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1、成绩：课 程 设 计 报 告 书所属课程名称 机电传动控制（含PLC） 题 目 变频器多段速运行控制 分 院 机电学院 专 业、班 级 机械设计制造及其自动化 B0803 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 赵业平 2011 年 7月 22 日目 录1 课程设计任务书12 总体设计23 电气原理设计64 配线系统设计95 实验及结果分析106 总结137 参考文献13辽东学院课程设计报告书 机电传动控制辽东学院1 课 程 设 计 任 务 书课程设计题目： 变频器多段速运行控制 课程设计时间：自 2011 年 7 月 11 日起至 2011年 7 月 22 日。课程设计要求：在工业生产中，由
2、于工艺要求，生产机械需要在不同转速运行下，如：车床主轴变频和提升机等。现设计一个利用按钮，通过变频器实现的多段速控制系统。要求变频器输出频率为：10Hz、20Hz、50Hz、30Hz、-10Hz、-20Hz、-50Hz。按下启动不同按钮的组合，电动机将运行在不同速段，实现灵活调速需要。电动机停车。（实现方法：低压电器或PLC控制） 学生签名： 2011年 7 月11 日课程设计评阅意见项目课程设计态度评价10%出勤情况评价10%任务难度、量评价10%创新性评价10%综合设计能力评价20%报告书写规范评价20%口试20%成绩综合评定等级评阅教师： 2010年 月 日2 总体设计变频器选用西门子M
3、M440变频器，变频器的技术参数如下输入电压 1 AC 200 至 240V 10% 电源电压及功率范围 3 AC 200 至 240V 10% 恒转矩负载下功率 0.12kW 至 3kW 变转矩负载下功率 5.5kW 至 45kW 输入频率 47 至 63 Hz 输出频率 0.12kW 至 75kW 0 Hz 至 650 Hz（v/f 控制方式）/ 0 Hz 至 200 Hz（矢量控制方式） 功率因数 大于 0.95 变频器效率 96至 97 过载能力（恒转矩） 150 过载持续时间 60 秒，200 过载持续时间3秒重复周期 300 秒过载能力（变转矩） 5.5kW 90kW，140 过载
4、持续时间3秒，110 过载持续时间60秒重复周期300秒 控制方式 矢量控制，V/F 控制，转矩控制，平方 V/F 控制等 频率设定分辨率 数字输入和串行通讯输入为 0.01Hz，10 位二进制模拟输入 通讯接口 RS485 标配，RS 232 可选，另有PROFIbus、DeviceNet、CANopen选件 电机电缆长度 不带输出电抗器 0.12kW75kW 最长 50m（屏蔽电缆），最长 100m（非屏蔽电缆） 防护等级 IP20 工作温度 0.12kW75kW， -10 至 +50 摄氏度（恒转矩），-10 至 +40 摄氏度（变转矩） 存放温度 -40 至 +70 摄氏度 相对湿度小
5、于 95 RH 无结露 工作地区海拔高度 0.12kW75kW 海拔 1000m 以下无需降额使用 保护功能 过电压，欠电压，过载，接地，短路，过温MM440变频器的六个数字输入端口（DIN1 DIN6），通过P0701P0706设置实现多频段控制。每一频段的频率分别由P1001P1015参数设置，最多可实现15频段控制，各个固定频率的数值选择见表2-1。在多频段控制中，电动机的转速方向是由P1001P1015参数所设置的频率正负决定的。六个数字输入端口，哪一个作为电动机运行、停止控制，哪些作为多段频率控制，是可以由用户任意确定的，一旦确定了某一数字输入端口的控制功能，其内部的参数设置值必须与
6、端口的控制功能相对应。表2-1 固定频率选择对应表频率设定DIN4DIN3DIN2DIN1P1OO10001P1OO20010P1OO30011P1OO40100P1OO50101P1OO60110P1OO70111P1OO81000P1OO91001P1O101010P1O111011P1O121100P1O131101P1O141110P1O151111注： P0003设置参数访问等级 ： 1 标准级（只需要设置最基本的参数） 2 扩展级 3 专家级 参数过滤器P0004设置值说明0 全部参数2 变频器参数3 电动机参数4 速递传感器5 工艺应用对象或装置7 命令、二进制I/O8 ADC（
7、模/数转换）和DAC（数/模转换）10 设定值通道/斜坡函数发生器12 驱动装置的特征13 电动机的控制20 通信21 报警/警告/监控22 工艺参量控制器（例如PID） P0701P0706设置值说明： 1 接通正转/断开停车 2 接通反转/断开停车 3 断开按惯性自由停车 4 断开按第二降速时间快速停车 9 故障复位 10 正向点动 11 反向点动 12 反转（与正转命令配合使用） 13 电动电位计升速 14 电动电位计降速 15 固定频率直接选择 16 固定频率选择 + ON 命令 17 固定频率编码选择 + ON 命令 25 使能直流制动 29 外部故障信号触发跳闸 33 禁止附加频率
8、设定值 99 使能BICO参数化3 电气原理设计综上所述，将7段固定频率所控制的状态列成表3-1、将7段固定频率所设的控制参数列成表3-27段固定频率控制状态表固定频率7端口（SB3）6端口（SB2）5端口（SB1）对应频率所设置的参数频率/Hz1001P1001102010P1002203011P1003504100P1004305101P1005-106110P1006-207111P1007-50OFF0000表3-17段固定频率控制参数表参数号出厂值设置值说明P000311设用户访问级为标准级P000407命令，二进制I/OP070022命令源选择由端子排输入P000312设用户访问级
