基于S7-200PLC与组态王的三相异步电机变频调速控制
基于PLC的三相异步电机变频调速系统的设计毕业论文
高等教育自学考试本科毕业论文基于PLC的三相异步电机变频调速系统的设计高等教育自学考试本科毕业论文基于PLC的三相异步电机变频调速系统的设计摘要随着科技的进步，电机的运用已经深入到各行各业的各个领域。
而现今也是一个资源高度消耗造成能源匮乏的时代，在这个时候考虑如何让其在高可靠性的同时又有效的节约能源耗费提高自身的效率，这不仅可以使企业的生产成本降低，而且对于社会的可持续发展有着重要的意义。
本文所讨论的是利用PLC控制的三相异步电机变频调速的基本原理与实现方法。
三相异步电机一般的调速方法有：降压调速，转子回路串电阻调速，变极调速，串极调速，变频调速等。
但是这些调速方法都有着各自的缺点，降压调速的调速范围很小，没有多大的实用价值；转子回路串电阻调速不利于空载或轻载调速，效率低，经济性差；变极调速调速的平滑性差；串极调速的控制设备复杂，成本高，控制困难。
所以调速性能至少需从两方面考虑。
第一，应从节能和提高效率的角度考虑，应将损耗在转子附加电阻上的能量吸收，转化成别的有用的能量或反馈到电网，以提高传动系统的效率。
第二，应从高性能调速要求考虑，应用控制理论，将其组成闭环调速控制系统，满足调速精度、动态响应等各项指标的要求。
综上所述，利用PLC控制的变频调速系统，是使三相异步电动机实现高性能高效率调速的有效办法。
通过改变定子绕组的供电频率f来实现，当转差率s一定时，电动机的转速n基本上正比于f。
很明显，只要有输出频率可以平滑调节的变频电源，就能平滑的调节异步电动机的转速。
关键词：变频调速，PLC，异步电机The three-phase asynchronous motor variable frequency speed regulation system based on PLC designAbstractHuman being is seriously threatened by exhausting mineral fuel, such as coal and fossil oil. As a kind of new type of energy sources, solar energy has the advantages of unlimited reserves, existing everywhere,using clean and economical .But it also has disadvantages ,such as low density,intermission,change of space distributing and so on. These make that the current series of solar energy equipment for the utilization of solar energy is not high. In order to keep the energy exchange part to plumb up the solar beam,it must track the movement of solar.In this paper, the solar tracking system of the mechanical part and control system part are designed.Mechanical structure mainly includes the main spindle, stepping motors, gears and gear ring, and so on. When the sun's rays has a deviation, small gear are rotated by stepper motor according to the control signal from MCU. And the large gear and main spindle is rotated by small gear in order to track to achieve the level direction.At the same time, another small gear is rotated by another stepper motor according to the control signal.And the large gear and the solar panels are rotated by the small gear in order to track to achieve the vertical direction. Solar is tracked by the two stepper motors together.Control system mainly includes the sensors part, stepper motor, MCU system and the corresponding external circuit, and so on. Photoelectric detection system is used to track solar. Sensors use photosensitive resistance. The two same photosensitive resistances were placed in east and west direction of the bottom edge .When the two photosensitive resistances received different light at the same time, the signal from comparison circuit is sent to MCU in order to rotate stepping motors.Keywords: Frequency control, PLC, asynchronous motor目录中文摘要 (II)英文摘要 ........................................................................................ 错误！未定义书签。
