目录第一章绪论 (1)第二章课程设计内容 (2)2.1 设计要求 (2)2.2 设计任务和目的 (2)2.3 系统控制求 (2)2.4 控制系统的I/O点 (3)第三章总体设计方案 (4)3.1 选择机型 (4)3.2 系统控制结构 (4)3.2.1 系统主电路图 (4)3.2.2 系统控制电路图 (4)3.2.2 系统外围接线图 (4)3.3 设计步骤 (5)3.4 系统流程框图 (6)第四章硬件部分设计 (7)4.1 输出规格 (7)4.2 标度变换 (7)4.3 变频器参数设置表 (7)第五章软件部分设计 (8)5.1 程序的主体 (8)5.1.1 控制主程序 (8)5.1.2 0-20秒上升子程序...........................。
.. (9)5.1.3 3O-40秒下降子程序 (10)5.1.4 60-65秒下降子程序 (10)第六章调试过程和结果 (12)6.1 调试过程 (12)6.2 调试结果 (12)第七章心得体会 (13)第八章参考文献 (14)第一章绪论可编程控制器（PLC）是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发出来的，现已广泛应用于工业控制的各个领域。
它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。
如今，PLC在我国各个工业领域中的应用越来越广泛。
在就业竞争日益激烈的今天，掌握PLC设计和应用是从事工业控制研发技术人员必须掌握的一门专业技术。
任何生产机械电气控制系统的设计，都包括两个基本方面：一个是满足生产机械和工艺的各种控制要求，另一个是满足电气控制系统本身的制造、使用以及维修的需要。
因此，电气控制系统设计包括原理设计和工艺设计两个方面。
前者决定一台设备使用效能和自动化程度，即决定着生产机械设备的先进性、合理性，而后者决定着电气控制设备生产可行性、经济性、外观和维修等方面的性能。
在现代控制设备中，机-电、液-电、气-电配合得越来越密切，虽然生产机械的种类繁多，其电气控制设备也各不相同，但电气控制系统的设计原则和设计方法基本相同。
在最大限度满足生产设备和生产工艺对电气控制系统要求的前提下，力求运行安全、可靠，动作准确，结果简单、经济，电动机及电气元件选用合理，操作、安装、调试和维修方便。
要完成好电气控制系统的设计系统，除要求我们掌握必要的电气设计基础知识外，还要求我们必须经过反复实践，深入生产现场，将我们所学的理论知识和积累的经验技术应用到设计中来。
本次课程设计正是本着这一目的而着手实施的实践性环节，它是一项初步的模拟工程训练。
通过这次课程设计，我感到更深地了解一般电气控制系统的设计要求、设计内容和设计方法。
第二章课程设计内容2.1 设计要求1.确定控制方案，选择PLC和变频器。
2.画出电气控制线路原理图。
3.设计程序4.完成PLC控制系统梯形图软件及其语句表的编制任务。
5.在实验室条件下，通过试验调试初步验证其程序的正确性。
2.2 设计任务和目的1.了解PLC控制变频调速系统。
2.了解S7-200系列CPU加MM440变频器参数设置。
3.了解电气控制系统设计的基本原则、内容与一般步骤。
4.掌握PLC控制变频调速系统调试基本过程及方法。
2.3 系统控制要求1.变频调速器受0~10V输入电压控制；0V输出频率为0HZ，对应同步转速为0 r/min；5V输出频率为50HZ，对应同步转速为1500 r/min；10V输出频率为100HZ，对应同步转速为3000 r/min；输入电压与输出频率按线性关系变化。
2.要求输出转速按函数变化，请编写梯形图控制程序，并完成调试。
图2.3 转速与时间的函数关系3.改变输出转速~时间的变化函数，重复上述过程.2.4 控制系统的I/0点图2.4 控制系统I/0分配图第三章总体设计方案本次设计是实现控制变频调速系统，选用PLC和变频器的组合可完成数字量的输入，实现模拟量和数字量的输出控制。
可以通过对频率的调节来实现对速度的控制，使得速度变化更加平滑和实现精确调速。
3.1 选择机型本次设计采用西门子S7-200系列PLC进行控制，从以上分析可以知道，该系统只需开关量输入点2个，模拟量输出点1个。
参照西门子S7-200产品目录及市场实际价格，选用主机为CPU224XP(2个模拟量输入，1个模拟量输出)，本系统变频器采用西门子MM440通用变频器。
3.2 系统控制结构由PLC和变频器组成的控制系统，开关量输入端由两输入，开始与停止按钮；PLC输出端是从0—10V的模拟量作为变频器的输入。
实现如下控制：0V输出频率为0Hz，对应同步转速为0r/min; 5V输出频率为50Hz，对应同步转速为1500r/min; 7.5V输出频率为75HZ,对应同步转速为2250r/min;10V输出频率为100Hz，对应同步转速为3000r/min。
3.2.1 系统主电路图图3.3.1 系统主电路图3.2.2 系统控制电路图图3.3.2 系统控制电路图3.2.3 系统外围接线图图3.2.3 外围接线图3.3 设计步骤(1) 使用PLC的两个输入点I0.0和I0.1分别作为系统的启动和停止信号的输入点；(2) 使用PLC的一个模拟量输出点AQWO作为使电机正转启动的输出信号，接到MM440变频器的AIN1+，AIN1-端子上；(3) 调节变频器使其输出频率受模拟量输入电压控制；(4) 然后编制输出按时间函数循环的梯形图程序；(5) 最后调试并运行。
