基于西門子PLC及其網絡的直流調速系統的設計

電氣自動化論文編號:ZD492  論文字數:23211,頁數:72，有開題報告，任務書，文獻綜述 

目   錄
摘  要  Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 緒 論 1
1.1 PLC的概述 1
 1.2.1 PLC控制系統的特點與功能 1
 1.2.2 PLC在工業生產中的優點 1
 1.2.3 PLC控制系統的發展前景 2
1.2西門子PLC的應用 3
 1.3現場總線和工業以太網的應用 4
 1.3.1現場總線簡述 4
 1.3.2工業以太網 7
1.4直流脈寬調速技術 8
 1.4.1ＰＷＭ直流脈寬調速技術的發展歷史和應用 9
 1.4.2ＰＷＭ直流脈寬調速技術的特點 9
 1.4.3直流脈寬調速系統的構成 10
第2章 硬件設計 12
2.1系統的描述和控制要求 12
2.2網絡的構成 12
2.3硬件及軟件結構 13
2.4西門子工業以太網 13
 2.4.1 SIEMENS工業以太網的硬件結構 13
 2.4.2以太網的硬件選擇 14
 2.4.3 SIEMENS工業以太網的軟件支持 17
 2.4.4 OPC 17
2.5 Profibus-DP現場總線 18
 2.5.1 DP總述 18
 2.5.2本系統的DP拓撲結構 19
 2.5.3 S7400、S7300的 DP支持 19
2.6觸摸屏MP270B 20
2.7硬件的選擇 21
 2.7.1 S7-400主控單元 22
 2.7.1 S7-300主控單元 23
2.8直流脈寬調速器的選用 25
2.9旋轉編碼器的選用 26
2.10 所用設備的配置和型號 26
2.11直流電機閉環調速控制圖 27
2.12 PLC網絡控制屏電氣圖 28
第3章 軟件設計 29
3.1 STEP7的組態建立 29
 3.1.1建立S7-400項目的硬件組態的過程 29
 3.1.2建立S7-300項目的硬件組態的過程 32
 3.1.3建立PC STATION項目的硬件組態的過程 34
 3.1.4網絡組態 35
 3.1.5軟件設計 36
3.2上位機監控軟件的設計 44
 3.2.1組態王的簡述 44
 3.2.2組態王OPC的鏈接過程 44
 3.2.3組態王監控設計 45
3.3觸摸屏組態設計 47
第4章 系統調試 48
4.1系統操作中的注意事項 48
 4.1.1系統上電 48
 4.1.2畫面操作中的注意事項 48
4.2系統調試 48
 4.2.1 S7-300的CPU模式選擇 49
 4.2.2 PID參數的整定 50
 4.2.3系統調試過程和結果 51
結論 55
參考文獻 56
致  謝 57
附錄A直流電機閉環調速控制圖 58
附錄B PLC網絡控制屏電氣圖 61

摘要：基于西門子PLC及其網絡的直流調速系統是由一臺直流電動機同軸驅動一臺直流發電機，直流電動機用直流調速器驅動并裝有旋轉編碼器檢測轉速；發電機的發電電壓經數字顯示表顯示并送至PLC模擬量輸入模塊。按照設定電壓值與檢測的電壓值比較經PID計算后輸出信號給直流調速器控制直流電機的轉速，切換負載電阻人為擾動，系統自動調節直流電動機的轉速，使輸出電壓恒定在設定值；發電機輸出負載為分成三組可以手動切換的電阻組，負載電流由數字電流表顯示。并且通過微型機、PLC和工業以太網、現場總線控制系統實現整個生產過程的自動化。
 系統的組態及用戶程序的編寫由STEP7軟件完成，過程的上位機監控利用組太王軟件以及觸摸屏，實現生產現場的動態遠程監控。良好的人機界面、清晰的組態圖形，使得操作人員通過計算機屏幕，對于現場的各種工況變化一目了然。

關鍵詞：西門子PLC，工業以太網，現場總線，STEP7,組太王，直流調速系統

 Based on Simens PLC and its network direct current velocity modulation system
 
Abstract: Is coaxial actuates a alternator based on Simens PLC and its the network direct current velocity modulation system by a direct current motor, the direct current motor to actuate with the direct current velometer and to be loaded with revolves the encoder examination rotational speed; The generator electricity generation voltage after the numeral demonstrated the table demonstrated and delivers to the PLC simulation quantity load module. According to the hypothesis voltage value and the examination voltage value comparison after the PID computation the output signal for the direct current governor control direct current machine rotational speed, cuts the load resistance artificial perturbation, the system automatic control direct current motor rotational speed, causes the output voltage to be constant is supposing the definite value; The generator output load for divides into three groups to be allowed the manual cut resistance group, the load current demonstrated by the digital ampere meter. And through miniature machine, PLC and industry ethernet, field bus control system realization entire production process automation.
 The system configuration and the user program compilation completes by STEP7 software, the process on position machine monitoring as well as touches the screen using group too king software, the realization produces the scene the tendency long-distance monitoring. The good man-machine contact surface, the clear configuration graph, cause the operator through the computer screen, changes clear regarding scene each kind of operating mode.

Key word: Simens PLC, industry ethernet, field bus, STEP7, group too kings, direct current velocity modulation system