基于西门子PLC及其网络的直流调速系统的设计

电气自动化论文编号:ZD492  论文字数:23211,页数:72，有开题报告，任务书，文献综述 

目   录
摘  要  Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 绪 论 1
1.1 PLC的概述 1
 1.2.1 PLC控制系统的特点与功能 1
 1.2.2 PLC在工业生产中的优点 1
 1.2.3 PLC控制系统的发展前景 2
1.2西门子PLC的应用 3
 1.3现场总线和工业以太网的应用 4
 1.3.1现场总线简述 4
 1.3.2工业以太网 7
1.4直流脉宽调速技术 8
 1.4.1ＰＷＭ直流脉宽调速技术的发展历史和应用 9
 1.4.2ＰＷＭ直流脉宽调速技术的特点 9
 1.4.3直流脉宽调速系统的构成 10
第2章 硬件设计 12
2.1系统的描述和控制要求 12
2.2网络的构成 12
2.3硬件及软件结构 13
2.4西门子工业以太网 13
 2.4.1 SIEMENS工业以太网的硬件结构 13
 2.4.2以太网的硬件选择 14
 2.4.3 SIEMENS工业以太网的软件支持 17
 2.4.4 OPC 17
2.5 Profibus-DP现场总线 18
 2.5.1 DP总述 18
 2.5.2本系统的DP拓扑结构 19
 2.5.3 S7400、S7300的 DP支持 19
2.6触摸屏MP270B 20
2.7硬件的选择 21
 2.7.1 S7-400主控单元 22
 2.7.1 S7-300主控单元 23
2.8直流脉宽调速器的选用 25
2.9旋转编码器的选用 26
2.10 所用设备的配置和型号 26
2.11直流电机闭环调速控制图 27
2.12 PLC网络控制屏电气图 28
第3章 软件设计 29
3.1 STEP7的组态建立 29
 3.1.1建立S7-400项目的硬件组态的过程 29
 3.1.2建立S7-300项目的硬件组态的过程 32
 3.1.3建立PC STATION项目的硬件组态的过程 34
 3.1.4网络组态 35
 3.1.5软件设计 36
3.2上位机监控软件的设计 44
 3.2.1组态王的简述 44
 3.2.2组态王OPC的链接过程 44
 3.2.3组态王监控设计 45
3.3触摸屏组态设计 47
第4章 系统调试 48
4.1系统操作中的注意事项 48
 4.1.1系统上电 48
 4.1.2画面操作中的注意事项 48
4.2系统调试 48
 4.2.1 S7-300的CPU模式选择 49
 4.2.2 PID参数的整定 50
 4.2.3系统调试过程和结果 51
结论 55
参考文献 56
致  谢 57
附录A直流电机闭环调速控制图 58
附录B PLC网络控制屏电气图 61

摘要：基于西门子PLC及其网络的直流调速系统是由一台直流电动机同轴驱动一台直流发电机，直流电动机用直流调速器驱动并装有旋转编码器检测转速；发电机的发电电压经数字显示表显示并送至PLC模拟量输入模块。按照设定电压值与检测的电压值比较经PID计算后输出信号给直流调速器控制直流电机的转速，切换负载电阻人为扰动，系统自动调节直流电动机的转速，使输出电压恒定在设定值；发电机输出负载为分成三组可以手动切换的电阻组，负载电流由数字电流表显示。并且通过微型机、PLC和工业以太网、现场总线控制系统实现整个生产过程的自动化。
 系统的组态及用户程序的编写由STEP7软件完成，过程的上位机监控利用组太王软件以及触摸屏，实现生产现场的动态远程监控。良好的人机界面、清晰的组态图形，使得操作人员通过计算机屏幕，对于现场的各种工况变化一目了然。

关键词：西门子PLC，工业以太网，现场总线，STEP7,组太王，直流调速系统

 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