《现代电气控制技术应用实践》电子教案 项目五
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状态显示 起动变频器 停止变频器 改变电动机的转动方向
变频器介绍
电动机电动 功能介绍
变频器介绍
变频器介绍
以修改参数P0004的数值为例说明参数修改的步骤
为快速修改参数数值，可配合功能键 修改显示出的每个数字，确信已处于某一 参数数值的访问级，操作步骤如下：
①按 最右边的一个数字闪烁； ②按 或 修改该位数字的数值； ③再按 相邻的下一位数字闪烁； ④执行2至4步，直到显示出所要求的 数值； ⑤ 按 ， 退出参数数值的访问级。
SB1
I0.0
L+
SQ1
I0.1
Q4.0
SQ2
I0.2 S7-300 Q4.1
SQ3
I0.3 314C Q4.2
SQ4
I0.4 -2DP/PN
SQ5
I0.5
24V
M
8
L1
L2 DIN1
L3
DIN2 变
DIN3 频
器
U V
W 9
~380V
M 3~
五、 变频器介绍
变频器介绍
端子1.2：变频器为用户提供的一个高精度的10V直流稳压电源。 模拟输入端3.4：一对模拟电压给定输入端，为用户提供频率给定信号，经变频器内模/数转换器，将模拟量转换成数字量，传 输给CPU来控制系统； 数字输入端5.6.7：为3个完全可编程的数字输入端，数字输入信号经光耦隔离输入CPU，对电动机进行正反转、正反向点动、 固定频率设定值控制等； 端子8.9：24V直流电源端； 输出端10.11：为输出继电器的一对触头； 输出端12.13：为一对模拟输出端； 输入端14.15：RS-485（USS-协议）端。
项目五
龙门刨床电气控制系统安装与调试
目录
CATALOG
01
02
03
04
05
06
07
龙门刨床的 龙门刨床的 系统方案设 系统电气 变频器
结构
控制要求 计
设计与安装 介绍
MCGS设计 程序设300软件控制变频器实 现电机的多段速调速操作； 2、能完成PLC、变频器与龙门刨床 的电气线路连接； 3、能完成龙门刨床的电气控制系统 监控界面设计； 4、能完成龙门刨床电气控制系统的 运行与调试。
系统电气设计与安装
根据龙门刨床控制系统的分析，本系统输入信号有启动按钮、位置传感器SQ1、SQ2、SQ3、
SQ4，输出信号有第一段速15Hz地址Q4.0、第二段速50Hz地址Q4.1、第三段速15Hz地址Q4.0、
第四段速60Hz地址Q4.0、地址Q4.1、第五段速20Hz地址Q4.2，具体输入/输出信号地址分配情况
二、 龙门刨床的控制要 求
控制要求
按下启动按钮后系统自动运行，首先启动 变频器以15Hz的频率带动工件慢速切入， 当工件到达SQ1位置时加速至50Hz，带 动工件高速前进，实现正常切削加工，当 工件到达SQ3位置时减速至15Hz运行， 退出工件，当工件到达SQ4位置时工件以 60Hz高速返回，
一、 龙门刨床的结构
龙门刨床的结构
龙门刨床主要用来加工机床床身、箱体、横梁、 立柱、导轨等大型机件的水平面、垂直面、倾斜 面以及导轨面等。主要由七部分组成，如图所示。
床身是一个箱形体，上有V形和U形导轨，用于 安置工作台。工作台也叫刨台，用于安置工件。 下有传动机构，可顺着床身的导轨作往复运动。 横梁用于安置垂直刀架。在切削过程中严禁动作， 仅在更换工件时移动，用以调整刀架的高度。左 右垂直刀架安装在横梁上，可沿水平方向移动， 刨刀也可沿刀架本身的导轨垂直移动。左右侧刀 架安装在立柱上，可上、下移动。立柱用于安装 横梁及刀架。龙门顶用于坚固立柱。
当到达SQ2位置时以20Hz的速度进行缓 冲，当到达SQ1位置时变频器停止工作。 在触摸屏上添加各位位置按钮，模拟工件 到达的位置，并且显示电机当前的运行频 率。
三、 系统方案设计
系统方案设计
龙门刨床控制系统框图如图所示，本系统采用S7-300PLC作为控制器， 启动按钮启动变频器进行多段速控制，触摸屏上设计启动按钮及位置按 钮，实现两地控制，同时在触摸屏上设有输出框，用于监控电机的当前 运行频率。
四、 系统电气设计与安装
系统电气设计与安装