9、为扩展级P000407命令，二进制I/OP0701117选择固定频率P0702117选择固定频率P0703917选择固定频率P0704151ON接通正转，OFF停止P000311设用户访问级为标准级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P100023选择固定频率设定值P000312设用户访问级为扩展级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P1001010选择固定频率1(Hz)P1002520选择固定频率2(Hz)P10031050选择固定频率3(Hz)P10041530选择固定频率4(Hz)P100520-10选择固定频率5(Hz)P100625-20选择固定频率6(Hz)P10073
10、0-50选择固定频率7(Hz)表 3-24 配线系统设计变频器的连接电路如图4-1所示图4-1实物连接图如图4-2所示4-25 实验及结果分析要实现7段固定频率控制,需要4个数字输入端口，图4-1为7段固定频率控制接线图。图4-1中，MM440变频器的数字输入端口“8”设为电动机运行、停止控制端口，数字输入端口“5”、 “6”、 “7”设为7段固定频率控制端口，由带锁按钮SB1、SB2和SB3按不同通断状态组合，实现7段固定频率控制。第一段频率设为10Hz，第二段频率设为20Hz，第三段频率设为50Hz，第四段频率设为30Hz，第五段频率设为-10Hz，第六段频率设为-20Hz，第七段频率设为
11、-50Hz。七段固定频率控制状态如表3-1所示。（1）按图4-2连接电路，检查线路正确后，合上变频器电源空气开关Q。（2）恢复变频器工厂默认值，设定P0010=30，P0970=1。按下“P”键,变频器开始复位到工厂缺省值。（3）设置电动机参数，如表2-1所示。然后，设P0010=0，变频器当前处于准备状态，可正常运行。（4）设置7段固定频率控制参数，如图3-2所示。（5）7段固定频率控制：当按下带锁按钮SB4时，数字输入端口“8”为“ON”，允许电动机运行。第1频段控制。当SB1按钮开关接通、SB2和SB3按钮开关断开时，变频器数字输入接口“5”为“ON”，端口“6”、“7”为“OFF”，变
12、频器工作在由P1001参数所设定的频率为10Hz的第1频段上，电动机运行在由10Hz所对应的转速上。第2频段控制。当SB2按钮开关接通、SB1和SB3按钮开关断开时，变频器数字输入接口“6”为“ON”，端口“5”、“7”为“OFF”，变频器工作在由P1002参数所设定的频率为20Hz的第2频段上，电动机运行在由20Hz所对应的转速上。第3频段控制。当SB1、SB2按钮开关接通、SB3按钮开关断开时，变频器数字输入接口“5” 、“6”为“ON”，端口 “7”为“OFF”，变频器工作在由P1003参数所设定的频率为50Hz的第3频段上，电动机运行在由50Hz所对应的转速上。第4频段控制。当SB3按
13、钮开关接通、SB1和SB2按钮开关断开时，变频器数字输入接口“7”为“ON”，端口“5”、“6”为“OFF”，变频器工作在由P1004参数所设定的频率为30Hz的第4频段上，电动机运行在由30Hz所对应的转速上。第5频段控制。当SB1、SB3按钮开关接通、SB2按钮开关断开时，变频器数字输入接口“5” 、“7”为“ON”，端口“6”为“OFF”，变频器工作在由P1005参数所设定的频率为-10Hz的第5频段上，电动机反向运行在由-10Hz所对应的转速上。第6频段控制。当SB2、 SB3按钮开关接通、SB1按钮开关断开时，变频器数字输入接口“6”、“7”为“ON”，端口“5”为 “OFF”，变频
14、器工作在由P1006参数所设定的频率为-20Hz的第1频段上，电动机反向运行在由-20Hz所对应的转速上。第7频段控制。当SB1、SB2和SB3按钮开关同时接通时，变频器数字输入接口“5” 、“6”和“7”均为“ON”，变频器工作在由P1007参数所设定的频率为-50Hz的第7频段上，电动机反向运行在由-50Hz所对应的转速上。电动机停车。当SB1、SB2和SB3按钮开关都断开时，变频器数字输入接口“5” 、“6”和“7”均为“OFF”，电动机停止运行；或在变频器正常运行的任何频段，将SB4断开使数字输入端口“8”为“OFF”，电动机也能停止运行。（6）注意的问题。7个频段的频率可根据用户要求
15、通过P1001-P1007参数来修改，当频率值设定为负时，电动机反转。6 总结 通过这次课程设计让我学会了plc基本的编程方法，对plc的基本原理和使用方法有了更深刻的理解。在对理论的运用当中，提高了我们的工程素质，在没有做课程设计以前，我们对知道的掌握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们自己想出来的程序应用到plc中的时候，不是不能运行，就是运行的结果和要求与结果不符合。能通过解决一个个在调试中出现的问题，我们对plc的理解得到了加强，看到了时间与理论的差距。 Plc技术是一门实践性非常强的技术，如果想学好，那么久必须通过实践它，只有通过实践我们才能真正掌握这门技术，不然你永远都只是个理论者，通过这次实践让我发现了很多问题，对很多指令都不是很了解，为此，我以后一定会通过实践与理论相结合的方式来好好学号这门课程的。7参考文献1 肖明耀.PLC原理与应用.中国劳动社会保障出版社.20062 马光.全自动洗衣机中的传感器 J .家用电器，1999 3 史国生. 电气控制与可编程控制器技术.北京：化学工业出版社，20034 孙振强. 可编程控制器原理及应用教程.北京：清华大学出版社5 阮友德. 电气控制与PLC实训教程.北京：人民邮电出版社，20066 蒋金周.全自动洗衣机的PC智能控制 J . 机电一体化，200411