基于S7-200PLC的伺服电机调速系统控制方法
使有效传输距离更远 ． 因此选择差动驱动方式 ． 如图 １
所 示
ห้องสมุดไป่ตู้
１系统 硬 件 连 接
三 菱 ＭＲ — Ｅ 是 一 种 性 能 稳 定 的 高 性 价 比伺 服 系 统． 而 西 门子 Ｓ ７ — ２ ０ ０系 列 是 一 种 小 型 的 Ｐ Ｌ Ｃ． 适 用 于 各 行 各 业 。Ｓ ７ — ２ ０ ０系 列 的 强 大 功 能 使 其 无 论 独 立 运 行． 还 是 连 成 网络 皆能 实 现 复 杂 控 制 功 能
电子齿轮的概念及其设置 （ 参数 ３ 、 ４ ） 、 输入脉 冲模式选
择（ 参数 ２ １ ） ， 以及 基 本 参 数 （ Ｎ Ｏ ． ０ ～ １ ９ ） 、 扩展参数 １ （ Ｎ Ｏ ． ２ ０ ． － ４ ９ ） 的 内容 ， 并 参 照《 ＭＲ ． Ｅ — Ａ使 用手 册》 进行 设置 。
ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｐ Ｌ Ｃ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ ： ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｒ ｔ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ； ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ； ｓ ｔ ｅ ｐ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｓ ｔ ｅ ｐ ｌ ｅ ｓ ｓ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
３ ． 浙江省 乐佰 特 自动化 科技 有 限公 司 ， 浙江 丽水 ３ ２ ３ ０ ０ ０ ）
摘 要 ： 针 对工 业上 具 有 广泛 应 用价 值 的逻 辑控 制 与 伺服 控 制 的结 合技 术 ， 提 出基 于 Ｐ Ｌ Ｃ 的伺服 控 制 软硬 件 设
基于PLC与组态软件的电动机变频调速系统
K ey wor ds：PLC；three-phase asynchronous motor；MCG S；frequency ch anger；touchscreen
1 引言
随着 工业控制 要求的不 断发展，对 电动机速 度 控制的要 求也越来 越高，交 流调速的 方法也越 来越 多。基于 PLC 可靠性高、 抗干扰能力 强 、系 统的 设计、建造工 作量小，维护方 便、容易改造的特 点， 本设计以 PLC 作为 控制核心，结 合变频器、组态 软 件等完成 对电动机 速度的控 制。组态 软件是一 种数 据采集与 过程控制 的专用软 件，它们 是在自动 控制 系统监控 层一级的 软件平台 和开发环 境，使用 灵活 的组态方 式，为用 户提供快 速构建工 业自动控 制系 统监 控 功 能的 、 通 用 层次 的 软 件工 具 。这 样 基 于 MCG S 组态软件 建立 PLC 与上位 PC 机之间的 通信 连接实现 远程操作 控制，既 可以改善 操作人员 的工 作环境，又 可以提高工作 的安全性。
2 系统设计的总体构架
通过 对系统的 总体分析 ，该变频调 速系统 的设
计实现过程 分为三个步 骤： （1）基层 PLC+变频器实现对 三相异步电 动机
的控制。 （2） 基于 MCGS 实现 PLC 与上位 PC 机 之间
的通信连接 ，实现上位 机监控。 （3）通过 IE 浏览器访问实现远程控制，可实现
西门子S7-200系列PLC与调速装置的通讯及调速控制的实现 2
摘要随着自动化控制理论、工业控制网络和计算机、通信网络技术等的飞速发展，在工业场合中，PLC技术应用广泛。
在电机控制方面，通常使用变频器达到调节电机速度的目的。
本文首先对本文设计的系统的主要技术进行了简单介绍，主要包括PLC技术和变频调速技术。
并且针对PLC的I/O口的规模对PLC进行了分类。
同时本文分别就PLC 技术和变频调速技术进行详细的阐述。
并且就本系统使用的S7-200PLC系类PLC进行了详细的分析。
同时本文针对系统的需求和PLC技术的特点设计了一个完整的调速系统，并且测试了器通讯，对调速控制进行了实现。
关键词PLC技术；变频调速；通信技术；目录摘要 (I)第1章引言 (1)1.1 PLC技术 (1)1.1.1 PLC简介 (1)1.1.1 PLC分类 (1)1.2 变频调速技术 (1)第2章西门子S7-200系列PLC技术与应用 (2)2.1 PLC的工作原理与功能特点 (2)2.1.1 PLC的工作原理 (2)2.1.2 PLC的功能特点 (3)2.2 SIEMENS S7-200 PLC (3)2.2.1 西门子S7-200 PLC 的功能概述 (3)2.2.2 西门子S7-200 PLC 的工作模式 (3)2.2.3S7-200 PLC 网络的通信协议 (4)第3章变频调速技术与应用 (7)3.1变频器的原理与容量计算 (7)3.1.1 变频器的原理 (7)3.1.2 变频器的容量计算 (9)3.2 变频调速原理 (10)第4章系统设计 (12)4.1系统硬件设计 (12)4.2系统软件设计 (14)4.2.1变频调速驱动设置 (14)4.2.2PLC 控制变频器的程序设计 (14)参考文献 (18)致谢 (19)第1章引言1.1 PLC技术1.1.1 PLC简介PLC英文全名为Programable Controller，即可编程控制器，包括逻辑运算、顺序控制、时序、计数以及算术运算等程序。
