畢業(yè)設(shè)計(jì)--- 觸摸屏 plc變頻器電動機(jī)綜合控制

1、<p>　　姓 名 </p><p>　　專 業(yè) 班 級 XXXXXX </p><p>　　論 文 名 稱 觸摸屏 PLC變頻器電動機(jī)綜合控制 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師

2、 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　世界自動化機(jī)械總的趨勢是提高自動化、提高生產(chǎn)率、提高柔性靈活性，技術(shù)含量和先進(jìn)程度不斷提高。由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得一些國產(chǎn)PLC具備一些主流PLC的功能：可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)；易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造

3、；體積小，重量輕，能耗低；使用更加簡潔方便。</p><p>　　21世紀(jì)，PLC會有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會有運(yùn)算速度更快、存儲容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產(chǎn)多

4、品種產(chǎn)品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現(xiàn)少數(shù)幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現(xiàn)國際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將使得工業(yè)網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)及工業(yè)以

5、外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。</p><p>　　本系統(tǒng)以PLC、變頻器、觸摸屏為研究對象，通過RS485通訊來實(shí)現(xiàn)：（1）兩臺PLC能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)交換；（2）兩臺PLC、觸摸屏能夠控制電動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；（3）可以通過人機(jī)界面來遠(yuǎn)距離地實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制PLC變頻器及電動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。本控制系統(tǒng)包括對匯川PLC控制器，匯川變頻器，三相交流步進(jìn)電機(jī)，匯川觸摸屏的使用。</p><p><

6、b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 前言4</b></p><p>　　1-1 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展4</p><p>　　1-2.工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)5</p><p>　　第二章 PLC和變頻器通信項(xiàng)目設(shè)計(jì)8</p><p>　　2-1

7、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖8</p><p>　　2-1-1 匯川PLC硬件特點(diǎn)8</p><p>　　2-2項(xiàng)目要求實(shí)現(xiàn)的功能9</p><p>　　2-3 I/O分配9</p><p>　　2-4 通訊成功具備的關(guān)鍵點(diǎn)10</p><p>　　2-4-1 硬件上10</p><p>　　2

8、-4-2 軟件上11</p><p>　　2-4-3 變頻器的使用和設(shè)置12</p><p>　　2-4-3-1 功能指示燈說明14</p><p>　　2-4-3-2 變頻器參數(shù)設(shè)置14</p><p>　　2-5 編程流程圖14</p><p>　　2-6 源程序及圖片17</p>

9、;<p>　　2-6-1 從站17</p><p>　　2-6-2 主站18</p><p>　　第三章 畢業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)感想25</p><p>　　3-1 實(shí)習(xí)感想25</p><p>　　3-2 畢業(yè)設(shè)計(jì)感想25</p><p>　　第四章 參考文獻(xiàn)26</p>&l

10、t;p><b>　　第一章 前言</b></p><p><b>　　工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展</b></p><p>　　工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是伴隨著控制系統(tǒng)的變革而發(fā)展起來的?？刂葡到y(tǒng)經(jīng)歷了基地式氣動儀表控制系統(tǒng)、電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和近幾年流行起來的工業(yè)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)等六個階段。

11、 對于基地式氣動儀表控制系統(tǒng)和電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)只是驅(qū)動方式的改變，兩類控制系統(tǒng)只能對單一回路進(jìn)行控制，而各個回路之間不能夠交換信息，每一個回路是一個獨(dú)立的信息孤島，并不屬于網(wǎng)絡(luò)的范疇。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)被引入控制系統(tǒng)，它不僅能夠完成對數(shù)據(jù)的處理操作，更主要的是可以直接根據(jù)輸入的給定值、過程變量和過程中其他的測定值，通過PID或其它高級控制算法，得出它的操作變量即輸出值送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成控制功能。這就是我