3.4 系统流程框图图4.5 系统流程框图第四章硬件部分设计4.1 输出规格图4..1 输出规格图如果设置值超过下面提供的规定，将发生输出设置错误，并将输出有输出保持功能规定的输出量。
根据设计要求选取输出范围:0~10 V.4.2 标度变换输出范围:0~10V所对应的十进制数为:00000~32000标度变换公式：V=AIWO/32004.3 变频器参数设置表图4.3 变频器参数设置图第五章软件部分设计系统的软件设计是根据系统给定的时间函数运行的，所以软件的设计主要是以时间原则来设计。
5.1 程序的主体（1）控制主程序（2）0-20秒上升子程序（3）30-40秒下降子程序（4）60-65秒下降子程序5.1.1 控制主程序LD I0.0AN I0.1O M0.0= M0.0Network 2LD M0.0AN T37TON T37, 650Network 3LD M0.0AW<= T37, 200CALL SBR_0:SBR0Network 4LDW>= T37, 200AW<= T37, 300MOVW 24000, AQW0Network 5LDW>= T37, 300AW<= T37, 400CALL SBR_1:SBR1Network 6LDW>= T37, 400AW<= T37, 600MOVW 8000, AQW0Network 7LDW>= T37, 600AW<= T37, 650CALL SBR_2:SBR2 5.1.2 0-20秒上升子程序LD SM0.0AN T96TON T32, 5R C3, 1Network 2LD T32= M0.1TON T96, 5 Network 3LD M0.1LD C1CTU C1, 2000 Network 4LD SM0.0 MOVD 12, VD70 DTR VD70, VD70 Network 5LD SM0.0ITD C1, VD60 DTR VD60, VD60 MOVR VD60, VD80 *R VD70, VD80 ROUND VD80, VD80 Network 6LD SM0.0DTI VD80, VW90 MOVW VW90, AQW05.1.3 30-40秒子下降程序LD SM0.0AN T96TON T32, 5R C1, 1Network 2LD T32= M0.2TON T96, 5Network 3LD M0.2LD C2CTU C2, 1000Network 4LD SM0.0MOVD 16, VD20DTR VD20, VD20Network 5LD SM0.0ITD C2, VD10DTR VD10, VD10MOVR VD10, VD30*R VD20, VD30Network 6LD SM0.0MOVD 24000, VD50DTR VD50, VD50*R -1.0, VD30+R VD50, VD30ROUND VD30, VD30Network 7LD SM0.0DTI VD30, VW40MOVW VW40, AQW0 5.1.4 60-65秒下降子程序LD SM0.0AN T96TON T32, 5R C2, 1Network 2LD T32= M0.3TON T96, 5Network 3LD M0.3LD C3CTU C3, 500 Network 4LD SM0.0MOVD 16, VD120 DTR VD120, VD120 Network 5LD SM0.0ITD C3, VD110 DTR VD110, VD110 MOVR VD110, VD130 *R VD120, VD130 Network 6LD SM0.0MOVD 8000, VD150 DTR VD150, VD150 *R -1.0, VD130 +R VD150, VD130 ROUND VD130, VD130 Network 7LD SM0.0DTI VD130, VW140 MOVW VW140, AQW0第六章调试过程及结果6.1 调试过程1.先将PLC程序传入S7-200PLC中，只连接启动与停止开关，先不与变频器相连接，以免输出电压不正确导致变频器出错。
2.按下启动按钮，然后用万用表测模拟量I/0模块的两点间的电压，看是否按照规定曲线运行，如果运行正确则证明PLC部分调试成功。
3.连接PLC的输出点与变频器的输入点，并且调试好变频器的参数设置。
4.最后打开启动按钮，电机正常运行，并且按照给定的时间函数循环运行。
显示的最大频率是75HZ。
6.2 调试结果系统按照给定的时间函数连续循环运行，如图所示，由此说明系统设计合理可靠，此设计完全符合设计要求。
第七章心得体会通过本次课程设计，对S7-200系列PLC的特点有了更深的理解。
利用了S7-200系列PLC的特点，对按钮、开关等输入/输出，模拟量输入/输出进行控制，实现了变频器在控制作用下的变频调速。
在本次课程设计的实践环节中，我更深刻地理解和掌握了电器控制及可编程控制器(PLC)的理论知识和动手技能。