基于PLC和触摸屏的交流变频调速系统设计
《2024年基于PLC的变频调速电梯系统设计》范文
《基于PLC的变频调速电梯系统设计》篇一一、引言随着城市化进程的加快，电梯已经成为现代建筑中不可或缺的一部分。
为满足现代社会的需求，电梯系统需要具有高可靠性、高效率和灵活性。
本文旨在介绍一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的变频调速电梯系统设计，该系统可有效提高电梯的运行效率、安全性和用户体验。
二、系统设计概述本电梯系统设计采用PLC作为核心控制器，通过变频调速技术实现电梯的精确控制。
系统主要由以下几个部分组成：PLC控制器、变频器、电机、编码器、传感器以及人机界面等。
三、硬件设计1. PLC控制器：选用高性能的PLC控制器，具有高可靠性、高速度和高精度的特点，可实现电梯的逻辑控制和运动控制。
2. 变频器：采用变频调速技术，根据电梯的运行需求，实时调整电机的运行速度，实现电梯的平稳启动和停止。
3. 电机：选用高效、低噪音的电梯专用电机，与变频器配合使用，实现电梯的精确控制。
4. 编码器：通过安装在电机上的编码器，实时监测电机的运行状态，为PLC控制器提供反馈信号。
5. 传感器：包括位置传感器、速度传感器等，用于实时监测电梯的运行状态，确保电梯的安全运行。
6. 人机界面：采用触摸屏或按钮等方式，实现用户与电梯系统的交互。
四、软件设计软件设计是本系统的关键部分，主要涉及PLC控制程序的编写和调试。
1. 逻辑控制程序：根据电梯的运行需求，编写逻辑控制程序，实现电梯的召唤、应答、启停、开门关门等基本功能。
2. 运动控制程序：采用PID（比例-积分-微分）控制算法，根据电梯的运行状态和目标位置，实时调整电机的运行速度和方向，实现电梯的平稳运行。
3. 人机交互程序：编写人机交互程序，实现用户与电梯系统的友好交互，包括显示楼层信息、运行状态等。
4. 故障诊断与保护程序：编写故障诊断与保护程序，实时监测电梯的运行状态和传感器信号，一旦发现异常情况，立即采取相应措施，确保电梯的安全运行。
五、系统实现与测试在完成硬件和软件设计后，进行系统实现与测试。
基于PLC的变频调速电梯控制系统设计.
毕业设计（论文）手册学生姓名：翟大彬指导教师：叶天迟专业：自动化班级：自0745吉林工程技术师范学院教务处制二Ｏ一Ｏ年十二月毕业设计（论文）选题论证书毕业设计（论文）任务书题目：基于PLC的变频调速电梯控制系统设计电气工程学院(分院)自动化专业自0745 班学生姓名：翟大彬学号： 24 指导教师：叶天迟职称：讲师教研室主任：方建系（分院）主任：许建平任务书下发日期：2010年 2 月 18 日吉林工程技术师范学院教务处制本科生毕业设计（论文）开题报告题目基于PLC的变频调速电梯控制系统设计院（系）_电气工程学院_______专业___自动化__班级_____自0745 _______姓名______翟大彬_______指导教师_______叶天迟_________开题时间2011.3.18吉林工程技术师范学院教务处制一、课题研究意义二、研究方案图1 系统结构框图1.PLC的选型基于学校的调试和试验条件，选择三菱FX2N系列PLC控制。
2.基于PLC的变频调速电梯控制系统实现的功能a)电梯运行到位后，具有手动和自动开关门功能。
b)电梯的每一层面均有升降及轿厢所在的楼层的指示灯显示。
c)每层的楼厅均有输入（分上行或下行）按钮召唤电梯。
d)具有自动定向、顺向截梯、方向保号、外呼记忆、自动开/关门、停梯消号，自动达层等功能。
e) 电梯在一定情况下启动，加速，快速和减速功能。
3.拟实现功能的手段a)当电梯轿厢或者厅门呼叫按钮按下时，根据检测到的上行或下行指令给出相应的信号，从而控制电梯的驱动电机进行相应的动作。
当有多个呼叫信号到达时，执行方式为优先响应电梯运行方向上的信号，再响应另一方向上的信号。
对未及时响应的信号进行保留。
b)电梯正常状态下以快速启动，当要达到需要停止的楼层时，给出换速信号控制拖动电机转为慢速运行，以确保电梯平稳的停止在目标位置。
