【摘要】随着电力电子技术及控制技术的发展，使得交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用。
由于PLC的功能强大、容易使用、高可靠性，常常被用来作为现场数据的采集和设备的控制。
组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具，在PC机上可开发出友好人机界面，通过PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。
经过研究分析确定在本系统中采用通用变频器MM420，对电机进行转速调节，实现了能源的充分利用和生产的需要。
此变频器的FS型加减速功能和转矩提升功能，能很好的解决转速之间的切换。
系统中PLC完成数据的采集和对变频器、电机等设备的控制任务。
基于S7—200 PLC的编程软件STEP 7，采用模块化的程序设计方法，减少了软件的开发和维护。
利用组态软件良好的人机界面和通信能力，使工作人员可以在中央控制室的PC机上就可以方便的浏览现场的工业流程、实现变频器的参数设置、故障诊断及电机的启动和停止。
本文综述了组态软件、PLC技术、变频调速技术的概况。
分析了PLC的基本原理，变频调速的基本原理、变频器的结构及其控制算法等变频调速技术。
关键词： PLC、、变频调速、PID调节Abstract:With the development of electric power and electronic technology and control technology,AC frequency conversion velocity modulation technology is widely used in theindustry motor dragging fields.Because of the characteristics with powerful function,easy operation and high dependability,PLC is usually used for the field of data gathering andequipment control.Configuration software technology is one software platform tool that with custom-made function,friendly human-machine windows,which can be developed on the PC machine,used the PLC to intelligently control the automatic equipment．Through the rigorouse research and analysis,this system adjusts general transducer KASUGA+Mini MM420 to control the speed of motor,consequently actualizes the full use ofenergy and the need of production．The transducer’s functions of adding or decreasing speedin S form and promoting torque can solve the adjustment of speeds well．In this system，PLC is used to collect data and control equipments such as electromotor and transducer.Based on S7-200 PLC’s programming software STEP 7.which adopts the modularization method inprogramming design,can reduce the software exploitation and maintenance.By the virtue of HMI with nice configuration software and strong communication ability,the staff can conveniently browse the industry flowFig on the locale,set the parameter of the transducer,diagnose the fault,and start or stop the electromotor on the PC machine in the control-centerr00m．This paper summarizes the configurationsoftware technology,PLC technology and AC frequency conversion for speed adjustment technology．Key words:PLC,cold-rocold rolling mill,Frequency conversion velocity modulation,PID regulator目录1 绪论................................................................................................................................................. - 1 -2 S7-200 PLC的构成........................................................................................................................ - 2 -2.1S7-200CPU224型PLC的结构 (2)2.2CPU224型PLC的技术参数 (4)2.3S7-200PLC的构成 (5)2.4PLC的工作原理 (13)3 系统硬件选择............................................................................................................................... - 16 -3.1西门子S7-200型PLC (16)3.2EM235模拟量模块 (16)3.3M ICRO M ASTER420变频器 (18)3.4PID调节原理 (19)4 PLC编程设计................................................................................................................................ - 20 -4.1梯形图 (20)4.2语句表 (24)4.3功能块图 (26)结束语 (30)致谢 (31)参考文献 (32)1 绪论随着变频调速技术的应用日益广泛,应用水平的不断提高,对变频调速控制系统的精度要求也越来越高。
目前,许多变频调速装置属于开环控制方式,不能满足有较高精度的控制要求。
为提高开环变频调速器控制精度,本系统采用有编码器速度检测的闭环系统。
设计目的：1．利用可编程控制器及其模拟量模块，通过对变频器的控制，实现电机的闭环调速。
2．了解可编程控制器在实际工厂生产中的应用及可编程控制器的编程方法。
设计要求：电机的实际转速在较快的时间内接近给定目标转速，并且能够稳定运行。
当改变给定速度时，电机能快速响应达到接近给定值。
设计思路：变频器控制电机，电机上同轴连旋转编码器。
编码器根据电机的转速变化而输出电压信号反馈到PLC模拟量模块的电压输入端，在PLC内部给定量经过运算处理后，通过PLC模拟量模块的电压输出端输出一路DC0~+10V电压信号来控制变频器的输出，达到闭环控制的目的。
方案：采用PID控制，对其设定整定的参数，只要给它控制信号，它将会输出理想的结果2 S7-200 PLC的构成西门子公司生产的SIMATIC可编程控制器主要有S5和S7两大系列。
目前，早期的S5系列PLC产品已被新研制生产的S7系列所替代。
S7系列以结构紧凑、可靠性高、功能全等优点，在自动控制领域占有重要地位。
SIMATIC S7系列PLC又分为S7-400、S7-300和S7-200 共3个子系列，分别为S7系列的大、中、小（微）型PLC系统。
SIMATIC S7-200系列PLC是西门子公司生产的具有高性价比的小型可编程控制器，由于它结构小巧，运行速度高，价格较低，因此在工业生产中得到广泛应用。
本章以S7-200系列PLC为例，介绍小型PLC 系统的构成，编程用的元器件，寻址方式，I/O扩展，技术规范等PLC应用的基础知识。
2.1 S7-200 CPU 224型PLC的结构CPU 22X系列PLC可提供4个不同型号的多种基本单元供用户选用，其类型及参数如表2-1所示。
表2-1 CPU 22X系列PLC的类型及参数CPU 22X主机的输入点为24VDC双向光耦输入电路，输出有继电器和DC（MOS 型）两种类型（CPU 21X系列输入点为24VDC单向光耦输入电路，输出有继电器和DC、AC三种类型）。
并且，具有30KHz高速计数器，20KHz高速脉冲输出，RS-485通讯／编程口，PPI、MPI通讯协议和自由口通讯能力。
CPU 222及以上CPU还具有PID控制和扩展的功能，内部资源及指令系统更加丰富，功能更强大。
CPU 224主机共有I0.0～I1.5 等14个输入点和Q0.0～Q1.1等10个输出点。
CPU 224输入电路采用了双向光电耦合器，24V DC极性可任意选择，系统设置1M 为I0字节输入端子的公共端，2M为I1字节输入端子的公共端。
在晶体管输出电路中采用了MOSFET功率驱动器件，并将数字量输出分为两组，每组有一个独立公共端，共有1L、2L两个公共端，可接入不同的负载电源。
CPU 224外部电路原理如图2-1示。
图2-1 CPU 224 AC/DC/继电器连接器端子图S7-200系列PLC的I/O接线端子排分为固定式和可拆卸式两种结构。
可拆卸式端子排能在不改变外部电路硬件接线的前提下，方便地拆装，为PLC的维护提供了便利。
CPU 224 PLC有6个高速计数脉冲输入端（I0.0～I0.5），最快的响应速度为30KHz，用于捕捉比CPU扫描周期更快的脉冲信号。