12、們所說的計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)（CCS）的控制思想。集中控制系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)簡單，直接面向控制對象，尚未形成網(wǎng)絡(luò)體系。盡管將計(jì)算機(jī)引入控制系統(tǒng)使得一些高級控制算法得以實(shí)現(xiàn)，然而，隨著生產(chǎn)過程的復(fù)雜化，軟件發(fā)面需要很大的開銷，并且復(fù)雜的軟件結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)的升級能力較弱；計(jì)算機(jī)工作是需要集中控制幾十個，甚至上百個回路，這就使得系統(tǒng)的實(shí)時性、可靠性得</p><p>　　真正意義的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)體系是七十年代出現(xiàn)的第二代計(jì)算機(jī)控制

13、系統(tǒng):分散型控制系統(tǒng)DCS(也稱集散控制系統(tǒng))。它是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的，DCS的特點(diǎn)是“集中管理，分散控制”，這些系統(tǒng)完整地體現(xiàn)了分散化和分層化的思想。目前所使用的DCS有環(huán)形、總線形和分級式幾種,其中分級式應(yīng)用最為普遍，如1所示。然而，集散控制系統(tǒng)也有其明顯的缺點(diǎn)：首先，結(jié)構(gòu)是多級主從關(guān)系，現(xiàn)場設(shè)備之間相互通信必須經(jīng)過主機(jī)，使得主機(jī)負(fù)荷重、效率低，且 主機(jī)一旦發(fā)生故障，整個系統(tǒng)就會崩潰；其次，它還是用大量的模擬信號

14、，很多現(xiàn)場儀表仍然使用傳統(tǒng)的4—20mA電流模擬信號，傳輸可靠性差，不易于數(shù)字化處理；第三，各系統(tǒng)設(shè)計(jì)廠家的DCS制定獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)，通訊協(xié)議不開放，極大的制約了系統(tǒng)的集成與應(yīng)用，不利于現(xiàn)代跨國公司的進(jìn)一步發(fā)展。 為了克服DCS系統(tǒng)的技術(shù)瓶頸,進(jìn)一步滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要,現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,它將系統(tǒng)的控制功能進(jìn)一步下放，現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上是一種全數(shù)字化、全分散、可互操作、開放式的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。他專門用于過程自動化和制造自動化最底層的現(xiàn)場

15、設(shè)備或現(xiàn)場儀表互聯(lián)，是現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)的集成，如圖1所示</p><p>　　1-2.工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)</p><p>　　以太網(wǎng)具有傳輸速度高、低耗、易于安裝和兼容性好等方面的優(yōu)勢,由于它支持幾乎所有流行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,所以在商業(yè)系統(tǒng)中被廣泛采用。近些年來,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,以太網(wǎng)進(jìn)入了控制領(lǐng)域,形成了新型的以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這主要是由于工業(yè)自動化系統(tǒng)向分布化、智能化控制方面發(fā)

16、展,開放的、透明的通訊協(xié)議是必然的要求。</p><p>　　以太網(wǎng)技術(shù)引入工業(yè)控制領(lǐng)域，其技術(shù)優(yōu)勢非常明顯：○1Ethernet是全開放、全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)，遵照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不同廠商的設(shè)備可以很容易實(shí)現(xiàn)互聯(lián)；○2以太網(wǎng)能實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的無縫連接，形成企業(yè)級管控一體化的全開放網(wǎng)絡(luò)[1]，如圖2所示；○3軟硬件成本低廉，由于以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，支持以太網(wǎng)的軟硬件受到廠商的高度重視和廣泛支持，有多種軟件開

17、發(fā)環(huán)境和硬件設(shè)備供用戶選擇；○4通信速率高，隨著企業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大和復(fù)雜程度的提高，對信息量的需求也越來越大，有時甚至需要音頻、視頻數(shù)據(jù)的傳輸，目前以太網(wǎng)的通信速率為10M、100M的快速以太網(wǎng)開始廣泛應(yīng)用，千兆以太網(wǎng)技術(shù)也逐漸成熟，10G以太網(wǎng)也正在研究，其速率比目前的現(xiàn)場總線快很多?！?可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ?，在這信息瞬息萬變的時代，企業(yè)的生存與發(fā)展將很大程度上依賴于一個快速而有效的通信管理網(wǎng)絡(luò)，信息技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展將更加迅速，也