c)轿厢内各层门厅控制按钮，轿厢内楼层选择数字键1—14，各层门厅按钮，除一层只设置上升按钮，十四层只设置下降按钮外，其他楼层设置上升和下降按钮。
基于PLC和触摸屏的电机变频调速控制系统设计与实现
基于PLC和触摸屏的电机变频调速控制系统设计与实现文章以西门子S7-200系列PLC的CPU224XP作为核心控制处理器，以西门子SMART700触摸屏作为人机交互界面，通过人机交互界面对电动机的运行状态进行监视及控制，完成电动机的启停、变频调速、正反转运行。
实验结果表明：该系统工作稳定、运行可靠、控制精度较高。
标签：PLC；触摸屏；变频调速引言PLC以其编程简单方便、控制稳定可靠、功能强大等优点通常作为控制器广泛应用于现代工业控制领域，触摸屏作为人机交互界面在一定程度上减少PLC 的外部I/O点的使用以及减轻系统外部按钮开关的连线复杂程度，同时也提高了运行维护的方便性。
本设计选择西门子PLC的CPU224XP为核心控制处理器，西门子SMART700触摸屏，通过PLC、触摸屏软、硬件设计与调试，在实验室实现三相异步电动机的启停、变频调速、正反转运行。
1 系统设计总体方案电机变频调速控制系统原理框图如图1所示，计算机下载程序到PLC和触摸屏，通过触摸屏输入指令，PLC将信号传给变频器，由变频器实现三相异步电动机的启停、变频调速、正反转运行。
2 控制系统硬件设计2.1 硬件的选择PLC型号为西门子14输入10输出的CPU224XP，可连接7个扩展模块，6个独立的高速计数器（100KHz），2个100KHz的高速脉冲输出，2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力，能够满足变频调速的要求。
SMART700触摸屏分辨率较高，具备强大的通信能力，它可以同西门子PLC之间进行通讯，并且为用户提供一个友好的界面，便于用户对控制系统中的设备运行情况进行监控和控制。
变频器选择西门子MICROMASTER440，是专门针对与通常相比需要更加广泛的功能和更高动态响应的应用而设计的，具有快速响应输入和定位减速斜坡功能，是实现变频调速的主要部件，三相异步电动机选择功率为750W。
2.2 硬件电路设计3 控制系统软件设计3.1 PLC程序设计3.1.1 PLC程序流程图PLC经初始化后，可通过触摸屏和外部按钮发出信号，经变频器控制电机的启停、正反转、加速和减速，当完成指令之后，一个周期结束，PLC的流程图如图3所示。
触摸屏变频器与PLC在调速系统中的设计
段通讯协议程序，在这里，我们采用自由口协议，根据命令格式， 编写向变频器发送和接收数据的指令。 ２．２变频器介绍与参数设定
变频器一般是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源 变换为另一频率的电能控制装置。爱默生ＥＶ １０００变频器采用独 特的控制方式实现了高转矩高精度宽调速驱动满足通用变频器 高性能化的需求，具有超出同类产品的防跳闸性能和适应恶劣电 网温度湿度和粉尘的能力极大提高产品可靠性。在这里，有如下 功能码需要设置：
★来稿日期：２００８－０５—２０★基金项目：国家自然科学基金委（５０６７５０５８）
万方数据
１６
关玉明等：触摸屏变频器与ＰＬＣ在调速系统中的设计
第３期
引起的前提下设置，最大５０Ｈｚ，这里设为３０Ｈｚ；
Ｆ０．１０＝１０加速时间设定为１０ｓ；
Ｆ２．００＝４５最大运行频率为４５Ｈｚ；
Ｆ２．００＝０启动运行方式为０，按起动频率启动
冲输出通道，可用于精确定位；拥有丰富的内置编程资源，采用三
种标准化编程语言，通过性能强大的ＣｏｎｔｒｏｌＳｔａｒ编程软件可实现
调试监控手段；具有完善的用户程序安全保护机制。在这里，我们
用梯形图编程时，应符合４８５通讯格式，即主机命令帧格式和从
机响应帧格式。它包括帧头，从机地址，命令区，索引区，设定数据
；￡ｋ ｓｐｅｅｄ ｍｏｒｅ ｓｉｍｐｌｅｒ ａｎｄ ｑｕｉｃｋｅｒ．ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ Ｗａｓ ｓｕｉｔｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｌｉｎｅ ａｎｄ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ
