毕业设计(论文)-基于VB6.0实现S7-200PLC对多台异步电动机的控制.doc
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1、中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名: XXX 学 号: XXXXXXX 学 院: 信息与电气工程学院 专 业: 电气工程与自动化 设计题目:基于VB6.0实现S7-200PLC对多台异步电动机的控制 专 题: 指导教师: XXX 职 称: 副教授 2009 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 信电学院 专业年级 电气工程与自动化05-5 学生姓名 XXX 任务下达日期:2009 年 2 月 16 日毕业设计日期: 2009 年 2 月 16 日 至 2009 年 6月 20日毕业设计题目:基于VB6.0实现S7-200PLC对多台异步电动机的控制毕业设计专题题目:毕业设计主
2、要内容和要求: (1)掌握异步电动机的工作原理和控制方法;(2)掌握PLC工作原理、工作过程及其使用;(3) 掌握V4.0 STEP7 MicroWIN SP3以及VB6.0编程软件的使用;(4)完成VB6.0编程实现PC与PLC的通信;(5)完成与控制系统配套的模拟实验;(6)完成与毕业设计内容有关的英文翻译(近三年的文献),不少于3000字;院长签字: 指导教师签字:摘 要随着现代工业的飞速发展,PLC以其高可靠性、配置灵活和完善的功能,在电气控制中占有越来越重要的地位。PLC与上位机的结合,并通过VB6.0传送数据所构成的计算机监控系统,对于近距离传输数据的现场控制来说是一种性价比很高的
3、解决方案,充分的利用PLC的抗干扰性能和PC机强大的图形显示,浮点运算的特点。本文正是为了适应社会这一需求而设计的。本设计利用VB6.0提供的通信控件MSComm结合PLC中的通信功能进行编程,实现上位机(PC)与下位机(PLC)之间在自由口通信协议下数据信息的双向传输,达到高效、精确的控制异步电动机的启动与停止,点动控制、全压启动、星/三角启动、四台电机的顺序启动逆序停止以及监控电机的状态,完成了相应的软件、硬件模拟实验,在电脑上点击相应的按钮,PLC上的指示灯相应的点亮与熄灭,很好地解决了工程应用中的一些实际问题。本设计详细论述了异步电动机的工作原理、控制方法、VB6.0的高级编程(通信)
4、、以及西门子公司提供的S7-200PLC(CPU224型)工作原理、通信编程及异步电动机控制的各种梯形图、指令表。本设计以在VB6.0环境下,实现PLC与计算机通信,有效的控制异步电动机,从而满足用户的需要。关键词: S7-200PLC;VB6.0; 自由口通信模式; MSCommABSTRACTAlong with modern industry swift development, PLC by its redundant reliability, disposition nimble and perfect function, holds more and more important
5、status in the electric control.PLC and the superior machine union, and the computer supervisory system which constitutes through the VB6.0 transmission data, regarding the short distance transmission datas scene control is one kind of performance-to-price ratio very high solution, the full use PLC r
6、esistance to interference and PC machine formidable graphical display, floating point calculations characteristic. This article is precisely to adapt social this demand to design. This papers uses the Communication control MSComm which provided by VB6.0 unifying the communication language in PLC for
7、 the programming, realizes Two-way data transmission between Host computer (PC) and the next-bit machine (PLC) under communication protocol of the free port, achieves highly effective and exact purpose in controlling asynchronous motors start and the stop, step-move control, full-voltage starting,st
8、ar-delta starting,four motors ordered starting and reverse stop,and also the motors state monitoring. moreover,i have finished the practical experiment on the hardware and software. in the experiment, click the buttons on the PC screen, the Indicators on PLC will turn on and off by the set order. as