18、更加成熟，由此保證了以太網(wǎng)技術(shù)不斷地持續(xù)向前發(fā)展。 以太網(wǎng)進(jìn)人工業(yè)控制領(lǐng)域，同樣也存在一些問題，其中主要的是：○1實(shí)時性問題：以太網(wǎng)采用的CSMA／CD的介質(zhì)訪問控制方式，其本質(zhì)上是非實(shí)時的。一條總線</p><p>　　第二章 PLC和變頻器通信項(xiàng)目設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：</b></p><p>　　2-1

19、-1匯川PLC硬件特點(diǎn)</p><p>　　H2U可編程控制器的主要特點(diǎn)：</p><p>　　程序存儲空間大，無需外部擴(kuò)展內(nèi)存卡即可達(dá)24K步；</p><p>　　模塊內(nèi)部集成了大容量電源，可直接給傳感器、HMI、外部中間繼電器等提</p><p>　　供電源；提供多通道高頻率高速輸入輸出端口，豐富的運(yùn)動和定位控制功能；</p&g

20、t;<p>　　集成兩個獨(dú)立通訊口，提供了豐富的通信協(xié)議，提供MODBUS指令，方便系統(tǒng)集成；</p><p>　　2-2實(shí)訓(xùn)要求實(shí)現(xiàn)的功能 </p><p>　?。?）該系統(tǒng)設(shè)有2個站，其中一個主站PLC1，一個從站PLC2，采用RS-485BD板，通過運(yùn)用MODBUS進(jìn)行通信，同時觸摸屏還能與變頻器進(jìn)行通信，并且還能監(jiān)視兩臺PLC的運(yùn)行情況及變頻器的運(yùn)行情況.</p

21、><p>　?。?）主站輸入信號（X0～X3）的ON/OFF狀態(tài)要求從2臺PLC的Y0～Y3輸出 。 </p><p>　　（3）從站輸入信號（X4～X7）的ON/OFF狀態(tài)要求從2臺PLC的Y4～Y7輸出 。</p><p>　?。?）用寄存器D0記錄主站PLC的輸入信號X10的脈沖個數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)小于5時，兩臺PLC就輸出Y10；當(dāng)大于等于5小于等于10時，兩臺PLC就

22、輸出Y11；當(dāng)大于10時，兩臺PLC就輸出Y12。</p><p>　?。?）通過觸摸屏上的正傳、反轉(zhuǎn)、停止按鈕能夠控制電動機(jī)的正傳、反轉(zhuǎn)、停止</p><p>　?。?）每按一次觸摸屏上的加頻率和減頻率按鈕，電動機(jī)的運(yùn)行頻率能夠加或減1HZ</p><p>　?。?）當(dāng)電動機(jī)的運(yùn)行頻率為0時，會產(chǎn)生一個報(bào)警，并顯示“電動機(jī)未運(yùn)行，請按正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)按鈕”；當(dāng)電動機(jī)的運(yùn)

23、行頻率大于50時，會產(chǎn)生一個報(bào)警，并顯示“電動機(jī)頻率過大，請減少頻率”；當(dāng)電動機(jī)的運(yùn)行頻率小于或等于50HZ時，報(bào)警會自動清除。</p><p>　　(8)顯示速度趨勢圖</p><p>　?。?）通過主站的X20 、X21、 X22來控制電動機(jī)的正傳、反轉(zhuǎn)、停止；</p><p>　　通過從站的X25 、X26、 X27來控制電動機(jī)的正傳、反轉(zhuǎn)、停止。</p

24、><p>　?。?0）通過觸摸屏顯示變頻器的趨勢圖，通過觸摸屏棒圖、圓表來顯示變頻器頻率的變化情況</p><p>　　2-3 I/O分配：</p><p>　　2-4通訊成功具備的關(guān)鍵點(diǎn)：</p><p><b>　　2-4-1硬件上：</b></p><p>　　兩臺匯川PLC、匯川變頻器的通訊

