课堂练习PLC控制车辆制造自动化课程群

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,PLC,控制,车辆制造自动化课程群,日期,:,*,页码,:,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,课堂练习PLC控制车辆制造自动化课程群,知识目标,能力目标,素质目标,1.能熟练运用PLC的根本指令和应用指令编写PLC程序，并写入PLC进展综合调试运行；,2.学会运用PLC知识解决实际工程问题的能力；,3.通过学习，提高编程技巧。,1.培养学生团队协作精神，诚信意识；,2.通过讨论、辩论、汇报等，培养学生的表达与沟通能力；,3.提高拓展学习模块课外，培养创新思维能力和主动学习的能力。,一、任务目标,1.熟悉变频器工作原理、操作方法；,2.掌握变频器常用参数及设置方法；,3.掌握用PLC控制变频器的接线与编程。,4.掌握PLC控制系统的设计原那么和设计步骤；学会运用PLC设计复杂电气控制系统的方法。,二、任务导入,在汽车制造自动化生产线传送带上，传送带的运行速度速度并不是单一不变的，而是根据各个工位完成情况来运行。传送带的运动是依靠电机的转动来实现，传送带的运行速度快慢主要是依靠变频器和,PLC,的控制来完成。这种多段速的控制是如何实现的？这就是我们本次课要介绍和解决的内容。,想一想,控制要求：用PLC和变频器控制交流电动机工作，实现交流电动机的多段速度运行，交流电动机运行转速变化如以下图所示。,1根据交流电动机运行转速变化的情况，实现控制系统的单周期自动运行方式。要求按下启动按钮，交流电动机以n1启动，按照运行时间自行切换转速，直至n5完毕。在运行的任何时刻，都可以通过按下停顿按钮使电动机减速停顿。各挡速度、加速度及运行时间见下表。,2利用“单速运行调整/自动运行选择开关，可以实现单独选择任一挡速度保持恒定运行；按下启动按钮启动恒速运行，按下停顿按钮，恒速运行停顿，旋转方向都为正转。,3为了检修或调整方便，系统设有“点进和“点退功能。选择开关位于“单速运行调整挡，电动机选用n1转速运行。,各段速度,n1,n2,n3,n4,n5,变化情况（,r/min,）,600,900,1800,-2700,300,加速度（,s,）,1.5,1.5,1.5,1.5,1.5,减速度（,s,）,1,1,1,1,1,运行时间,T,i,（,s,）,4,3,5,4,5,任务分析：,三、知识学习,一变频器的分类,(1)按变频的原理分类可分为交交变频器和交直交变频器,两种形式，后者使用更多。其原理图如以下图所示。,单一交,交变频器原理图,三、知识学习,交直交变频器的根本组成如以下图示。,交直交变频器的根本组成,三、知识学习,(2)按变频器的用途分类可分为通用变频器和专用变频器。,通用变频器的特点是其通用性。随着变频技术的开展和市场需要的不断扩大，通用变频器也在朝着两个方向开展：一是低本钱的简易型通用变频器；二是高性能的多功能通用变频器。,专用变频器包括用在超精细机械加工中的高速电动机驱动的高频变频器，以及大容量、高电压的高压变频器。,三相异步电动机的变频调速必须按照一定的规律同时改变其定子电压和频率，即必须通过变频器获得电压和频率均可调节的供电电源。,二根本调速原理,1输入侧的额定值主要是电压和相数,在我国的中小容量变频器中，输入电压的额定值有以下几种：,380400V50Hz，200230V50Hz或60Hz。,2输出侧的额定值,1输出电压UN,输出额定电压是指输出电压中的最大值。在大多数情况下，它就是输出频率等于电动机额定频率时的输出电压值。通常，输出电压的额定值总是和输入电压相等的。,2输出电流IN,输出额定电流是指允许长时间输出的最大电流，是用户在选择变频器时的主要依据。,三变频器的额定值和频率指标,3输出容量kVASN,4配用电动机容量kWPN,变频器说明书中规定的配用电动机容量，仅适合于长期连续负载。