9、 well as monitors electrical machinerys condition, has solved some actual problems in project application well. Each kind of trapezoidal chart which, the instruction list this article elaborated asynchronous motors principle of work, the control method, the VB6.0 high-level programming in detail (co
10、rrespondence), as well as Siemens provides S7-200PLC which (CPU224) the principle of work, the correspondence programming and the asynchronous motor controls. This papers realizes PLC and the computer correspondence base VB6.0, effectively control asynchronous motor, thus satisfies the need of the u
11、sers.Key words: S7-200PLC; VB6.0; free mouth correspondence pattern; MSComm目 录1 绪论11.1 异步电机概述11.2 PLC概述11.3 VB6.0概述31.4 PLC与继电器接触器控制系统的比较31.5 本文的可行性探讨42 三相异步电动机52.1 三相异步电动机的基本构造52.2 三相异步电动机的转动原理72.2.1 异步电动机转动的一般原理72.2.2 旋转磁场的产生82.3 三相异步电动机的起动132.3.1 笼型异步电动机的起动143可编程控制器163.1可编程控制器的概述163.1.1 可编程控制器的基本
12、结构163.1.2可编程控制器的工作原理173.1.3 可编程控制器的编程语言概述183.1.4 可编程控制器的编程步骤193.2 S7-200PLC193.2.1概述193.2.2 S7-200系列PLC的硬件系统203.2.3 工作原理253.2.4 PLC的编程指令273.2.5 S7-200的程序结构314 程序设计语言334.1 Visual Basic特点334.2 Visual Basic开发应用程序的一般步骤344.3 编程语句364.3.1对象与变量364.3.2 条件语句IfThenElse394.3.3 ForNext循环语句404.3.4 InputBox函数和MsgB
13、ox函数415 通信程序的设计435.1 S7-200PLC自由口通信435.1.1 S7-200 PLC与上位机的通信方式435.1.2 自由口通讯工作模式的定义435.2 VB6.0编程实现计算机与PLC的通信455.2.1通信控件MSComm455.3 异步电机控制电路485.3.1 自锁与互锁控制485.3.2 星/三角转换控制495.3.3 自耦变压器启动控制505.3.4 串电抗启动控制515.4 通信程序的实现525.4.1 软件界面及相应的程序介绍525.4.2 PLC程序介绍616 结论67致 谢68参考文献:69附录70翻译部分83中文译文83英文原文93第106页中国矿业
14、大学2009届本科生毕业设计1 绪论1.1 异步电机概述电机的转速(转子转速)小于旋转磁场的转速,从而叫为异步电机。它和感应电机基本上是相同的。s=(ns-n)/ns。s为转差率,ns为磁场转速,n为转子转速。基本原理:(1)当三相异步电机接入三相交流电源时,三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势(定子旋转磁动势)并产生旋转磁场。(2)该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感应电流。(3)根据电磁力定律,载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用,形成电磁转矩,驱动转子旋转,当电动机轴上带机械负载时,便向外输出机械能。特点: 优点:结构简单,制造方便
15、,价格便宜,运行方便。缺点:功率因数滞后,轻载功率因数低,调速性能稍差。异步电机是一种交流电机,其负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关系。还随着负载的大小发生变化。负载转矩越大,转子的转速越低。异步电机包括感应电机、双馈异步电机和交流换向器电机。感应电机应用最广,在不致引起误解或混淆的情况下,一般可称感应电机为异步电机。普通异步电机的定子绕组接交流电网,转子绕组不需与其他电源连接。因此,它具有结构简单,制造、使用和维护方便,运行可靠以及质量较小,成本较低等优点。异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性,从空载到满载范围内接近恒速运行,能满足大多数工农业生产机械的传动要求。异步电机还便于派