25、端子RS485+通過雙絞線中的一根連起來，RS485-通過雙絞線中的另一根連起來；編程軟件上的波特率要和變頻器以及觸摸屏的波特率要致，即只需要設(shè)置一臺PLC為并聯(lián)協(xié)議主站，另一臺設(shè)置為并聯(lián)協(xié)議從站，兩臺PLC使用該協(xié)議的串口連接起來，不需要用戶程序干預(yù)，即可實(shí)現(xiàn)兩臺PLC間互相交換數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　2-4-2軟件上：</b></p><p><

26、b>　　從站：</b></p><p><b>　　主站：</b></p><p>　　2-4-3變頻器的使用與設(shè)置：</p><p>　　2-4-3-1功能指示燈說明：</p><p>　　RUN：燈滅時表示變頻器處于停機(jī)狀態(tài)，燈亮?xí)r表示變頻器處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。</p><p>　

27、　LOCAL/REMOT： 鍵盤操作、端子操作與遠(yuǎn)程操作（通訊控制）指示燈，燈滅表示鍵盤操作控制狀態(tài),燈亮表示端子操作控制狀態(tài)，燈閃爍表示處于遠(yuǎn)程操作控制狀態(tài)。</p><p>　　FWD/DEV：正反轉(zhuǎn)指示燈，燈滅表示處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)，燈亮表示處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)。</p><p>　　TUNE/TC：調(diào)諧時指示燈閃爍，燈亮表示處于轉(zhuǎn)矩控制狀態(tài)，燈滅表示處于速度控制狀態(tài)。</p>&l

28、t;p>　　2-4-3-2變頻器參數(shù)設(shè)置：</p><p><b>　　2-5編程流程圖：</b></p><p>　　2-6源程序及圖片：</p><p><b>　　2-6-1從站</b></p><p><b>　　2-6-2主站：</b></p>&

29、lt;p>　　第四章 畢業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)感想：</p><p><b>　　3-1實(shí)習(xí)感想：</b></p><p>　　在電子組、裝配組以及調(diào)試組讓我學(xué)到了了很多也得到了很多，在工作上：做事情學(xué)會了多想想多問問的好習(xí)慣，在勞動中鍛煉了自己的耐心和毅力的同時，也知道了父母掙錢是多么的難，更是知道了工人們掙的錢是無數(shù)汗水換回來的！現(xiàn)在想想每天上班的辛苦，每天都是早上7

30、點(diǎn)鐘起來，帶著朦朧的睡意，迅速地買了早餐，然后匆匆忙忙地趕去公司上班，才真正意思到上大學(xué)是件多么美好的事，可惜時光匆匆地過去了，再也回不到那個美好的大學(xué)時代。以后面臨的將是如何在社會上生存，如何去實(shí)現(xiàn)自己未來的夢想，面臨社會、家庭乃至自己的壓力，今后的路該怎么走，往哪里走。</p><p>　　現(xiàn)在我發(fā)現(xiàn)在公司上班再也不能像在學(xué)校里那么隨意，畢竟社會也有黑暗的一面。但是，還好，遇到好心的同事，起碼在公司里還有依靠

31、和溫暖，在這里的同事之間就像是一個大家庭一樣，在工作中是自己的上級是自己的同事，在生活上就成了自己的叔叔阿姨，自己的兄弟姐妹，時不時會告誡我們在公司里應(yīng)該怎么做和做工作的方法，在生活上也會得到關(guān)心照顧其中映像最深刻的就是不能表現(xiàn)得太膽小，太老實(shí)，不然就會被領(lǐng)導(dǎo)欺負(fù)，什么臟的活累的活就吩咐你去干，還動不動就罵人，有時候明明自己不喜歡做的事，但是為了討好領(lǐng)導(dǎo)，還是忍著老實(shí)地去做，不管是對的還是錯的，領(lǐng)導(dǎo)說你錯了，你就得認(rèn)錯。</p&g