,5过载能力,3频率指标,1频率范围2频率精度3频率分辨率,三变频器的额定值和频率指标,四变频器的型号说明,1输出频率范围、,2多段速度运行、,3加减速时间、,4电子过电流保护Pr.9,5启动频率,6适用负荷选择,7点动运行、,8参数写入制止选择,9操作模式选择,五变频器的根本参数,六变频器的主接线,七变频器的操作面板,1,PU,显示模式,在,PU,显示模式下，按,MODE,键可改变,PU,显示模式。,2,监视模式,3,频率设定模式,4,参数设定模式,5,操作模式,八变频器的根本操作,变频器的根本操作例如,九变频器的外部端子,思路,电动机的5段速运行可采用变频器的多段运行来控制，变频器的多段运行信号通过PLC的输出端子来提供，即通过PLC控制变频器的RL、RM、RH、STR、STF端子与SD端子的通和断。将P79设为3，采用操作面板PU与外部信号的组合控制，用操作面板PU设定运行频率，用外部端子控制电动机的起动、停顿。,四、任务实施,根据对控制要求的分析，这个控制系统的输入有控制系统启动按钮、控制系统停顿按钮、点进按钮、点退按钮、五段速度设置开关及“单速运行调整/自动运行的功能选择开关共10个输入点；输出有电动机正转选择、电动机反转选择及多段速度选择3个点共5个点。选择型号为FX2N-32MR的PLC，该模块采用交流220V供电，I/O点数各为16点，可满足控制要求，且留有一定的裕量。,一PLC的选择及I/O口分配,PLC,的,I/O,地址,连接的外部设备,在控制系统中的作用,Xl,SAl,启动,1,速,X2,SA2,启动,2,速,X3,SA3,启动,3,速,X4,SA4,启动,4,速,X5,SA5,启动,5,速,X6,SB1,点进,X7,SB2,点退,X10,SB3,停止,Xl l,SB4,启动,X15,SA6,单速运行（调整）自动运行,Yl,RL,变颇器输入端子,多段速度输入选择端,Y2,RM,Y3,RH,Y4,STF,（正向）,电动机的转动方向控制端,Y5,STR,（反向）,根据系统的控制要求、设计思路和变频器的设定参数，,PLC,的输入,/,输出分,配如下表。,变频器选用三菱小型变频器R。变频器的L1、N接入220V外部输入交流电，U、V、W接负载电动机，多段速度设定情况见下表。由于系统要求实现电动机的正、反转控制及多段速度控制，因此将变频器正、反转输入端及多段速度控制端分别与PLC各输出点相连就可以实现各种速度的控制。,速度,端子输入,设定频率,/Hz,STR,STF,RH,RM,RL,1,速,0,1,0,0,1,10,2,速,0,1,0,1,0,15,3,速,0,1,1,0,0,30,4,速,1,0,0,1,1,45,5,速,0,1,1,0,1,5,二变频器选型,上限频率Pr.1=50Hz。,下限频率Pr.2=0Hz。,基底频率Pr.3=50Hz。,加速时间。,减速时间Pr.8=1s。,电子过电流保护等于电动机的额定电流。,操作模式选择外部Pr.79=2。,多段速度设定1速Pr.4=10Hz。,多段速度设定2速Pr.5=15Hz。,多段速度设定3速Pr.6=30Hz。,多段速度设定4速Pr.24=45Hz。,多段速度设定5速Pr.25=5Hz。,三变频器参数设置,四硬件接线,五编程,中间继电器,M0,表示启动信号，,M1,M5,表示,5,种速度状态。在自动控制中，各个速度的转换是通过定时器的常开触点完成的；在每一种速度的恒速运行中，启动信号由选择开关,X15,的状态、多段速度开关,X1,X5,的任一状态及启动按钮决定；在点动控制中，通过点进按钮,X6,和选择开关,X15,的状态选择电动机点进的转速和方向；通过点退开关,X7,和选择开关,X15,的状态选择电动机点退的转速和方向。,六程序说明,实践操作,七实践操作,操作步骤：,1)先给变频器上电，按上述变频器的设定参数值进展变频器的参数设定。