S7-300与MM440间DP通讯

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基于S7-300与MM440间DP通讯的

三相交流电机控制系统设计

1 分析被控对象与明确控制任务

1.1分析被控对象

本次实验目的是建立S7-300与MM440变频器的PROFIBUS-DP通讯，通过PLC对变频器进行操作，从而使变频器能够按预期目的对电机进行控制。

该系统的被控对象为西门子厂商的三相交流异步电动机，主要铭牌参数如表1所示。

表1 三相异步电动机主要参数

型号 3~Mot 1LA7083-4AA10

额定频率 功率 接线方式 额定电压 额定电流 电压范围 电流范围

此次实验的三相交流电源从变频器引至电动机，电动机采用星型接线方式。三相交流电源在进入变频器前使用断路器和接触器将电源与变频器隔开，并用ET200M的一个DI口控制该接触器的开合。

系统接线总体结构图如图1.1所示。

50Hz 0.75KW 三角型△

额定功率因素 额定转速

0.80 1395r/min 星型Y

220V~

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图1.1 系统接线总体结构图

1.2明确控制任务

控制任务是S7-300通过DP通讯口，操作MM440，实现电机的启动、停机、正转、反转、变速和正反向点动，并读取电机当前电压、电流及频率值。

2 控制任务的分解与被控对象的描述

2.1 控制任务的分解

可以按通讯的性质将控制任务划分为两大部分。

第一部分是S7-300通过DP控制MM440参数，以实现电机的启动、停机、正转、反转、变速和正反向点动。

第二部分是S7-300通过DP读取MM440参数，读取控制电压、电流及频率。

2.2 被控对象的描述

对电动机的操作工艺流程图如图2.1所示，可以完成启动、停机、正转、反转、变速及正反向点动功能，操作面板使用触摸屏实现。

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图2.1 操作工艺流程图

3 系统硬件设计

3.1 操作面板设计

操作面板使用触摸屏实现，主要由操作部件和显示部件组成。使用Wincc Flexible实现的控制面板如图3.1、图3.2以及图3.3所示。

图3.1 基本操作面板

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图3.2 实时参数面板

图3.3 频率时间图面板

1. 操作部件 z 断路器开关

闭合时断路器闭合，断开时断路器断开； z 复位按钮

对系统进行一次初始化，并建立通讯； z 转向设置开关

闭合时电机转向为正向，断开时点击转向为反向； z 预设速度框

用来填入希望达到的速度； z 设置速度按钮

使预设速度生效； z 启动按钮

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使电机按设置速度启动； z 停机按钮

使电机停转； z 点动按钮

按下时，电机按设定方向以变频器中设置的固定速度转动，放开即停机； 2. 显示部件 z 断路器状态灯

反映断路器当前状态，闭合亮，断开灭； z 电机运行指示灯

反映电机运行状态，运行时亮，停止时灭； z 电机转速表

显示电机当前速度； z 电机电压表

显示电机当前电压； z 电机电流表

显示电机当前电流； z 变频器频率表

显示变频器当前输出频率； z 频率时间图（f-t图）

纵轴为频率，横轴为时间，用来绘制频率历史曲线，频率与速度成正比。

3.2 实验室系统硬件结构设计

实验室系统硬件总体结构设计如图3.4所示。由三部分组成：监控单元、控制单元和现场设备。 1. 监控单元

使用西门子的SIMATIC PANEL触摸屏实现。 2. 控制单元

使用S7-300和MM440实现对电机的控制。 3. 现场设备

三相异步交流电动机。

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图3.4 实验室系统硬件总体结构图

3.3 系统硬件组态

1. 组态主站

打开SIMATIC MANAGER，通过FILE菜单选择NEW新建一个项目，在NAME栏中输入项目名称，将其命名为S7300_MM440，在下方的Storage Location中设置其存储位置，如图3.5所示。项目屏幕的左侧选中该项目，在右键弹出的快捷菜单中选择Insert New Object插入SIMATIC 300 Station，如图3.6所示，可以看到选择的对象出现在右侧的屏幕上。

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图3.5 新建项目 图3.6 插入S7-300站

双击MPI/DP槽，在弹出窗口“Interface” →“Type”中选择“PROFIBUS”，然后点击“Properties”，如图3.7所示点击“New”新建一条DP总线，并设置地址为2。点击“Properties”，弹出如图3.8所示窗口，选择DP类型，并设置传输速率为1.5Mbps。

图3.7 新建PROFIBUS总线 图3.8 设置属性

打开SIMATIC 300 Station，然后双击右侧生成的Hardware图标，在弹出的HW config中进行组态，在菜单栏中选择“View”选择“Catalog”打开硬件目录，按订货号和硬件安装次序依次插入机架、电源、CPU以及I/O模块，如图39和图3.10所示。

图3.9 组态主站 图3.10 各模块详细信息

此处不需要对触摸屏进行组态，其组态在Wincc Flexible里完成。

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2. 组态从站

在DP总线上挂上远程I/O模块，设置从站地址为3，并在其上加入相应I/O模块。

在DP总线上挂上MM440，并组态MM440的通讯区，通讯区与应用有关。MM440采用通用串行接口协议，其报文结构将在软件部分讲述。由程序操作的通讯数据通过参数标识符值PKW和过程数据PZD传递，最长使用的是中PKW为4个字（8个字节），PZD为2个字（4个字节） …… 此处隐藏：4995字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……