按下启动按钮后系统自动运行，首先启动变频器以15Hz的频率带动工件慢速切入，当工件 到达SQ1位置时加速至50Hz，带动工件高速前进，实现正常切削加工，当工件到达SQ3位置 时减速至15Hz运行，退出工件，当工件到达SQ4位置时工件以60Hz高速返回，当到达SQ2位 置时以20Hz的速度进行缓冲，当到达SQ1位置时变频器停止工作。在触摸屏上添加各位位置 按钮，模拟工件到达的位置，并且显示电机当前的运行频率。
变频器介绍
当变频器的命令源参数P0700=2（外部I/O），选择频率设定 的信号源参数P1000=3（固定频率），并在设定数字输入端子 DIN1、DIN2、DIN3等相应的功能后，就可以通过外接的开关 器件的组合通断改变输入端子的状态实现电机速度的有级调整。 这种控制频率的方式称为多段速控制功能。
变频器介绍
主电路是由电源输入单相或三 相恒压恒频的正弦交流电压，经整 流电路转换成恒定的直流电压，供 给逆变电路。逆变电路在CPU的控 制下，将恒定的直流电压逆变成电 压和频率均可调的三相交流电供给 电动机负载。MM420变频器的直 流环节是通过电容进行滤波的，因 此属于电压型交—直—交变频器。
变频器介绍
如表所示。
输入信号
输出信号
序号
信号名称
PLC地址 序号
信号名称
PLC地址
1
启动按钮
I0.0
1
2 位置传感器SQ1
I0.1
2
3 位置传感器SQ2
I0.2
3
4 位置传感器SQ3
I0.3
4
5 位置传感器SQ4
I0.4
5
DIN1 DIN2 DIN3
Q4.0 Q4.1 Q4.2
系统电气设计与安装
根据原理分析及控制系统输出/输出地址分配表，该控制系统的PLC接线图如图所示
选择数字输入1（DIN1）功能的参数为P0701，缺省值=1 选择数字输入2（DIN2）功能的参数为P0702，缺省值=12 选择数字输入3（DIN3）功能的参数为P0703，缺省值= 9 为了实现多段速控制功能，应该修改这3个参数，给DIN1、 DIN2、DIN3端子赋予相应的功能。 参数P0701、P0702、P0703均属于“命令，二进制 I/O”参 数组（P0004=7），可能的设定值如表所示。
变频器介绍
电动机电动 功能介绍
变频器介绍
变频器介绍
以修改参数P0004的数值为例说明参数修改的步骤
为快速修改参数数值，可配合功能键 修改显示出的每个数字，确信已处于某一 参数数值的访问级，操作步骤如下：
①按 最右边的一个数字闪烁； ②按 或 修改该位数字的数值； ③再按 相邻的下一位数字闪烁； ④执行2至4步，直到显示出所要求的 数值； ⑤ 按 ， 退出参数数值的访问级。
SB1
I0.0
L+
SQ1
I0.1
Q4.0
SQ2
I0.2 S7-300 Q4.1
SQ3
I0.3 314C Q4.2
SQ4
I0.4 -2DP/PN
SQ5
I0.5
24V
M
8
L1
L2 DIN1
L3
DIN2 变
DIN3 频
器
U V
W 9
~380V
M 3~
五、 变频器介绍
变频器介绍
端子1.2：变频器为用户提供的一个高精度的10V直流稳压电源。 模拟输入端3.4：一对模拟电压给定输入端，为用户提供频率给定信号，经变频器内模/数转换器，将模拟量转换成数字量，传 输给CPU来控制系统； 数字输入端5.6.7：为3个完全可编程的数字输入端，数字输入信号经光耦隔离输入CPU，对电动机进行正反转、正反向点动、 固定频率设定值控制等； 端子8.9：24V直流电源端； 输出端10.11：为输出继电器的一对触头； 输出端12.13：为一对模拟输出端； 输入端14.15：RS-485（USS-协议）端。
项目五
龙门刨床电气控制系统安装与调试
目录
CATALOG
01
02
03
04
05
06
07
龙门刨床的 龙门刨床的 系统方案设 系统电气 变频器
结构
控制要求 计
设计与安装 介绍
MCGS设计 程序设300软件控制变频器实 现电机的多段速调速操作； 2、能完成PLC、变频器与龙门刨床 的电气线路连接； 3、能完成龙门刨床的电气控制系统 监控界面设计； 4、能完成龙门刨床电气控制系统的 运行与调试。
