变频器状态监控设计技术总结.docx

河南工学院自动控制系《组态软件及应用》课程设计报告题目：变频器状态监控设计系部:自动控制系专业:生产过程自动化班级:姓名:学号:指导老师:白敬彩成绩:二零一六年六月二十日目录一、 系统总体方案设计11.1设计要求11.2系统工作原理1二、系统硬件设计22.1PLC选型22.2变频器选型32.3步进电机选型5三、系统软件设计63.1力控软件简介63.2界面组态83.3I/O设备组态103.4数据库组态103.5动画连接113.6电机正转指示向导?11四、结论11系统总体方案设计1.1设计要求利用组态软件监控变频器的运行状态并实现对变频器的操作，并实现故障追忆、故障报警和报表功能。监控系统要求（1）要求监控系统保证各项监测数据的实时准确可靠，减少人为因素影响，提供可靠现场数据支持;（2）要有良好的可维护性，能够方便地维护系统的正常运行;（3）能提供友好的人机交互界面，方便现场人员操作;（4）能提供对实时数据的数据处理和历史数据管理功能;（5）能提供灵活的接口，为用户提供良好的二次开发功能并能与其他管理信息系统进行信息融合。具体要求（1）信号采集和数据处理：对来自现场的非标准信号数据通过组态软件转换成标准信号。（2）状态显示：将变频器启动、停止、就绪、合闸、接通、运转、旁通、告警、外控等状态通过组态软件动态的显示于监控画面上，具有实时、动态效果。（3）监控操作：对频率、温度、电流、电压、风压等进行自动实时监测。（4）操作画面：在操作画面上可查询装置的电压、电流、功率、温度等实时和历史数据，还可查询实时、历史曲线和设备状态并可按要求设定和打印出实时报表和历史报表。1.2系统工作原理通过力控组态软件界面设计的动画和按键以及参数的设置，来控制步进电图1 步进电机与PLC的接线启动、停止、正反转等基本动作，同时还要实现对步进电机的监控和报警。通过力控组态软件和PLC和步进电机的结合来完成这次试验。二、系统硬件设计2.1PLC选型在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。PLC的选型要考虑一下几点：（1）.输入输出（I/O）点数的估算。I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。（2）. 存储器容量的估算。存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。（3）. 控制功能的选择。控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等。（4）. 编程功能。离线编程方式：PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形