基于PLC实现三相异步电动机变频调速
基于PLC实现三相异步电动机变频调速控制学院：专业：学号：姓名：基于PLC实现三相异步电动机变频调速一、实验名称：基于PLC实现三相异步电动机变频调速二、实验目的：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。
三、实验器件：220V PLC实验台一套、380V变频器实验台一套、三相电动机一台（=1400r/min，p=2）、光电编码器一个（864p/r）、万用表一个、导线若干。
四、实验原理：通过光电编码器将电动机的转速采集出来并送入PLC中，通过实验程序将采集到的信息与设定值进行比较，当频率满足设定值时用PLC控制变频器（变频器工作在端子调速模式下），电动机停止加速，保持匀速5S，5S后PLC控制变频器加速端子继续加速。
频率上限为45Hz，此后电机开始减速，当到达设定的频率时，PLC控制变频器停止加速，保持匀速5S，5S后PLC控制变频器减速端子继续减速；反转类同于正转过程。
实验速度曲线如下图：五、实验原理图及接线图： 1.实验原理图： 光电编码器：光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
这是目前应用最多的传感器， 光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90º的两路脉冲信号。
基于PLC实现的三相异步电动机变频调速控制
基于Plc控制电机调速实验报告电控学院电气0904班李文涛07 —、实验名称：基于PLC实现的三相异步电动机变频调速控制二、实验目的：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。
三、实验器材：220V PLC实验台一套、380V变频器实验台一套、万用表一个、导线若干三、实验各部分原理：1．实验主要器件原理1)光电编码器：光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。
2）变频器：I原理概述变频调速能够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，因此可以方便地控制机械传动的上升、下降和变速运行。
变频应用可以大大地提高工艺的高效性(变速不依赖于机械部分)，同时可以比原来的定速运行电机更加节能，变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感。
矢量控制：U/f控制方式建立于电机的静态数学模型，因此，动态性能指标不高。
对于对动态性能要求较高的应用，可以采用矢量控制方式。
矢量控制的基本思想是将异步电动机的定子电流分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和与其相垂直的产生转矩的电流分量(转矩电流)，并分别加以控制。
由于在这种控制方式中必须同时控制异步电动机定子电流的幅值和相位，即控制定子电流矢量，这种控制方式被称为矢量控制（Vectory Control）。
基于S7-200PLC和组态王的组态仿真控制系统研究与开发
24科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONDOI：10.16661/ki.1672-3791.2019.18.024基于S7-200PLC和组态王的组态仿真控制系统研究与开发①刘振方(河北水利电力学院 河北沧州 061001)摘 要：S7-200PLC作为一种可编程逻辑控制器，可对数据信息进行集成式控制，并可保证数据的高效率处理。
组态王软件以网络和硬件为搭载平台，具有功能性和开放性等特点，可实现动态式监控，保证系统的合理性运行。
该文对S7-200PLC的优点和组成进行分析，对组态王软件的特性进行论述，并以水塔水位自动控制对S7-200PLC和组态王软件进行设计，保证系统运行的可实施性。
关键词：S7-200PLC 组态王 组态仿真控制系统中图分类号：TP31文献标识码：A文章编号：1672-3791(2019)06(c)-0024-021 S7-200PLC概述1.1 S7-200PLC优点PLC作为一种数字运算操控装置，其可实现数据信息的精准运算，通过集成式处理模块，可对数据信息进行采集、逻辑运算、顺序控制等指令，现已被广泛应用到各大领域中。
S7-200PLC控制器可对信息进行模块化处理，其数据信息处理速度快，同时具有延展性和高生产性，可实现开放式通信模式。
S7-200PLC体积结构紧凑，可适用于多种工作环境，同时具有高存储性，可对信息进行高效处理，其实时反应速率也为数据信息提供安全保障。
1.2 S7-200PLC组成S7-200PLC一般由编程器、写入器、内置存储卡、文本显示器、基本单元和扩展单元组成，在内部各模块的协调工作下，可实现指令的精准操控。
编程器主要作用是为用户提供编写平台，并将用户编写的程序进行存储与管理，在PLC运行过程中，一般按照编程指令进行操控，为保证指令操控的正确性，一般需对其进行调试运行，并对运行轨迹和预期指令进行对比，当发现问题时可及时进行解决。
基于S7-200PLC和组态王的组态仿真控制系统研究与开发
基于S7-200PLC和组态王的组态仿真控制系统研究与开发作者：刘振方来源：《科技资讯》2019年第18期摘 ;要：S7-200PLC作为一种可编程逻辑控制器，可对数据信息进行集成式控制，并可保证数据的高效率处理。
组态王软件以网络和硬件为搭载平台，具有功能性和开放性等特点，可实现动态式监控，保证系统的合理性运行。