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Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｔｏｕｃｈ－ｓｃｒ咚ｎ；Ｉｎｖｅｒｔｅｒ；ＰＬＣ；Ｓｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
随着科技的飞速发展，越来越多的机器与现场操作都趋向于 种可靠的通讯方式。以下是各元件问通讯关系的建立。
基于PLC控制的交流变频调速系统的设计
基于PLC控制的交流变频调速系统的设计摘要交流变频调速系统广泛应用于各种工业自动化领域中，PLC 控制作为一种高可靠性、高灵活性的控制方式，被广泛运用于交流变频调速系统中。
本文提出了一种基于 PLC 控制的交流变频调速系统设计方案，并对其进行了仿真和实验验证。
该系统采用三相交流异步电机驱动，利用 PLC 控制交流变频器对电机进行调速，实现对电机的无级变速控制。
实验结果表明，该系统具有良好的控制性能和稳定性，能够满足实际应用的要求。
关键词：PLC；交流变频调速系统；电机驱动；控制性能；稳定性AbstractAC variable frequency speed control system is widely used in various industrial automation fields. PLC control, as a high reliability and high flexibility control mode, has been widely used in AC variable frequency speed control system. This paper proposes a design scheme of AC variable frequency speed control system based on PLC control, and simulates and experimentally verifies the system. The system adopts three-phase AC asynchronous motor drive, and uses PLC to control the AC frequency converter to achieve seamless speed control of the motor. Experimental results show that the system has good control performance and stability, and can meet the requirements of practical applications.Keywords: PLC; AC variable frequency speed control system; motor drive; control performance; stability 引言随着工业自动化的发展，交流变频调速系统作为一种常见的电机调速方式，被广泛应用于各种工业场合。
基于松下PLC与触摸屏的变频控制系统设计
余 光 伟 黄 正 隆 杨 青 （ 上海大学机电工程与 自 动化学院， 上海 ２ ０ ０ ０ ７ ２ ）
摘 要
介 绍 了 变频 控 制 系统 的硬 件 组成 和参 数 设 置 。对 利 用 Ｆ Ｐ∑Ｐ Ｌ Ｃ 发 送 脉 宽调 制 信 号 （ Ｐ ＷＭ 信 号 ） 来控 制 Ｖ Ｆ ０变 频 器 的
Ｔｈ ｅ ｈ ａｒ ｄｗａ ｒ ｅ ｃ ｏｍ ｐ ｏｎ ｅｎ ｔ ｓ ａｎ ｄ ｐａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅｒ ｓ ｅｔ ｔ ｉ ｎ ｇｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅｍ ｆ ｒ ｅ ｑｕｅ ｎ ｃｙ ｃ ｏｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｒ ｅ ｄ ｅｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅｄ ｉ ｎ ｔ ｈｉ ｓ ｐａｐ ｅｒ ． Ｔｈ ｅ ｐｒ ｉ ｎ ｃｉ ｐｌ ｅｓ