2)输入PLC梯形图程序，通过编程软件正确输入计算机中，并将PLC程序文件下载到PLC中。3)PLC模拟调试。,当接线图正确连接好输入设备(按钮SB1、SB2)，进展PLC的模拟调试，观察PLC的输出指示灯是否按要求指示(按下起动按钮SB1，PLC输出指示灯Y0、Y1亮，5s后Y1灭，Y0、Y2亮，再过5s后Y2灭，Y0、Y3亮，再过5s后Y1灭，Y0、Y2、Y3亮，再过5s后Y2灭，Y0、Y1、Y3亮，再过5s后Y3灭，Y0、Y1、Y2亮，再过5s后Y0、Y1、Y2、Y3亮，任何时候按下停顿按钮SB2，Y0Y3都熄灭，Y4闪一下)。假设输出有误，检查并修改程序，直至指示正确。,操作任务：,用PLC和变频器控制交流电动机工作，实现交流电,动机的5段速度运行，交流电动机运行转速变化如以下图所示。,调一调,实践操作,七实践操作,调一调,4空载调试。,将PLC与变频器连接好，但不接电动机，进展PLC、变频器的空载调试，,通过变频器的操作面板观察变频器的输出频率是否符合要求(即按下起动,按钮SB1，变频器输出10Hz，5s后输出20Hz，以后分别以5s的间隔输出,25Hz、30Hz、35Hz、40Hz、45Hz，任何时候按下停顿按钮SB2，变频,器在2s内减速至停顿)，假设变频器的输出频率不符合要求，检查变频器参,数、PLC程序，直至变频器按要求运行。,实践操作,七实践操作,调一调,5)系统调试。,系统接线图正确连接好全部设备，进展系统调试，观察 电动机能否按控制,要求运行(即按下起动按钮SB1，电动机以10Hz速度运行，5s后转为20Hz速度,运行，以后分别以5s的间隔转为25Hz、30Hz、35Hz、40Hz、45Hz的速度运,行，任何时候按下停顿按钮SB1，电动机在2s内减速至停顿)。否那么，检查系统,接线、变频器参数、PLC程序，直至电动机按控制要求运行。,一起动频率(P13),P13为变频器的起动频率，即当起动信号为ON时的开场频率，如果设定变频器的运行频率小于P13的设定值时，那么变频器将不能起动。注意：当P2的设定值高于P13的设定值时，即使设定的运行频率小于P2的设定值，只要起动信号为ON，电动机都以P2的设定值运行；当P2的设定值小于P13的设定值时，假设设定的运行频率小于P13的设定值，即使起动信号为ON，电动机也不运行；假设设定的运行频率大于P13的设定值，只要起动信号为ON，电动机就开场运行。,五、任务拓展,二 适用负荷选择(P14),P14用于选择与负载特性最适宜的输出特性(VF特性)。根据用,途(负荷特性)选择输出频率和输出电压的形式。当P14=0时，适用,恒转矩负载，即从低速到高速需要比较大转矩的情况(如运输机械)；,当P14=1时，适用低减转矩负载(风机、水泵类的低速时转矩小的情,况)；当P14=2时，适用升降负载(反转时转矩提升为0)；当P14=3时，,适用升降负载正转时转矩提升为0)。,三参数写入制止选择(P77),P77用于参数写入与制止的选择。当P77=0时，仅在PU,操作模式下，变频器处于停顿时才能写入参数；当P77=1时，,除P75、P77、P79外不可写入参数；当P77=2时，即使变频,器处于运行也能写入参数。,注意：有些变频器的局部参数在任何时候都可以设定。,四PLC控制系统设计的原那么与步骤,1.原那么,1满足被控对象的控制要求,考虑将来开展的需要，PLC选用功能较强的新品，并留有适当的余量。,2系统平安、可靠,3尽可能简单、经济、使用与维修方便,4具有高的性能价格比。,2,PLC,控制系统设计的步骤,五PLC机型选择,结构形式,整体式,模块式,输出方式,继电器输出型,晶体管输出型,晶闸管输出型,I/O,相应时间的选择,联网通信的选择,PLC,电源的选择,I/O,点数及,I/O,接口设备的选择,存储容量的选择,输入器件：指连接到,PLC,输入接线端子用于产生输入,信号的器件。,分类,主令器件,检测器件,有源触点输入器件,无源触点输入器件,输入信号,模拟信号,数