32、t;<p>　　還有就是在公司里上班，遇到不懂的問題，你可能會想辦法去問老員工，但是千萬要記住，你先把問題記下來，待到他們有空時再去問，不然哪些老員工會怪罪你的，而且在社會上問別人問題，別人高興就告訴你，不高興就不告訴你，他們不愿意讓你學(xué)到本領(lǐng)。</p><p>　　在公司里實(shí)習(xí)，有許多知識自己接觸得不是很多，或者自己完全陌生，自己的動手能力弱，經(jīng)驗(yàn)不足，分析問題解決問題的能力還有待于加強(qiáng)和提高，這

33、就需要我們要有自學(xué)的能力和模仿的能力和活到老學(xué)到老的精神。這就印證了成功的捷徑-抄，研究，創(chuàng)造和發(fā)明。一切都是從零開始，一點(diǎn)一滴的學(xué)習(xí)，所以我學(xué)會了要從不同角度不同觀點(diǎn)去考慮事情去做事情去解決事情，極大的豐富了自己的知識。在今后的工作中我會努力的提高自己的動手能力，參加公司組織的活動</p><p>　　成績屬于過去，未來才屬于自己，作為一個青年，我知道我的工作才剛剛開始，我惟有勇于進(jìn)取，不斷創(chuàng)新，才能取得更大的

34、成績，才能創(chuàng)造美好的輝煌。</p><p>　　3-2畢業(yè)設(shè)計(jì)感想：</p><p>　　經(jīng)過幾個多月的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)終于完成了《變頻器實(shí)習(xí)及項(xiàng)目設(shè)計(jì)》的論文。從開始去公司實(shí)習(xí)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，再到論文的完成，每一個環(huán)節(jié)對我來說都是一個新的嘗試、感慨與挑戰(zhàn)。同時在這段時間里我學(xué)到了很多知識，在技能上有了質(zhì)的提升，能熟練運(yùn)用自動控制基礎(chǔ)和基本原理，將三相交流變頻電動機(jī)的原理和控制接線及變頻器原理

35、及參數(shù)設(shè)置等理論知識運(yùn)用到實(shí)際的工作以及畢業(yè)設(shè)計(jì)上 ，并將電工、電子技術(shù)基礎(chǔ)知識、自動控制基礎(chǔ)和基本原理知識Autoshop編程軟件安裝和使用知識匯川變頻器的設(shè)置與使用以及PLC簡單梯形圖的編程知識融會貫通。</p><p>　　從剛開始我對PLC、變頻器、觸摸屏的使用還不是很了解，有很多技術(shù)問題還沒掌握，而觸摸屏更是從來沒碰過，但是通過我不停的學(xué)習(xí)和嘗試以及查看一些相關(guān)書籍和資料，經(jīng)過我不斷的試驗(yàn)操作，將之前在

36、腦里只有模糊的技術(shù)概念逐漸清晰，并將它用實(shí)際驗(yàn)證是正確的，每一次解決問題和編程的改進(jìn)我都有很大的收獲，每一次試驗(yàn)的成功都給我?guī)砬斑M(jìn)的動力。</p><p>　　此程序經(jīng)過我長時間的完善，和不斷的改進(jìn)，已基本成熟，當(dāng)然還存在一些不足的地方。但我可以自豪的說，這里的每一段控制程序，都是我經(jīng)過努力所獲得的勞動成果，都經(jīng)過長時間的調(diào)試來完成的。當(dāng)看到我的程序能夠順利的運(yùn)行，自己的各方面能力進(jìn)步很大，我心里就更加踏實(shí)和高

37、興。這次做論文的經(jīng)歷是我中受益，因?yàn)樽稣撐氖且粋€用心學(xué)習(xí)的過程和鉆研的過程，使我有新的發(fā)現(xiàn)新的突破！</p><p><b>　　第五章 參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　《電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)教程》阮友德編著</p><p>　　《變頻器、可編程控制器及觸摸屏綜合應(yīng)用技術(shù)》岳慶來編著</p><p>　　《PLC