《 工 业 控 制 计算 机 ｝ ２ ０ １ ４年 第 ２ ７卷 第 ７期
１ ４ ９
基于松下 Ｐ Ｌ Ｃ与触摸屏的变频控制系统设计
Ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ｏ ｆ Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｐ ａ ｎ ａ ｓ ｏ ｎ ｉ ｃ ＰＬ Ｃ ａ ｎ ｄ Ｔ ｏ ｕ ｃ ｈ Ｓｃ ｒ ｅ ｅ ｎ
２ 变频 器 布 线 和 频送 脉冲宽 度调制 （ Ｐ ＷＭ） 信 号 的 方 式 来 实 现 二 者 之 间 控 制 信 号 的传 递 ， 系 统 的 组 成 示 意 图 如 图 １所 示 。
Ｖ Ｆ ０变 频 器 与 电机 的布 线 比较 简单 ，只 需将 变 频 器 主 回路 端 子 Ｕ、 Ｖ、 Ｗ 相 接 入 三 相 异 步 电 机相 应 的端 子 即可 。 其与 Ｆ Ｐ∑
ＰＬ Ｃ ｌ ａｄ ｄｅｒ ｐｒ ｏ ｇｒ ａ ｍ ｉ ｓ ｄｅｓ ｉ ｇｎ ｅｄ， ａｎ ｄ ａ ｔ ｏｕ ｃ ｈ ｓ ｃ ｒ ｅ ｅ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅｒ ｆ ａｃ ｅ ｉ ｓ ａｌ ｓ ｏ ｐ ｒ ｏ ｄｕｃ ｅ ｄ Ａｌ ｌ ｐｒ ｏ ｖ ｉ ｄｅ ａ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｆ ｏｒ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｆ ｒ ｅｑｕ ｅｎ ｃ ｙ ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ１ ．
触摸屏与PLC控制变频器应用系统设计
毕业设计（论文）应用系统设计毕业设计（论文）任务书学院（系）信息工程学院专业电气工程及其自动化班级电06-2 学生姓名刘凯指导教师/职称宋玉秋/副教授1.毕业设计（论文）题目触摸屏与PLC控制变频器应用系统设计2.任务起止日期：2010年 3 月 1 日至 2010年 7 月 2 日3.毕业设计（论文）的主要内容与要求（含原始数据及应提交的成果）主要设计内容：触摸屏与PLC共同控制变频器的应用系统，通常也称之为“系统集成”。
本设计需要了解三相异步电机调速控制的基本方法，了解变频调速的原理、特点以及控制要求；熟悉PLC、变频器、触摸屏的编程、参数设置及使用。
采用S7-300系列PLC及MM440变频器设计、实现异步电机的调速控制系统。
主要工作包括硬件的配置组态、连接和软件的编制调试，多功能人机控制面板（MP277）的编程、调试以及与变频器的PROFIBUS-DP通信控制。
实验室具有设计并实现这一系统的硬件条件和软件环境，利用这些条件可以自己动手实现该系统，通过实践积累PLC、触摸屏及变频调速器应用设计方面的实际经验，了解设计的一般过程。
设计要求：1．翻译外文资料（原文不少于20000字符），查阅相关器件、设备的应用资料2．了解变频调速系统的组成、参数设置，监控设备及编程环境、编程方法3．熟悉实验和检测设备的型号和电气参数，根据控制要求选择器件，确定系统配置方案。
进行控制、监控、通讯等单元的实验4．规划各种类型输入/输出点，进行PLC及各模块的选型与配置，设计电气原理图。
完成硬件系统的连接、调整。
