西门子可编程控制器在直流调速系统中的应用

论文编号:ZD552 论文字数:36719,页数:77，有开题报告，任务书，文献综述

摘要：
  
        在系统中，我们主要采用了以下几个方面的知识和技术，包括直流调速，现场总线技术和西门子可编程控制器的使用。其中我们还运用了一些软件。下面对这些知识和技术做一个简单概括：
        现场总线技术是用于过程控制和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互连的通信网络，是现场通信网络与控制系统的集成。现场总线的节点是具有综合功能的智能仪表，它将取代传统的单功能的现场仪表。因此“基于现场总线直流调速控制系统”的开发就是更好地利用现场总线的优点,进行新型的调速控制系统的开发。所以，将现场总线技术应用于直流调速系统中具有重要的意义。
 本论文介绍了直流调速技术的基本概念及目前直流调速系统普遍使用的直流调速器的基本结构和基本原理，以及德国西门子S7-300与S7-400的基本结构。详细阐述了可编程控制器在直流调速控制系统中的应用以及自控系统的软件结构。同时对PLC控制的直流调速系统进行了较深入的研究，从直流调速系统原理出发，并建立了单闭环直流调速系统的模型。
 本文首先对现代可编程控制技术的应用现状、发展趋势作了较为详细的介绍，然后简要介绍了现场总线技术的产生背景和应用意义。接下来概括了西门子可编程控制器和直流调速系统的结构，再确定了电气系统的总体方案设计，详细讲述了直流调速系统主体软硬件的控制过程和设计方法。
   
中文关键词：  直流调速控制器；  现场总线；  可编程控制器

目录

摘要 …………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract………………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章  绪论 ………………………………………………………………………………1
 1.1 系统简介 …………………………………………………………………………1
 1.2 直流脉宽调速系统 ………………………………………………………………2
 1.2.1 直流脉宽调速系统的发展历史和应用领域 ……………………………2
 1.2.2 直流脉宽调速系统的特点 ………………………………………………2
 1.3 可编程控制器 ……………………………………………………………………3
 1.3.1 PLC的来源…………………………………………………………………3
 1.3.2典型的PLC产品……………………………………………………………4
 1.3.3 PLC在我国的发展现状……………………………………………………4
 1.3.4 PLC发展的重点……………………………………………………………5
 1.4 现场总线技术………………………………………………………………………6
 1.4.1 引言…………………………………………………………………………6
 1.4.2 现场总线的产生……………………………………………………………6
 1.4.3 现场总线及现场总线控制系统……………………………………………8
 1.4.4 现场总线的发展现状………………………………………………………9
 1.5 小结…………………………………………………………………………………9
第2章  西门子PLC及网络技术的应用…………………………………………………11
 2.1西门子可编程控制器结构组成……………………………………………………11
 2.1.1 S7-300系列PLC……………………………………………………………11
 2.1.2 S7-400系列PLC……………………………………………………………13
 2.1.3 西门子PLC的特点…………………………………………………………14
 2.2 西门子可编程控制器的工作原理和过程…………………………………………14
 2.2.1西门子可编程控制器的工作方式…………………………………………14
 2.2.2 PLC工作过程的中心内容…………………………………………………16
 2.2.3 PLC对输入/输出的处理原则………………………………………………17
 2.3 西门子工业网络技术的运用………………………………………………………17
 2.3.1 工业以太网的基本概念和应用领域………………………………………17
 2.3.2  PROFIBUS总线协议的标准和应用…………………………………19
    2.4 小结…………………………………………………………………………………22
第3章   系统总体设计方案及硬件组成…………………………………………………23
 3.1 系统的总体设计思路………………………………………………………………23
 3.1.1 分析评估控制任务…………………………………………………………24
 3.1.2 可编程控制器的选型………………………………………………………24
 3.1.3 I/O地址分配…………………………………………………………………25
 3.1.4 系统设计……………………………………………………………………25
 3.2 直流脉宽调速器的选用……………………………………………………………26
 3.2.1 直流脉宽调速系统的构成…………………………………………………26
 3.2.2 用途…………………………………………………………………………27
 3.2.3 特点…………………………………………………………………………27
 3.2.4 工作原理……………………………………………………………………28
 3.2.5 使用条件……………………………………………………………………29
 3.3 旋转编码器的选用…………………………………………………………………29
 3.3.1 安装接线注意点……………………………………………………………30
 3.3.2 产品规格……………………………………………………………………30
 3.3.3 输出路线图解………………………………………………………………31
 3.4 触摸屏的使用………………………………………………………………………31
 3.4.1 触摸屏简介…………………………………………………………………31
 3.4.2 触摸屏的特点………………………………………………………………32
 3.5 西门子可编程控制器模块的选用…………………………………………………32
 3.5.1 SM334模块…………………………………………………………………32
 3.5.2 SM321模块与SM322模块…………………………………………………35
 3.5.3 FM350-2计数模块…………………………………………………………36
 3.5.4 FM355 PID调节模块………………………………………………………37
 3.5.5 PS 307电源模块……………………………………………………………37
 3.5.6 CP443-1扩展型通讯处理器………………………………………………38
    3.6 小结…………………………………………………………………………………40
第4章  系统软件程序设计及系统调试……………………………………………………41
 4.1 S7-300、S7-400的DP支持…………………………………………………………41
 4.2 组态王软件的应用…………………………………………………………………42
 4.2.1 组态王软件的简介…………………………………………………………42
 4.2.2 OPC协议在组态王中的运用………………………………………………43
 4.3 触摸屏组态软件的使用……………………………………………………………43
 4.3.1 触摸屏组态软件简介………………………………………………………43
 4.3.2 触摸屏的组态画面…………………………………………………………44
 4.4 控制系统的I/O点及地址分配……………………………………………………44
 4.4.1 S7-300和S7-400通讯所用变量……………………………………………44
 4.4.2 组态王和触摸屏所用变量…………………………………………………45
 4.4.3 直流调速输出和显示所用变量……………………………………………45
 4.5 系统软件程序………………………………………………………………………46
 4.5.1 S7-400中的程序……………………………………………………………46
 4.5.2 S7-300中的程序……………………………………………………………50
 4.6 系统的调试…………………………………………………………………………53
 4.6.1 系统上电调试………………………………………………………………53
 4.6.2 SM334:AI4/AO2*8/8位的调试……………………………………………53
 4.6.3 运用触摸屏和组态王对系统进行调试……………………………………54
    4.7 小结…………………………………………………………………………………59
总结…………………………………………………………………………………60
致谢………………………………………………………………………………………… 62
参考文献……………………………………………………………………………………63
附录…………………………………………………………………………………………64