该文对S7-200PLC的优点和组成进行分析，对组态王软件的特性进行论述，并以水塔水位自动控制对S7-200PLC和组态王软件进行设计，保证系统运行的可实施性。
关键词：S7-200PLC ;组态王 ;组态仿真控制系统中图分类号：TP31 ; 文献标识码：A ; ; ; ; ; ;文章编号：1672-3791（2019）06（c）-0024-021 ;S7-200PLC概述1.1 S7-200PLC优点PLC作为一种数字运算操控装置，其可实现数据信息的精准运算，通过集成式处理模块，可对数据信息进行采集、逻辑运算、顺序控制等指令，现已被广泛应用到各大领域中。
S7-200PLC控制器可对信息进行模块化处理，其数据信息处理速度快，同时具有延展性和高生产性，可实现开放式通信模式。
S7-200PLC体积结构紧凑，可适用于多种工作环境，同时具有高存储性，可对信息进行高效处理，其实时反应速率也为数据信息提供安全保障。
1.2 S7-200PLC组成S7-200PLC一般由编程器、写入器、内置存储卡、文本显示器、基本单元和扩展单元组成，在内部各模块的协调工作下，可实现指令的精准操控。
编程器主要作用是为用户提供编写平台，并将用户编写的程序进行存储与管理，在PLC运行过程中，一般按照编程指令进行操控，为保证指令操控的正确性，一般需对其进行调试运行，并对运行轨迹和预期指令进行对比，当发现问题时可及时进行解决。
S7-200PLC的编程器包括智能型和简易型两种，其中智能型编程设备，可通过计算机进行控制编写，将独立的软件操控與计算机进行连接，可实现图形化语言编程，并可通过显示设备进行实时监控;简易型编程设备可进行现场实际操控，且操作度较低、价格低廉，但显示功能较差，且只能进行单一指令输入。
基于S7-200PLC和组态王的组态仿真控制系统研究与开发
基于S7-200PLC和组态王的组态仿真控制系统研究与开发一、引言随着工业自动化的不断发展，PLC控制系统在工业生产中扮演越来越重要的角色。
PLC （可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业控制的自动化控制设备，其主要作用是对生产设备进行控制和监测。
为了更好地应对不同的工业生产需求，研究开发基于S7-200 PLC和组态王的组态仿真控制系统是一项具有重要意义的工作。
S7-200 PLC是由德国西门子公司生产的一款高性能工业控制器，具有可靠性高、成本低、易于编程等特点。
组态王是一款功能强大的工业控制系统软件，能够实现对PLC控制系统的仿真、调试和监控。
基于S7-200 PLC和组态王的组态仿真控制系统研究与开发，将有助于提高工业生产自动化水平，提高生产效率，降低生产成本，增强设备稳定性和可靠性。
本文将从PLC控制系统的基本原理入手，介绍S7-200 PLC和组态王的特点和功能，然后重点阐述基于这两者的组态仿真控制系统的研究与开发过程，最后探讨其在工业生产中的应用前景。
二、S7-200 PLC和组态王的特点和功能S7-200 PLC是一种紧凑型的工业控制器，采用模块化设计，能够满足不同规模和复杂度的控制需求。
它具有如下特点和功能：- 高性能：S7-200 PLC采用先进的处理器和高速通讯接口，具有快速响应和高精度的控制能力。
- 易于编程：S7-200 PLC支持多种编程语言，如 ladder diagram（LD）和指令列表（IL），对程序员来说较为友好，易于上手。
- 成本低：S7-200 PLC在硬件成本和维护成本上均较为低廉，适合中小型企业使用。
组态王是一款专业的工业控制系统软件，具有丰富的功能和易用的界面，主要包括以下特点和功能：- 灵活性：组态王支持多种通讯协议和外设接口，可以轻松与各种PLC控制系统进行通讯。
- 实时监控：组态王可以实时监控PLC程序的运行状态，以及各种传感器和执行器的工作状态，方便工程师对控制系统进行调试和故障排除。
基于PLC控制的三相异步电动机变频调速系统设计
控制装置选用西门子￥７２００系￣ＩｊＰＬＣ ＣＰＵ２２４ＸＰＣＮ， 这种 型号的ＰＬＣ除了带有输 入输 出点外 ，还有 １个模拟
２０１２￣ 第第 ６期ｗｍｖ． ｔｙｊ ｘ ． ｎ麓ｅｔ ９ ’７ １Ｉ
．
麓 一
造
量输入 点和 １个模 拟量输 出点。这一型号ＰＬＣ输 出的模 拟量是０～１０Ｖ，对应的整型数据是０～３２ ０００，能够满 足变频 器模拟 电压调速控制的需要 。
【关键词】异 步电动机 变频调速 ＰＬＣ
一 、 前言
三 相异 步 电动机 因其结 构牢 固 ，制造方 便 ，价格 低廉 ，运行可靠 ，容易做成高转速 、高 电压 、大 电流 、 大容 量的 电动机 ，在 工业生 产 系统 中得到 了广泛 的应 用。随着工业控制要求的不断发展 ，对 电动机速度控制 的要求也越来越高 ，三相异步 电动机调速 的方法很 多， 调压 、串电阻 、滑差 、变频等方式都不 同程度地应用于 各种 各样 的工控 领域 。随着 变频 技术 的发展 ，变 频 器 越来越 多地被应 用于调速 场合 。ＰＬＣ 因其具 有可靠性 高 ，抗干扰能力强 ，系统的设计 ，建造工作量小 ，维护 方便及容易改造的特点 ，长期以来始终是现代工业控制 领域的主流控制设备 。本文介绍 的以ＰＬＣ为控制核心 ， 结合变频器构成的三相异步 电动机调速 系统 ，可实现速 度的设定与连续可调。
基于PLC与组态软件的电机变频调速系统
组态软件进行的，是由开发环境和运用环境构成的，开发环境 则是应用程序的集成开发，在这个环境中完成界面的设计，变 量的定义等，它能够生成晚上的图形；在开发的过程中，涉及 到大量的变量，这些变量有很多的数据类型，能使很多的被控 对象抽象，形成一定的数据曲线，并且将有关的数据进行记 录，再遇到困难的时候进行一定的安全防范，更好地实现有效 地生产。在组态运行的过程中，组态运行的环境，是用于显示 画面开发系统中建立的图像画面，并进行软件与PLC之间的数据 的交换，同时实现更新变量的数值，并生成相应的数据文件。 一般设计的步骤如下：
2018.No27 78