进行软件的规划、编制15．完成软件的编制与调试6．控制系统综合调试提交验收的材料：1．开题报告，外文资料原文（不少于20000字符）及中文翻译稿，毕业设计记录本2．设计说明书(论文)，包括模块功能、硬件连接、编程环境、软件流程及程序清单3．电气原理图及器件清单，演示实现控制功能4.主要参考文献1. 可编程控制器实验教程李国勇等编著电子工业出版社，2008.92.西门子人机界面（触摸屏）组态与应用技术廖常初主编机械工业出版社，2008.63.西门子PLC编程技术及工程应用（附光盘）柴瑞娟等著机械工业出版社4.S7-300PLC和MM440变频器的原理与应用马宁等著机械工业出版社5.西门子工业网络通信实战张运刚、宋小春编著人民邮电出版社6.案例解说PLC、触摸屏及变频器综合应用陈浩编著中国电力出版社，2007.77.西门子S7-300PLC应用技术秦益霖主编电子工业出版社，2007.45.进度计划及指导安排进度计划：1～2周：了解控制对象及设计要求，收集有关资料，翻译外文资料。
基于PLC和触摸屏的变频调速系统的设计
基于PLC和触摸屏的变频调速系统的设计作者：王皖发来源：《科学与财富》2011年第08期[摘要] 本文是将在教学过程中的各门课程，电机控制与PLC课程、变频调速技术、组态软件与触摸屏技术课程融为一体。
建立一个完整的控制平台，培养学生对控制线路的设计、编程、安装调试等环节的综合能力。
这样，有利于加强学生对工业控制系统的设计思想的了解,从而达到了较好的教学效果。
[关键词] PLC 调速触摸屏设计1、电气控制系统的设计要求1.1控制系统要求能够实现一台三相异步电动机的点动控制、正转、反转、加速、减速、停止运行。
1.2通过外部按钮和触摸屏实行两地控制，以提高控制系统的可靠性，降低操作人员的劳动强度。
2、交流变频调速系统的结构原理图的设计交流变频调速控制系统的结构主要包括：可编程序控制模块、变频器速度调节模块、控制指令输入、输出模块、触摸屏及PC机、三相异步电动机。
如图1图1 交流变频调速系统的结构原理图2.1模块的功能及应用2.1.1可编程序控制模块PLC（Programmable Logical Controller）通常称为可编程逻辑控制器，是一种以微处理器为基础，综合了现代计算机技术.自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置，由于它拥有体积小.功能强.程序设计简单.维护方便等优点，特别是它适应恶劣工业环境的能力和它的高可靠性，使它的应用越来越广泛三菱FX2N-48MR内存区域的I/O配置，继电器输出,输入24点, X000-X027输出24点.Y000-Y027，辅助继电器M M0-M499，该模块是整个控制系统控制的核心处理器。
2.1.2 GX Developer软件的使用PLC的编程使用的软件是GX Developer7.0版本，首先将该软件根据软件安装的提示安装到计算机上，然后用编程线将计算机和实验装置连接到一起。
系统需求，GX Developer在PC机上运行，也可以在MITSUBISHI公司的编程器上运行。
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基于PLC和触摸屏的交流变频调速系统设计
引言
可编程逻辑控制器(PLC)以其编程简单方便、控制稳定可靠、功能强大等优点通常作为控制器广泛应用于现代工业控制领域。
触摸屏作为人机交互界面在一定程度上减少PLC的外部I／O点的使用以及减轻系统外部按钮开关的连线复杂程度，同时也提高了运行维护的方便性。
随着工业现场对控制设备小型化、易操作化、智能化的要求的不断提高，基于PLC和触摸屏的交流变频调速系统的应用前景将非常广阔。
本文采用三菱PLC(Fx2N－64MR)、海泰克触摸屏(PWS6AOOT)、伦茨变频器和外部按钮实现两台三相异步电机的交流变频调速实验系统设计。
实际运行结果表明，该系统运行稳定可靠，控制性能良好。
1 控制系统要求
本套系统要求能够实现两台三相异步电动机的如下状态的控制：正转；反转；停止；点动；加速；减速。
要求可以由触摸屏或外部按钮实现上述功能，两种开关量输入方式互为冗余备用，以提高控制系统的可靠性。
另外，对于各种开关量状态及硬件不正常状态需要指示灯显示。
2 控制系统硬件设计
交流变频调速系统的硬件结构如图1所示。
控制系统硬件结构主要包括：可编程控制模块、控制指令输入模块、
D／A转换模块、变频器调节模块。
2．1 模块功能
2．1．1 可编程控制模块。