专业课程设计--电082 张涛--精.doc

专业课程设计报告 PLC模拟量的采集、处理与应用 院（系、部）： 信息工程学院 姓 名： 张涛 学 号： 080691 班 级： 电082 专 业： 电气工程及其自动化 指导教师： 郭屹松 2012年1月9日·北京 目录 一 实验目的 1 二 实验任务 1 三 实验要求（基本任务） 1 四 实验器材 2 五 实验步骤 2 1.基本任务：模拟量模块的使用及信号的采集与处理 2 2.扩展任务：PLC与变频器的综合应用 7 六、实验感想及体会 12 七 参考文献 12 一、实验目的 通过实践培养学生熟悉可编程序控制器的工作原理、主要参数、硬件结构、模块特性、安装配置及指令系统、程序设计、调试方法。学习运用可编程控制器及相关控制设备的技术资料，训练学生分析、设计、安装、调试以可编程控制器为核心的自动控制系统的能力。实验内容涉及常用低压电器、电气控制线路；可编程序控制器的配置及硬件组态、外部连接；编程与调试环境STEP7的使用；项目的创建、软件规划、程序编辑及综合调试。 二、实验任务 使用西门子S7-300系列PLC，结合模拟量处理模块SM334(AI4/AO2×12BIT)，完成标准模拟量的采集、处理和输出。如有余力，可利用以上实验结果，通过MM440变频器，实现异步电动机的无级变频调速。 三、实验要求（基本任务） 根据实验任务要求，做必要的预习、准备。准备工作包括：熟悉实验所需的设备、模块及元器件，编程所需的软件环境和硬件条件。测量所需的信号源、仪表，以及用何种尽可能直观的方式检验实验结果是否正确，实验所必须的工具等内容。了解测量系统的速度和精度。 四、实验器材 装有Step-7的计算机，S7-300 PLC（包括电源模块、CPU模块、通信模块和至少一个模拟量模块），数字万用表、PLC实验台及实验用导线若干，MM440变频器，三相异步电动机等。 五、实验步骤 1.基本任务：模拟量模块的使用及信号的采集与处理 1）原理： 通过PLC模拟量模块采集0-10V模拟电压再输出的方式，验证其模拟量模块的转换速度及精度。模拟量输出框图： 图1 模拟量输出框图 2）接线： 本实验除了PLC的电源模块、CPU模块和通信模块，输入/输出模块只用到模拟量模块SM334。模拟量I/O模块SM334有两种规格，一种是有4模入/2模出的模拟量模块，其输入、输出精度为8位，另一种也是有4模入/2模出的模拟量模块，其输入、输出精度为12位。 SM334模块输入测量范围为0～10 V或0～20 mA，输出范围为0～10 V或0～20 mA。它的I/O测量范围的选择是通过恰当的接线而不是通过组态软件编程设定的。与其它模拟量模块不同，SM334没有负的测量范围，且精度比较低。 本实验的I/O模块选用SM334AI4/AO2x12bit模拟量模块，输入信号为实验台提供的0-10V连续可调直流电源，SM334 AI4/AO2x12bit模块的原理图如下： 图2 SM334 AI4/AO2x12bit示意图 接线方法：将模块的电位参考端和每个通道的电位参考端接地（或电源负极），将所选输入通道的输入端接到实验台0-10V直流电源的正极，并用数字万用表测量输入的模拟电压值和SM334 AI4/AO2x12bit模块模出口的电压值。 电压电流模拟值表示： 系统字 电压量程 系统字 电流量程 范围 十进制 十六进制 1V~5V 0V~10V 界限 十进制 十六进制 0~20mA 4~20mA 32767 7FFF 5.741 11.852 上溢 32767 7FFF 23.70 22.96 上溢 32512 7F00 32512 7F00 32511 7EFF 5.704 11.759 过冲 范围 32511 7EFF 23.52 22.81 过冲 范围 27649 6C01 27649 6C01 27648 6C00 5 10 标 称 范 围 27648 6C00 20 20 标 称 范 围 20736 5100 4 7.5 20736 5100 15 16 1 1 1.1447 0.3617 1 1 0.7234 4.5787 0 0 1 0 0 0 0 4 -1 FFFF 不支持负值 下冲 范围 -1 FFFF 下冲 范围 -4864 ED00 0.296 -4864 ED00 -3.52 1.185 -4865 ECFF 下溢 -4865 ECFF 下溢 -32678 8000