PLC 与变频器控制电动机多段速运行应用实例

—— 《西门子 PLC 技术应用》

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PLC 与变频器控制电动机多段速运行应用实例

设计者：杨宏学校：福建省高级技工学校


一、学习目的1 、学习目地– 使用 USS 协议实现 S7-200 与 G110 变频器之间的通讯，通过 USS 指

令实现 PLC 对变频器的控制以及读 / 写参数。2 、实训器材– S7-200PLC 一台， G110 变频器一台，三相异步电动机一台，编程电脑，

PROFIBUS-DP 连接头一个及电缆一条等。二、工作任务

– 某台刨床工作台电动机由变频器拖动，实现程序控制速度如图 05-

24 所示。


图 05-24 刨床工作台电动机运行频率工作图


三、项目实施1 、实训步骤（ 1 ）通过 PROFIBUS 连接头、连接电缆连接 PLC 与 G110 变频器。（ 2 ）设置变频器参数使之能和 PLC 配合工作。（ 3 ）使用编程计算机编写 PLC 程序并下载到 CPU 中。（ 4 ）通过调试完成 PLC 通过变频器对电动机的控制。2 、项目实施过程步骤一：– PLC 、变频器 I/O 接线图如图 05-25 所示。按照 I/O 接线图，通过

PROFIBUS 连接头、连接电缆连接 PLC 与 G110 变频器，同时连接好其他相关实训设备如图 05-26 所示。

—— 《西门子 PLC 技术应用》图 05-25 PLC 、变频器 I/O 接线图


图 05-26 实物图


步骤二：– 根据表 05-13 所示设定好西门子变频器 G110 的内部参数。

参数代号参数值P0003 访问等级 3

P700 选择命令源 5 (USS 设置 )

P1000 选择频率设定值 5 (USS 设置 )

P1120 斜坡上升时间 1

P1121 斜坡下降时间 1

P2010 USS 的波特率 6 (9600)

P2011 USS 地址 3

P2012 USS 通讯的 PZD 长度 2

P2013 USS 通讯的 PKW 长度 127

P2014 USS 报文停止传输时间 0

表 05-13 G110 参数设定值


步骤三：– 1 、在使用 STEP7 Micro/Win 创建项目之前，先检查 USS 协议

库文件是否被正确安装。如图 05-27 所示。

图 05-27 程序界面


2 、我们需要创建一个简单的例程：– 第一步：设置通讯接口– 通讯接口设置界面如图 05-28 所示。先点击左边浏览条中“设置

PG/PC 接口”，在打开的框图中选择“ PC/PPI” ，并进行相应的属性设置。

图 05-28 通讯接口设置界面


– 第二步：建立 PC 与 S7-200 之间连接（注意： PC 通过 PC/PPI

电缆与 S7-200PORT1 口连接；）– 如图 05-29 所示，首先点击先点击左边浏览条中“通讯”，在打

开的框图中双击右边图标刷新，在搜索到 CPU 地址后，要使左边“本地远程地址”的设定与右边一致。

图 05-29 通讯界面


– 第三步：使用 USS 协议的初始化模块初始化 S7-200 的 PORT0

端口– 如图 05-30 所示，初始化模块程序中二进制值 2#1000 表示要初

始化 USS 地址为 3 的变频器，波特率为 9600 ，此波特率要与PC/PPI 电缆的设置相同。

图 05-30 初始化模块程序


– 第四步：使用 USS_CTRL 模块来控制 USS 地址为 3 的变频器，如图 05-31 所示。

图 05-31 USS_CTRL 模块程序


– 第五步：根据应用实例的控制要求，编写剩余的程序，如图 05-

32 所示。




—— 《西门子 PLC 技术应用》图 05-32 程序


– 第六步：在编译程序之前，选择左边命令树中“项目” -> 程序块 -> 库，右击选择“库存储区”，在点击“建议地址”选择 V 存储区的地址后点击 “确认”退出，如图 05-33 所示。

图 05-33 选择库存储区


步骤四：– 编译程序并下载到 S7-200 ，运行程序，进行调试。


四、项目测评– 有 1 台三相异步电动机型号为： Y-112M-4 ，额定功率为：

4KW ，额定电压为： 380V ，额定电流为： 8.8A ，接法为：Δ ，转速为： 1440r/min ，根据以下控制要求，设计可编程控制器（拨码器输入）通过变频器控制三相异步电动机自动变速电路，并进行电气线路的安装与调试。三相异步电动机具有短路保护、过载保护、零压保护和欠压保护。

（ 1 ）本题分值： 100分（ 2 ）考核时间： 120分钟（ 3 ）考核形式：现场操作


（ 4 ）具体考核要求：a ）根据给定任务的要求，按国家电器绘图规范及标准，绘制成

PLC 和变频器的电路图。b ）元件在配电板上布置要合理，安装要紧固、美观。c ）按照被控制设备的要求，进行正确的调试。

– 参考电路图如图 05-34 所示，参考程序如 s 图 05-35 所示。

—— 《西门子 PLC 技术应用》图 05-34 项目测评参考电路


—— 《西门子 PLC 技术应用》图 05-35 项目测评参考程序


五、项目评估– 项目评估标准详见表 05-14 所示。


表 05-14 项目评估标准序号主要

内容考核要求评分标准配分

扣分

得分

1 电路设计

根据提出的电气控制要求，正确绘出电路图电路设计错误，每一项功能不能实现扣 5分 30

2 元件安装

1 、按图纸的要求，正确利用根据工具和仪表，熟练地安装电气元器件2 、元件在配电板上布置要合理，安装要准确、紧固3. 按钮盒不固定在板上

1 、元件布置不整齐、不均匀、不合理，每处扣 1分2 、元件安装不牢固、安装元件时漏装螺丝，每只扣 1分3 、损坏元件每处扣 1分

10

3 接线1 、要求美观、紧固、无毛刺，导线要进入线槽2 、电源和电动机配线、按钮接线要接到端子排上，进出线槽的导线要有端子标号，引出端要用别径压端子

1. 电动机运行正常，但未按电路图接线，扣 1分2 、接线不进入线槽，不美观，主电路、控制电路每根扣 0.5分3 、接点松动、接头露铜过长、反圈、压绝缘层，标记线号不清楚、遗漏或误标，引出端无别径压端子，每处扣 0.5分4. 、损伤导线绝缘或线芯，每根扣 0.5分

30

4 通电试验

在保证人生和设备安全的前提下，通电试验一次成功

1 、参数设定错误，每处扣 5分2 、主、控电路配错熔体，每个扣 3分3. 、 1次试车不成功扣 5分； 2次试车不成功扣10分； 3次试车不成功扣 15分

30

备注合计 100

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