基于PLC与组态软件的电机变频调速系统
王璞
(邢台思达电子有限公司)
摘 要：随着信息时代的到来，工业生产中对工业控制 的要求也越来越高，特别是对电动机的速度的控制要求比较 多。在现在的工业生产过程中，将PLC、组态软件有效结合起 来，通过组态存储记录各个工况下的参数，能有效控制电动 机的速度。
关键词：PLC 组态软件 电机变频调速 工业控制不断发展，对电动机的速度控制的要求也越来越 高。在电机变频调速系统中运用PLC和组态软件，可以有效运用 PLC比较高的可靠性以及抗干扰能力，有效减少工作量，易于操 作人员的维护和进一步的改造。本设计是以PLC为控制核心，结 合组态软件对电机变频调速的影响完成对电动机速度的控制， 为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的工具[1]。既 可以有效改善操作人员的工作环境，也可以提高操作过程中的 安全性能，同时也提高了工业的生产效率。 一、系统设计的总体架构 该系统平台上的控制平台主要是远程监控层及PLC控制 层、上位机监控层。对这个系统的分析可分为三个方面：第一 是基层PLC加变频器进行三相异步电动机的控制的实现；第二， 实现上位机的监控，主要是在MGGS的基础上建立上位机PC机与 PLC之间的通信连接。第三，远程控制通过IE浏览器实现，并根 据B/S模式实现远程监控。 二、PLC和变频器相结合实现变频调速 本系统运用变频器实现对三相异步电动机的变频调速控 制，我们也将运用无极调速及采用光电编码器的闭环控制方法 实现对电动机的控制。采用PWM技术对电动机进行控制，由于 其控制比较简单，也比较灵活，动态响应比较好等特点成为现 在电子设备中被广泛运用的控制方式，也是当今人们研究的热 点。本文所研究的是集合组态软件实现在上位机组态界面上的 电动机的运行。其实现的过程是通过软件编程使PLC输出有关的 脉冲，再链接到控制器的一个端子，这样可以改变PWM脉冲的输 出频率，我们就可以在组态软件中通过设定该脉冲的频率来确 定电动机的转速。 三、触摸屏控制设计 在电机变频调速的过程中，触摸屏控制是其中的一个重 要部分。在触摸屏设计的过程中，首先要选择一个型号的触摸 屏，根据其在计算机上的相关软件的支持和说明，进行触摸屏 有关参数的下载，然后与PLC相连，通过通信则可以实现对电动 机的加速、减速等的控制。当触摸屏接通电源后，可以自动接 入到相应的画面，根据需要则可以通过人机交互相结合实现对 下位机的PLC实施控制，从而有效提高系统的可靠性。 四、基于组态软件的上位机监控 组态软件是根据PC硬件和另一种运用在windows平台上的
基于西门子S7-200PLC的三相异步电动机调速实验系统设计
滁州职业技术学院学报 允韵哉砸晕粤蕴 韵云 悦匀哉在匀韵哉 灾韵悦粤栽陨韵晕粤蕴 驭 栽耘悦匀晕陨悦粤蕴 悦韵蕴蕴耘郧耘
Sep.2018 灾燥造援1苑 晕燥援3
基于西门子 S7-200PLC 的三相异步电动机 调速实验系统设计
郭志冬
（三门峡职业技术学院，河南 三门峡 472000）
数字量输出，10 点数字量输出；2 路模拟量输入，1 路模拟量输出。触摸屏采用西门子 Smart 700IE，提 供了人机界面的标准功能，经济实用，具备高性价 比；和 S7-200 西门子 PLC 组成完美的小型自动化 解决方案。变频器采用西门子 V20 变频器，变频器 具有调试过程快捷、易于操作、稳定可靠以及经济 高效的特点，内置常见的连接宏与应用宏，简化操 作，开箱即用[4]。
是一门地位非常重要的专业核心课程。这门课程主
要培养学生在工业自动化控制系统中分析问题和
解决问题的能力，课程的特点是突出应用性和实践
性。课程教学多采用实践教学和理论教学一体化的
教学模式，实践教学过程中要利用计算机和实训装
置或实验系统进行学习。其中，电机的调试控制及
其实验系统是 PLC 应用中最具实用价值和应用意
·80·
滁州职业技术学院学报 圆园18 年第 3 期
备中[3]。本文中采用的编码器型号为 LPD3806-400BM-
G5-24C，为增量型编码器，轴转一周输出 400 脉冲，
AB 两相输出，使用时通过联轴器和电机轴相连，与
电机同步旋转，输出脉冲信号和 PLC 的输入端连
接，通过 PLC 内部的高速计数器对脉冲数进行计
渊二冤编码器的测速原理 光电编码器是一种将机械几何位移量转换成数 字量或脉冲信号的光电转换传感器，根据其刻度方 法和输出形式可分为增量型和绝对型两种。这是目 前应用最多的传感器，广泛应用于数控机床、私服系 统、机器人、雷达等需要检测角度和转速的装置和设
PLC在三相交流异步电动机变频调速中的应用
择” 参数ｐ ｒ ７ ９ ＝ ２ ， 启动信号和运 行频率都 由外部给定， 设定运 行频率 的“ 输入 电压 ” 参 数ｐ ｒ ７ ３ ＝ ｌ ， 即Ｄｃｏ一 １ Ｏ 入。 然后， 可将 Ｐ Ｌ Ｃ的 开关 量 输 出接 到变 频
器的正转启动（ Ｓ Ｔ Ｆ ） 和反转启动（ ｓ １ Ｒ） 端子上， 将Ｐ Ｌ Ｃ的模拟量输出接到变
本控制系统用Ｐ Ｌ Ｃ实现 电机转速 的测量和控制，通过变频器来改变三 相异步 电动机 的转速。若通过上位机利用监控组态软件可 以实现 与Ｐ Ｌ Ｃ的 通信和监控 ， 从而构成一个 结构合理、 功能丰富的电机控制系统。在这个系 统的基础上 ， 若改变测量环节和相应的控制策略， 可以实现诸如变频供水、 通风机的控 制等许多 以三相交流异步电动机调速为基础的应用系统。■
３结 语
１ ． ２ Ｐ Ｌ Ｃ与变 频 器 的 连接
变频器在外部端子操作方式下， 通过变频器的接线端子， 可 以实现对变 频器的正／ 反转控制 、 多段转速 选择及频率给定等功能， 其中运 行频率的给 定可 以通 过电压、 电流或外接 电位器 的方式调节。 Ｐ Ｌ Ｃ与变频器连接时，首先通过变频器的操作面板 设定变频器的工作 参数 ， 对于本 系统 使用的三菱Ｆ Ｒ— Ｅ ５ ４ Ｏ 一１ ． ５ Ｋ 变频 器， 应设定“ 操 作模 式选