16、生成各种防护型式,以适应不同环境条件的需要。异步电动机是工业、农业、国防,乃至日常生活和医疗器械中应用最广泛的一种电动机,它的主要作用是驱动生产机械和生活用具。其单机容量可从几十瓦到几千千瓦。随着电气化和自动化程度的不断提高,异步电动机将占有越来越重要的地位。据统计,在供电系统的动力负载中,约有 70是异步电动机,可见它在工农业生产乃至我们日常生活中的重要性。异步电机是一种交流电机,其电机的转子转速总落后于电机的同步转速,故称异步电动机。异步电动机有许多突出的优点,和其它各种电动机相比,它的结构简单,制造、使用和维护方便,效率较高,价格低廉。因此,应用非常的广泛。1.2 PLC概述PLC是一种
17、用于工业自动化控制的专用计算机,实质上属于计算机控制方式。PLC与普通微机一样,以通用或专用CPU作为字处理器,实现通道(字)的运算和数据存储,另外还有位处理器(布尔处理器),进行点(位)运算与控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。(1)可靠性:可维修的产品,可靠性包括产品的有效性和可维修性。A.PLC不需要大量的活动元件和接线电子元件,它的接线大大减少,与此同时,系统的维修简单,维修时间短。B PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计,例如,冗余设计,断电保护,故障诊断和信息保护及恢复等,提高了MTBF,降低了MTRR使可靠性提高。C.PLC有较高的易操
18、作性,它具有编程简单,操作方便,维修容易等特点,一般不易发生操作的错误。D PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置,它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言,编程出错率大大降低,而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。E.在PLC的硬件方面,采用了一系列提高可靠性的措施。例如,采用可靠性的元件;采用先进的工艺制造流水线制造;对干扰的屏蔽、隔离和滤波等;电源的断电保护;对存储器内容的保护等。F PLC的软件方面,也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如,采用软件滤波;件自诊断;简化编程语言等。(2)易操作性,PLC的易操作性表现在下列几个方面:
19、A、操作方便对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。大多数PLC采用编程器进行输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息的显示,对大中型的PLC,编程器采用了CRT屏幕显示,因此,程序的输入直接可以显示。更改程序的操作也可直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或顺序寻找,然后进行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT上显示。B、编程方便PLC有多种程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说,由于梯形图与电气原理图较为接近,容易掌握和理解。采用布尔助记符编程语言时,十分有助于编程人员的编程。C、维修方便PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时,通过硬件和软件的自诊断,
20、维修人员可以很快的找到故障的部位,以便维修。(3)灵活性,PLC的灵活性表现在以下几个方面:A.编程的灵活性。PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程方便、应用面拓展。B.扩展的灵活性。PLC的扩展灵活性是它的一个重要特点。它可根据应用的规模不同,即可进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。C.操作的灵活性。操作十分灵活方便,监视和控制变得十分容易。1.3 VB6.0概述Visual Basic(简称VB)是Microsoft公司开发的一种通用的面向对象,事件驱动的程序设计语言。“Visual”指的是开发图形用户界面(GU
21、I)的方法不需编写大量代码去描述界面元素的外观和位置,而只要把预先建立的对象add到屏幕上的一点即可。“Basic”指的是BASIC(Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code)语言,一种在计算技术发展历史上应用得最为广泛的语言。Visual Basic在原有BASIC语言的基础上进一步发展,至今包含了数百条语句、函数及关键词,其中很多和Windows GUI有直接关系。专业人员可以用Visual Basic实现其它任何Windows编程语言的功能,而初学者只要掌握几个关键词就可以建立实用的应用程序。Visual Basic的特点:(1)可视
22、化的设计平台 (2)面向对象的设计方法 (3)事件驱动的编程机制 (4)结构化的设计语言 (5)充分利用Windows资源 (6)开放的数据库功能与网络支持VB简单易学,通用性强,用途广泛。1.4 PLC与继电器接触器控制系统的比较从某种意义上看,PLC控制是从继电器接触器控制发展而来的。两者既有相似性又有很多不同处。二种方案的不同点如下:(1) PLC内部大部分采用“软”逻辑继电器接触器控制全部用硬器件、硬触点和“硬”线连接,为全硬件控制;PLC内部大部分采用“软”电器、“软”接点和“软”线连接,为软件控制。(2) PLC控制系统结构紧凑继电器接触器控制系统使用电器多,体积大且故障率大;PL
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