运行。

本文采用实验室实验、文献阅读、网上调研、数学模拟等研究方法，结合理论和实践，全面分析PLC控制电机变频调速试验系统的技术体系，并对其进行深入探讨和

plc怎样控制变频调速器

通过PLC程序按一定得控制目的运算后，由AO模块（模拟量输出模块）输出控制信号（电流或电压信号）至变频器，即可实现PLC——电机的调速PLC控制变频器的运行有两种方式： 1、变频器的控制信号包括：正转、反转、停止、急停、正点动、反点动、复位及速度给定（包括模拟量给定，多段给定），将变频器所驱动负载所需的运转功能确定后送给PLC去控制，PLC通过编制相应的程序完成 2、PLC和变频器之间的信息传递通过两种方式：A、I/O口连接，即PLC用各种开关量模块、模拟量模块控制变频器，这种方案快速，编程简单，易维护，但抗干扰能力差，线路多，比较适合简单的系统B、PLC通过通讯口去控制变频器，变频器一般都自带RS485口或通过扩展通讯卡，可以实现变频器和PLC之间的通讯控制，这种方案：控制功能强大，功能可以任意编程，连线少（2根线），但程序相对复杂，比较适合复杂的系统一般控制变频器，需要两个模拟量点，三个数字量点。两个数字量是运行信号和故障信号。一个数字量是控制变频器启停的信号（要是控制正反转还需要一个数字量点）一个模拟量输入点是变频器频率反馈信号，一般是个4-20mA的信号。另个模拟量输出点一般是个4-20mA的控制变频器工作频率的信号。程序通过PID算法把设定值和反馈回来的频率值做比较输出控制信号。有些变频器自带PID调节功能的有两种方法，可以能通过PLC控制变频器，一是通过外加模拟量模块（0～10V，或4～20mA）来控制变频器的频率信号给定，第二种就是通过RS485通迅接口来控制变频器的频率信号和启动，停止等，这种方法比较难，需要较强的编程知识，好处是外部接线方便，两根线就可以控制整个变频器的所有功能。但一般的PLC没有RS485接口，需要外加模块。台达PLC具有内置RS485接口，如果台达A系列的变频器的话，PLC编程软件有内置的编程向导，编程就很方便，当然还有一种就是通过组态（PROFIBUS DP）也可以。但价格昂贵，用在这里就太浪费了，他主要用在高端技术上，三台电机就需要三台变频器来控。怎样的一个比例速度启动，根据实际情况在PLC编好的程序即可。

PLC控制变频器调速系统

关键字：PLC、变频器，转速
第一章课程设计内容及PLC初步了解
1.1设计要求
1.确定控制方案，选择PLC和变频器。
2.画出电气控制线路原理图。
3.设计程序
4.完成PLC控制系统梯形图软件及其语句表的编制任务。
5.在实验室条件下，通过试验调试初步验证其程序的正确性。
1.2设计任务和目的
1.了解PLC控制变频调速系统。
CPU224模块I/O总点数为24点（14/10点），可带7个扩展模块；用户程序存储器容量为4K字；内置高速计数器，具有PID控制的功能；有2个高速脉冲输出端和1个RS-485通讯口；具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由口协议的通讯能力。
2.3系统控制结构
由PLC和变频器组成的控制系统，开关量和模拟量的按键，各个按键和内部地址对应上图的表格，不在一一列出。
LD SM0.0
DTI VD80, VW90
MOVW VW90, AQW1
4.4.3 25-35秒平衡子程序
LDW>= T37, 200
AW<= T37, 300
MOVW 24000, AQW1
4.4.4 35-40秒下降子程序
LD SM0.0
AN T96
TON T32, 5
R C1, 1
Network 2
按照上面的实际连接图连接硬件电路。

PLC实现变频调速器多电机控制

【摘要】

本文主要介绍了PLC在工业控制中的应用以及变频调速器在电机控制中的作用。结合实际案例，详细阐述了PLC如何实现变频调速器对多台电机的控制，并介绍了多电机控制系统的搭建过程。在PLC程序设计与调试部分，结合具体步骤和注意事项，指导读者如何正确进行系统的调试与运行。文章最后讨论了PLC技术在多电机控制中的优势，以及未来发展前景。通过本文的介绍，读者能够全面了解PLC在变频调速器多电机控制方面的应用和原理，为相关行业从业人员提供了有益的参考和指导。

【关键词】

PLC、变频调速器、多电机控制、工业控制、程序设计、调试、优势、发展展望

1. 引言

1.1 背景介绍

本文将探讨如何利用PLC实现变频调速器多电机控制，介绍其原理和搭建方法，从而为工业自动化生产提供更可靠、高效的控制方案。

1.2 研究意义

多多电机控制系统的搭建，实现了多电机的同步运行和相互协调，提高了工业生产效率和质量。通过PLC实现变频调速器多电机控制，

可以实现对多个电机的统一控制，并且可以灵活调整电机的运行速度

和功率，满足不同生产场景的需求。PLC技术在多电机控制中的优势

在于其稳定性高、可编程性强、易于维护和升级等特点，能够有效提

高生产线的可靠性和自动化水平，降低生产成本，提升企业竞争力。

未来随着工业自动化水平的不断提高，PLC技术在多电机控制领

域的应用也将不断拓展和深化。可以预见的是，基于PLC的多电机控

制系统将更加智能化和网络化，能够实现远程监控和管理，实现生产

过程的数字化转型。随着数据处理和人工智能技术的发展，PLC技术