图３主程序框 图
图４中断程序框 图
图 ２ 输 入 接 口 电路
模拟量输出模块Ｅ Ｍ２ ３ ２ 的输出电压为一１ ｏ ￣ ＋１ Ｏ ｖ， １ ２ 位分辨率 。Ｐ Ｌ Ｃ 过控制运算后 ，得到的控制信号需要转换成Ｐ Ｌ Ｃ的Ｄ／ Ａ 模块所规定 的数据 格式 ， 通过Ｅ Ｍ２ ３ ２ 输 出给变频器的频率 设定端， 改变 变频器的输出频率， 从 而实现对电机转速的控制 。
基于S7-200PLC和组态王的组态仿真控制系统研究与开发
基于S7-200PLC和组态王的组态仿真控制系统研究与开发【摘要】本研究以S7-200PLC和组态王为基础，针对组态仿真控制系统进行了研究与开发。
首先介绍了S7-200PLC和组态王的基本知识，然后详细设计了组态仿真控制系统并进行了开发工作。
通过系统性能测试，验证了系统的稳定性和可靠性。
研究成果包括系统的设计与开发，为工程应用提供了新的可能性。
同时指出存在的问题并展望未来的发展方向，为组态仿真控制系统在工程领域的应用提供了展望，具有一定的研究意义和实践价值。
【关键词】S7-200PLC, 组态王, 组态仿真控制系统, 研究背景, 研究目的, 研究意义, 系统性能测试, 研究成果总结, 存在问题与展望, 工程应用前景展望.1. 引言1.1 研究背景随着工业自动化技术的不断发展，PLC控制系统在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
S7-200PLC作为西门子公司推出的一款经典产品，具有稳定性高、功能丰富、易于编程等特点，在工业控制领域得到了广泛应用。
随着工业生产对于自动化、智能化要求的不断增加，传统的PLC 控制系统已经不能完全满足生产的需求。
研究基于S7-200PLC和组态王的组态仿真控制系统，以提升控制系统的稳定性、灵活性和智能化水平，具有重要的现实意义和深远的理论意义。
1.2 研究目的研究目的是通过基于S7-200PLC和组态王的组态仿真控制系统研究与开发，实现对工业自动化控制系统的模拟和调试，提高控制系统的稳定性和效率。
具体目的包括：1. 探究S7-200PLC在工业控制领域的应用特点和优势，为进一步的系统设计和开发提供基础支持；2. 研究组态王软件在系统仿真和调试方面的优势，有效提高系统开发的效率和准确性；3. 设计和开发基于S7-200PLC和组态王的组态仿真控制系统，实现对工业控制系统的模拟和调试，验证系统的可行性和稳定性；4. 对系统进行性能测试，评估系统在工程应用中的实际效果和性能表现，为工程应用提供参考和指导。
基于S7-200PLC和组态王的组态仿真控制系统研究与开发
基于S7-200PLC和组态王的组态仿真控制系统研究与开发1. 引言1.1 背景介绍本研究将基于S7-200PLC和组态王软件，结合组态仿真技术，旨在研究和开发一种高性能的组态仿真控制系统。
通过对S7-200PLC的基本原理介绍、组态王软件特点分析以及系统的设计与开发流程等方面的深入研究，将实现对工业控制系统的技术创新和性能提升，为工业自动化领域的发展贡献一份力量。
1.2 研究意义本研究旨在结合S7-200PLC和组态王软件，研究并开发一种基于组态仿真的控制系统。
这对于提高工业控制系统的设计调试效率、降低实际系统搭建成本具有重要意义。
通过实现仿真控制系统的设计与开发，不仅可以提高工程师的实践能力，还可以为控制系统的优化提供有效的手段。
1.3 研究目的本研究的目的是针对基于S7-200PLC和组态王的组态仿真控制系统进行深入研究与开发，旨在探讨如何利用现代化的PLC技术和先进的组态软件实现工业控制系统的仿真和优化。
具体目标包括：1. 深入了解S7-200PLC的基本原理和工作原理，掌握其在工业控制领域的应用特点和优势；2. 分析组态王软件的特点和功能，探讨其与PLC的协作方式，以及如何实现对PLC程序的组态和仿真；3. 设计和开发基于S7-200PLC和组态王的组态仿真控制系统，研究其在工业自动化控制中的应用效果和优势；4. 结合实际工程案例进行仿真实例分析，验证系统设计和开发的可行性和有效性；5. 对系统性能进行综合评估，包括响应速度、稳定性、可靠性等方面的指标，为今后工业控制系统的优化和发展提供参考和指导。
通过本研究的开展，旨在为工业控制系统的智能化和优化提供新的思路和方法，促进工业自动化技术的不断创新与发展。
2. 正文2.1 S7-200PLC的基本原理介绍S7-200PLC是西门子公司推出的一款高性能可编程逻辑控制器，具有快速响应、稳定可靠、易于编程等特点。
其基本原理是将输入信号根据设定的逻辑规则进行处理，并控制输出信号，实现自动化控制。
毕业设计(论文)-基于S7-200PLC的变频调速电梯控制系统设计
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称基于S7-200PLC的变频调速电梯控制系统设计学院电气与信息工程学院专业班级自动化101班姓名学号毕业设计(论文)的主要内容及要求：根据电梯的设计要求和性能指标，确定PLC的控制任务，完成PLC的硬件设计、I/O地址分配、变频器的参数设置，绘制出PLC、曳引系统、显示系统、旋转编码器、门机电机等模块之间的硬件连接、系统框图。
在此基础上，分模块画出程序流程图，设计PLC的梯形图。
要求具备以下能力：（1）熟练使用STEP7编程软件（2）查阅相关文献了解电梯变频控制系统的组成及原理（3）基于 S7-200 PLC 和 FR-A540 通用变频器的实现六层电梯的控制，并运用与之相配的STEP7编程软件，通过STL和LAD两种编程语言编制控制程序。
指导教师签字：┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊摘要电梯是高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具。
由于传统的电梯运行逻辑控制系统采用的是继电器逻辑控制线路。
