PLC与变频器控制电机多段速

电气工程系统设计报告书

题 目 基于

PLC 、变频器控制电机的多段速

院 部 名 称 机电工程学院

专 业 电气工程及其自动化

班 级 11电气（一）班

组 长 姓 名 周 颖

同 组 学 生 李静 洪润娜 设 计 地 点 工科楼 设 计 学 时 2周 指 导 教 师 刘旭明等

金陵科技学院教务处制

成绩

目录

一、设计任务和要求 (1)

二、设计思路 (1)

三、系统硬件设计 (1)

PLC (1)

变频器 (3)

I/O接线图设计 (9)

四、系统软件设计 (10)

系统流程图 (10)

程序编制步骤 (10)

五、调试过程与结果 (14)

六、总结与体会 (14)

七、参考资料 (14)

八、附录 (15)

一、设计任务和要求

电气工程系统设计是考察学生利用大学学过的专业知识，进行综合的系统方案设计并最终完成系统硬件连接和软件调试，能够使学生对电气工程与自动化的专业知识进行综合应用，培养学生的自主学习能力、工程实践能力、创新能力和团队协作能力，撰写一篇符合规范的设计说明书或技术总结报告文档，并参加答辩，为后续的毕业设计奠定基础。

要求完成的工作量包括：

1)搭建所设计的系统硬件电路，完成系统调试，实现设计功能，并在验收

现场演示运行效果。

2)设计结束，对设计成果进行五分钟PPT汇报，并参与答辩。

3)设计结束，上交开题报告书及技术报告等相关设计材料。

二、设计思路

本系统主要由控制信号、控制台、PLC、变频器、三相电动机组成，由图可知，本文通过PLC控制变频器达到变频调速的目的，从而实现交流电机的正转、起停、加速、减速控制以及速度的调节，并且能够在在控制台上进行操作，控制电机调速。

用PLC、变频器设计一个电动机的七速运行的控制系统。

其控制要求如下：

按下起动按钮，电动机以15Hz速度正传，按下功能2速键后转为20Hz速度运行，按下功能3速键转为35Hz速度运行，按下4速键转为40Hz速度运行，按下5速键变为55Hz速度运行，按下6速键变为60Hz速度运行，按下7速键以频率为75Hz速度运行，也可进行减速调节，按停止按钮，电动机即停止。

三、系统硬件设计

PLC

基本结构：

本次实践采用的PLC型号为FX3U—64M。可编程逻辑控制器实质是一种专用

于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：电源、CPU运算和控制中心、存储器、输入输出接口电路、编程器。

◆电源电压：AC100~240V

◆电源电压允许范围：AC85~264V

◆额定频率：50/60Hz

◆允许瞬时停电时间：对l0ms以下的瞬

时停电会继续运行。

电源电压为AC200V的系统时，可以

通过用户程序，可在10~100ms之间更改。

◆电源保险丝：250V

◆冲击电流：最大30A 5ms以下/AC100V,最大65A 5ms以下

/AC200V

◆消耗功率：45W

◆ DC24V供给电源：600mA以下

◆ DC5V内置电源：500mA以下

◆输入形式：漏型/源型

◆输入点数：32

◆输入的连接方式：拆装式端子排(M3螺丝)

◆输入信号电压：AC电源型：DC24V ±10% DC电源型：~

◆输入阻抗:X000~X005Ω) X006~X007Ω)

◆输入信号电流：X000~X005(6mA/DC24V) X006~X007(7mA/DC24V)

◆ ON输入感应电流：X000~X005以上) X006~X007以上)

◆ OFF输入感应电流：以下

◆输入信号形式：无电压触点输入

漏型输入时：NPN开

集电极型晶体管

源型输入时：PNP开

集电极型晶体管

◆输入回路隔离：光耦隔离

◆输入动作的显示：光耦驱动时面板

上的LED灯亮

◆输入回路结构图

◆输出种类：继电器

◆输出点数：32

◆输出的连接方式：固定式端子排(M3螺丝) 拆装式端子排(M3螺丝)

◆外部电源：AC240V以下

◆最大电阻负载：2A/1点

每个公共端的合计负载电流如下:

·输出1点/1个公共端：2A以下

·输出4点/1个公共端：8A以下

·输出8点/1个公共端：8A以下

◆最大感性负载：80VA

◆最小负载：DC5V 2mA

◆开路漏电流：无

◆输出响应时间：约10mS

◆回路隔离：机械隔离

◆输出动作的显示：继电器线圈通电时面板

上的LED灯亮

◆输出回路结构图

变频器

本次实践采用的变频器型号为FR-A700。将电网电压提供的恒压恒频转换成电压和频率都可以通过控制改变的转换器，使电动机可以在变频电压的电源驱动下发挥更好的工作性能。

变频器与PLC的接法

当然上图只是PLC与变频器的原理接线图，仅仅是对频率改变的接线图，在具体的实践上端子STR（反转）、STF（正转）要与PLC的输出端相连。我们的实验中不需要电机反转，所以多接了STF。

通过对RL、RM、RH置数，可以得到23=8，除去“0、0、0”的可能性，一共有七种频率，这就是我们要实现的七段速。