1、课题七 PLC、变频器和触摸屏综合应用,本课题任务： 任务一 电动机调速与故障报警 任务二 PID算法与水箱水位控制,任务一 电动机调速与故障报警,任务引入,本任务控制要求如下：1电动机调速控制系统由PLC、模拟量扩展模块、触摸屏和变频器构成，要求控制功能强，操作方便。2可以在屏幕上通过修改和设定电动机的转速来实现电动机调速控制。3既可以通过触摸屏操作画面上的“启动”、“停止”按钮对电动机进行控制，也可以由启动/停止按钮进行控制。外接硬件“紧急停止”按钮用于生产现场出现紧急情况或触摸屏无法显示时停机。 4出现故障时自动停车并显示故障画面。,相关知识PLC转换指令,ITD将整数值IN转换成双整数
2、值，存入OUT DTI将一个双整数值IN转换成一个整数值，存入OUT DTR将一个32位，有符号整数值IN转换成一个32位实数，存入OUT ROUND将实数值IN转换成双整数值，存入OUT。如果小数部分大于等于0.5，则数字向上取整。 TRUNC将一个实数值IN转换成一个双整数，存入OUT。只有实数的整数部分被转换，小数部分舍去。,任务实施,一、主电路,二、PLC控制电路,三、触摸屏的组态,1. 建立触摸屏与PLC的通讯连接,2. 创建变量,3. 组态监控画面,4. 组态设置画面,5. 报警的组态,（1）报警类别的设置,（2）离散量报警的组态,（3）模拟量报警的组态,（4）报警窗口和报警指示器
3、的组态,监控画面应用模板,设置画面应用模板,四、编写PLC控制程序,1. 电动机转速的测量与显示,图7.10 旋转编码器接线,2. 电动机的启动/停止与调速,3. 故障控制,五、操作步骤,按图7.1和图7.2连接控制线路,接通QS、QF2，拨状态开关于“RUN”,图7.117.13下载到PLC,把已组态的触摸屏画面下载到触摸屏,用RS485电缆将PLC和触摸屏连接,按表7.7设置变频器参数,触摸屏中设置设定转速为700r/min、轧车转速为100r/min,点击“启动” 或按SB2，电动机启动,模拟各种故障发生,按SB3或触摸屏的“停止”按钮，电动机停止,任务二 PID算法与水箱水位控制,任务
4、引入,有一个水箱需要维持一定的水位（例如，75%水位高度），该水箱的水以变化的速度流出，这就需要一个用变频器控制的电动机拖动水泵供水。当出水量增大时，变频器输出频率提高，使电动机升速，增加供水量；反之电动机降速，减少供水量，始终维持水位不变化。,相关知识PID指令,1. PID算法,离散化,在许多控制系统中，只需要一种或两种回路控制类型。例如只需要比例回路或者比例积分回路。通过设置常量参数，可以选择需要的回路控制类型。 如果不想要积分动作（PID计算中没有“I”），可以把积分时间（复位）置为无穷大“INF”。即使没有积分作用，积分项还是不为零，因为有初值MX。 如果不想要微分回路，可以把微分时
5、间置为零。 如果不想要比例回路，但需要积分或积分微分回路，可以把增益设为0.0，系统会在计算积分项和微分项时，把增益当作1.0看待。,2. PID控制回路类型的选择,3. PID指令,任务实施,一、编写PLC控制程序,1. PID回路参数表,2. PLC控制程序,（1）水位控制主程序,（2）水位控制子程序,（3）中断服务程序,将模拟量输入模块提供的过程变量PVn转换为标准化的实数（0.01.0之间的实数）,其中： RNorm标准化的实数值； RRaw没有标准化的实数值或原值； Offset单极性为0.0，双极性为0.5； Span值域大小，可能的最大值减去可能的最小值（单极性为32 000，双
6、极性为64 000）。,PID运算的输出是标准化实数值Mn，要进行控制，就必须先将其刻度化。,其中： RScal回路输出的刻度实数值； Mn回路输出的标准化实数值； Offset单极性为0.0，双极性为0.5； Span值域大小，可能的最大值减去可能的最小值（单极性为32,000，双极性为64,000）。,二、触摸屏的组态,1. 建立触摸屏与PLC的通讯连接,2. 创建变量,3. 组态监控画面,4. 报警的组态,三、操作步骤,按图7.1和图7.15连接控制线路,接通QS、QF2，拨状态开关于“RUN”,图7.167.18下载到PLC,把已组态的触摸屏画面下载到触摸屏,用RS485电缆将PLC和触摸屏连接,设置变频器参数为默认值,点击“启动” 或按SB1，电动机启动,模拟各种故障发生,按SB2或触摸屏的“停止”按钮，电动机停止,低于7.5V（75%水位），电动机运行，高于7.5V，电动机停止,