采用这种控制线路，存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。
从技术发展来看，这种系统将逐渐被淘汰。
随着电梯拖动技术、控制技术的快速发展，电梯已从直流电动机拖动到交流单速、交流双速电动机驱动，到交流调压调速控制，发展到交流调压调频技术控制，其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制，使得电梯运行的可靠性、安全性、舒适感、平层精度、运行速度、节能降耗、降低噪音等方面得到了极大的发展。
新制造的电梯都采用了对电动机实现线性调速的调压调频技术，由于vwF电梯采用微机控制，有完善的自检测、自诊断、自保护功能，因而十分安全可靠。
在研究电梯基本结构的基础上，阐述了电梯的拖动原理和控制原理，重点分析了电梯改造中如何用变频器和PLc来完善电梯控制系统，研究并提出了基于PLc和变频器的电梯控制系统的实现方案，利用FR-A540型变频器可编制速度曲线的特点为电梯舒适度的提高，提供了技术支持。
组态王与西门子S7200_PLC通讯配置方案汇总[1]
![组态王与西门子S7200_PLC通讯配置方案汇总[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/dad387f04693daef5ef73d79.png)
组态王软件与西门子S7200 PLC通讯配置方案汇总此文档由北京亚控公司提供，仅作为组态王与OMRON PLC 通讯配置的使用参考，北京亚控公司不对此文档涉及的OMROM软硬件配置部分承担任何使用责任，OMRON软硬件的详细说明请参考OMRON厂家提供的使用说明，关于OMRON软硬件配置过程中的疑问请致电OMRON 厂家技术支持工程师。
目录串口通讯方式： (3)MPI通讯卡方式： (4)以太网通讯方式： (4)Profibus –DP通讯方式： (5)Profibus –S7通讯方式： (5)Modem通讯方式： (6)组态王软件和S7200 PLC 可以通过一下通讯链路进行通讯，具体说明如下：串口通讯方式：硬件连接：此种方式使用S7200系列PLC上的PPI编程口，使用西门子标准编程电缆或标准485电缆链接到计算机串口上:当使用计算机的RS232通讯口时：建议使用西门子专用紫色电缆和网络接头＋常规有源RS485/232转换模块（如研华的ADAM4520）进行PLC 485编程口和计算机标准232口的连接）；当使用计算机扩展RS485口时：建议使用西门子专用紫色电缆和网络接头直接进行PLC RS485编程口和计算机RS485口的连接。
注意：PLC的PPI口中9针口：3―DATA＋ ；8―DATA －适用场合：一般适用于一个PLC和一台PC进行直接串口通讯的场合，PLC和PC机之间距离较近；组态王对应驱动（常用直接驱动有3个）：（1）PLCÆ西门子ÆS7-200系列ÆPPI（2）PLCÆ西门子ÆS7-200系列Æ自由口（3）PLCÆ西门子ÆS7-200系列ÆModbus特殊软件需求：组态王所在的计算机不需要安装s7200编程软件。
各自具体配置按照组态王对应驱动帮助执行即可。
注意：因为PPI协议的特殊性，读取一个数据包一般需要400MS的时间，当用户反馈PPI 通讯速度慢时，请以此标准分析用户工程通讯速度慢是否在合理的范围；如果在该驱动所支持的合理范围内，用户仍然不满意时，建议更换为自由口或modbus通讯方式。
基于PLC控制的三相异步电动机变频调速控制
基于PLC控制的三相异步电动机变频调速控制作者：谢茂来源：《中国科技博览》2014年第21期[摘要]随着现代电力电子技术的飞速发展，异步电动机变频调速所要求的变频电源几乎都采用静止式变频器。
利用变频器进行调速控制时，只需改变变频器内部逆变电路换流器件的开关顺序，即可以达到对输出进行换相的目的，很容易实现电动机的正、反转切换。
本文将主要探讨基于PLC控制的三相异步电动机变频调速控制。
[关键词]PLC 三相异步电动机变频调速中图分类号：U264.91+3.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0047-01由于电动机转子惯性的缘故，异步电动机从切除电源到停转有一个过程，需要一段时间。
为了缩短辅助时间、提高生产效率，许多机床（如万能铣床、卧式镗床、组合机床等）都要求能迅速停车和精确定位。
这就要求对电动机进行制动，强迫其立即停车。
机床上制动停车的方式有两大类：机械制动和电气制动。
机械制动是利用机械或液压制动装置制动。
电气制动是由电动机产生一个与原来旋转方向相反的力矩来实现制动。
机床中常用的电气制动方式有能耗制动和反接制动。
1 三相异步电动变频器电路连接的要点①变频器前面一定要加接触器。
输入侧接触器的作用。
一般说来，在断路器和变频器之间，应该有接触器。
a.可通过按钮开关方便地控制变频器的通电与断电。
b.发生故障时可自动切断变频器电源，如：变频器自身发生故障，报警输出端子动作时，可使接触器KM迅速断电，从而使变频器立即脱离电源。
另外，当控制系统中有其他故障信号时，也可迅速切断变频器电源。
②变频器与电动机之间是否接输出接触器。
并不要求和工频进行切换时，变频器与电动机接触器，则有可能在变频器的输出频率较高的致变频器跳闸。
a.当一台变频器只控制一台电动机，且并不要求和工频进行切换时，变频器与电动机之间不要接输出接触器。
因为如果接入了输出接触器，则有可能在变频器的输出频率较高的情况下启动电动机，产生较大的启动电流，导致变频器跳闸。
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Ｖｂｌ．２９Ｎｏ．２ ｈｐｒ．２０１９
基于Ｓ７—２００ ＰＬＣ与组态王的三相异步电机变 频调速控制
唐明媚
（北华航天工业学院机电工程学院，河北廊坊０６５０００）
图４反向设定程序 图５停车程序
图７速度上升程序（二）