系统电气设计与安装
根据龙门刨床控制系统的分析，本系统输入信号有启动按钮、位置传感器SQ1、SQ2、SQ3、
SQ4，输出信号有第一段速15Hz地址Q4.0、第二段速50Hz地址Q4.1、第三段速15Hz地址Q4.0、
第四段速60Hz地址Q4.0、地址Q4.1、第五段速20Hz地址Q4.2，具体输入/输出信号地址分配情况
二、 龙门刨床的控制要 求
控制要求
按下启动按钮后系统自动运行，首先启动 变频器以15Hz的频率带动工件慢速切入， 当工件到达SQ1位置时加速至50Hz，带 动工件高速前进，实现正常切削加工，当 工件到达SQ3位置时减速至15Hz运行， 退出工件，当工件到达SQ4位置时工件以 60Hz高速返回，
一、 龙门刨床的结构
龙门刨床的结构
龙门刨床主要用来加工机床床身、箱体、横梁、 立柱、导轨等大型机件的水平面、垂直面、倾斜 面以及导轨面等。主要由七部分组成，如图所示。
床身是一个箱形体，上有V形和U形导轨，用于 安置工作台。工作台也叫刨台，用于安置工件。 下有传动机构，可顺着床身的导轨作往复运动。 横梁用于安置垂直刀架。在切削过程中严禁动作， 仅在更换工件时移动，用以调整刀架的高度。左 右垂直刀架安装在横梁上，可沿水平方向移动， 刨刀也可沿刀架本身的导轨垂直移动。左右侧刀 架安装在立柱上，可上、下移动。立柱用于安装 横梁及刀架。龙门顶用于坚固立柱。
当到达SQ2位置时以20Hz的速度进行缓 冲，当到达SQ1位置时变频器停止工作。 在触摸屏上添加各位位置按钮，模拟工件 到达的位置，并且显示电机当前的运行频 率。
三、 系统方案设计
系统方案设计
龙门刨床控制系统框图如图所示，本系统采用S7-300PLC作为控制器， 启动按钮启动变频器进行多段速控制，触摸屏上设计启动按钮及位置按 钮，实现两地控制，同时在触摸屏上设有输出框，用于监控电机的当前 运行频率。
四、 系统电气设计与安装
系统电气设计与安装
按下启动按钮后系统自动运行，首先启动变频器以15Hz的频率带动工件慢速切入，当工件 到达SQ1位置时加速至50Hz，带动工件高速前进，实现正常切削加工，当工件到达SQ3位置 时减速至15Hz运行，退出工件，当工件到达SQ4位置时工件以60Hz高速返回，当到达SQ2位 置时以20Hz的速度进行缓冲，当到达SQ1位置时变频器停止工作。在触摸屏上添加各位位置 按钮，模拟工件到达的位置，并且显示电机当前的运行频率。
变频器介绍
当变频器的命令源参数P0700=2（外部I/O），选择频率设定 的信号源参数P1000=3（固定频率），并在设定数字输入端子 DIN1、DIN2、DIN3等相应的功能后，就可以通过外接的开关 器件的组合通断改变输入端子的状态实现电机速度的有级调整。 这种控制频率的方式称为多段速控制功能。
变频器介绍
主电路是由电源输入单相或三 相恒压恒频的正弦交流电压，经整 流电路转换成恒定的直流电压，供 给逆变电路。逆变电路在CPU的控 制下，将恒定的直流电压逆变成电 压和频率均可调的三相交流电供给 电动机负载。MM420变频器的直 流环节是通过电容进行滤波的，因 此属于电压型交—直—交变频器。
变频器介绍
如表所示。
输入信号
输出信号
序号
信号名称
PLC地址 序号
信号名称
PLC地址
1
启动按钮
I0.0
1
2 位置传感器SQ1
I0.1
2
3 位置传感器SQ2
I0.2
3
4 位置传感器SQ3
I0.3
4
5 位置传感器SQ4
I0.4
5
DIN1 DIN2 DIN3
Q4.0 Q4.1 Q4.2
系统电气设计与安装
根据原理分析及控制系统输出/输出地址分配表，该控制系统的PLC接线图如图所示
选择数字输入1（DIN1）功能的参数为P0701，缺省值=1 选择数字输入2（DIN2）功能的参数为P0702，缺省值=12 选择数字输入3（DIN3）功能的参数为P0703，缺省值= 9 为了实现多段速控制功能，应该修改这3个参数，给DIN1、 DIN2、DIN3端子赋予相应的功能。 参数P0701、P0702、P0703均属于“命令，二进制 I/O”参 数组（P0004=7），可能的设定值如表所示。