操作组态界面的“速度降”按钮时执行的程序， 如图８、图９所示，参见网络７、８。每按一次，当前频 率减少５Ｈｚ运行，并显示新的运行频率。频率最小 值为０Ｈｚ。
图６速度上升程序（一）
图８速度下降程序（一）
频率的设定和显示程序，如图１０、图１１所示， 参见网络９、１０。设定好频率，按下“速度设定确定” 按钮后，变频器输出设定的频率，电动机按设定速 度旋转，不改变当前转速方向。
０引言 电动机种类较多，按用途可划分为驱动用电动
机和控制用电动机等。三相交流异步电动机为驱 动用电动机，其工作原理为：三相定子绕组通人三 相交流电，产生旋转磁场，旋转磁场切割转子绕组， 转子绕组中产生感应电流，载流的转子导体在定子 旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上 形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方 向与旋转磁场方向相同。
变量ｌ：速度当前值，Ｉ／Ｏ整数，连接到ＰＬＣ，寄 存器ＶＩＯ，数据类型为ＳＨＯＲＴ，读写属性为读写；
变量２：速度设定值，Ｉ／Ｏ整数，连接到ＰＬＣ，寄 存器Ｖ３０，数据类型为ＳＨＯＲＴ，读写属性为读写；
变量３：速度增，Ｉ／Ｏ离散，连接到ＰＬＣ，寄存器
２０１９年４月
北华航天工业学院学报
第２９卷
Ｍ０．０，数据类型为Ｂｉｔ，读写属性为读写； 变量４：速度减，Ｉ／Ｏ离散，连接到ＰＬＣ，寄存器
速度”、“速度升”、“速度降”为文本，没有值输入、值
输出、也没有命令语言连接。
，。速妨向；’．，：速度方向显示，：‘：：１
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ｒ当前速度２速度升ｒ、速度降：’２：
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图１组态画面
１。３．５命令语言 应用程序命令语言为：
ｉｉ“ｆ（悴ｘｖ站本点立＼占方Ａｘ向Ｔｙ＝向＝０＝）＝悴１）站蝴点点＼＼方方向向显显示示＝＝””正反转转””；；
摘要：本文设计了一套基于Ｓ７—２００ ＰＬＣ与组态王的三相异步电机变频调速控制系统，包含控制系统的硬件接 线图，ＰＬＣ梯形图及变频器的参数设定、组态的设计。系统可以实现电机的启动、停车、升速、降速以及按设定速度 运行等功能，同时能够显示当前速度。通过调试，本方案达到了预期的运行效果。 关键词：ＰＬＣ，变频器，组态王 中图分类号：ＴＰ２７ｌ文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—７９３８（２０１９）０２—０００１—０４
此硬件系统由四部分构成：按钮、ＰＬＣ、变频器 以及三相异步电机。ＰＬＣ为西门子ｓ７—２００， ＣＰＵ２２４ ＡＣ／ＤＣ／ＲＬＹ型，变频器为西门子ＭＩＣＲＯ．
基金项目：北华航天工业学院教研课题（ＫＣ一２０１３－０１２） 收稿日期：２０１８－０９－２１ 作者简介：唐明媚（１９７５一），女，副教授，硕士，河北唐山人，主要 从事机电一体化科研和教学工作。
三相异步电机的转速公式为：ｎ＝６０ｆ＊（卜ｓ），ｐ， 从而通过改变电源的频率ｆ，改变电机的磁极对数 Ｐ，及转差率ｓ等都可以达到改变转速的目的。其中 变频调速效率高，没有附加损耗，调速范围大，特性 硬、精度高，已被广泛应用。
本系统控制要求为快速准确地对三相异步电 机进行启停及调速控制。 １控制方案 １．１硬件接线
１．４ ＰＬＣ梯形图 上电初始化程序，如图２所示，参见网络１。首
个扫描周期，将速度当前值设为０； 设定转速方向为正向的程序，如图３所示，参见
图２初始化程序
网络２。此时输出频率为０Ｈｚ，若在此基础上操作速 度升降按钮或速度设定，则电动机可以按照设定的 频率正转。
图３正向设定程序
设定转速方向为反向的程序，如图４所示，参见 网络３。此时输出频率为０Ｈｚ，若在此基础上操作速 度升降按钮或速度设定，则电动机可以按照设定的 频率反转。
ＭＡＴＥＲ ＭＭ４２０型，电动机为三相笼型异步电动 机。三个按钮用于操作正转、反转和停车；ＰＬＣ三个 数字量输出端组合控制正转、反转和停车；ＥＭ２３５ 模拟量输出端控制转速的大小。 １．２变频器参数设置
变频器参数设置如表１所示。先令Ｐ００１０＝３０， Ｐ０９７０＝１，保持至少３分钟，恢复出厂设置。然后设 定Ｐ０００３＝２允许访问扩展参数，设定电机参数时先 设定Ｐ００１０＝Ｉ，电机参数设置完成后设定Ｐ００１０＝Ｏ， 再进行其它参数的设定。 １．３组态设计
组态软件选用组态王６．５５。 １．３．１新建工程
新建工程，输人工程名，如：“基于ＰＬＣ与变频 器的调速系统”，并存储。 １．３．２新建设备
在工程浏览器界面双击“设备”，选择ＰＬＣ／西门 子／￥７—２００系列／ＰＰＩ；设备逻辑名称自取，如“ＰＬＣ”； 与设备所连接口为ＣＯＭｌ（在电脑的设备管理器中 可查询到）；地址为２：１。 １．３．３定义变量
Ｍ０．１，数据类型为Ｂｉｔ，读写属性为读写； 变量５：速度设定，Ｉ／Ｏ离散，连接到ＰＬＣ，寄存
器Ｍ０．２，数据类型为Ｂｉｔ，读写属性为读写； 变量６：方向，Ｉ／Ｏ离散，连接到ＰＬＣ，寄存器
ＱＯ．１，数据类型为Ｂｉｔ，读写属性为读写；
变量７：方向显示，内存字符串。
１．３．４新建画面
新建画面如图１所示。其中“速度方向”、“当前
停车控制程序，如图５所示，参见网络４。
第２期
唐明媚：基于Ｓ７—２００ ＰＬＣ与组态王的三相异步电机变频调速控制
操作组态界面的“速度升”按钮时执行的程序， 如图６、图７所示，参见网络５、６。为每按一次“速度 升”按钮，当前频率增加５Ｈｚ运行，并显示新的运行 频率，频率最大值为５０Ｈｚ。
２０１９年４月
一３一
２０１９年４月
北华航天工业学院学报
第２９卷
图９速度下降程序｛－－） 图１０频率设定及显示程序（一）
２结语
图１１频率设定及显示程序（二）
本设计能够实现启停以及改变转速的操作，能
显示当前运行速度频率。系统操作如下：操作正转