基于S7-300的异步电机控制系统设计

基于S7-300的异步电机控制系统设计

摘  要

    长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。同时，随着科学技术的发展和生产系统规模的扩大，基于PLC的多台电机控制系统成为现代工业生产中应用比较广泛的电控系统。

    本文从分析变频器技术入手，研究变频器的工作原理及通讯机理，阐述SIMATICS7-300系列PLC中PROFIBUS总线的应用。在电气原理基础上，用S7-300PLC、西门子MM420变频器、中间继电器及接触器，完成了系统硬件选型，程序块定义及梯形图程序编辑及仿真调试、下载，实现了自动化装配流水线的PLC控制；另外对系统干扰进行分析，提出了可行的改进方法；同时进行STEP7编程，完成了多台异步电机控制系统的设计。

    这一研究的目的在于研究基于S7-300的异步电机控制系统的设计，包括PLC控制系统的设计，变频器与异步电机、继电器与电机控制系统的设计。另外研究总线协议并且深入的掌握PROFIBUS的通讯机制。本文提出的控制方法具有很强的适用性，可应用于许多实际的工业控制场合。

关键词：PLC 变频器 异步电机 PROFIBUS现场总线 抗干扰

目  录

摘  要 i

ABSTRACT ii

目  录 iii

第一章 绪论 1

1.1 相关技术背景简介 1

1.1.1 PLC技术 2

1.1.2 变频器技术 4

1.1.3 现场总线技术 5

1.2 相关技术发展 8

1.3本毕业论文所做的工作 9

1.4 本章小结 9

第二章 控制系统硬件设计 10

2.1 概述 10

2.2 PLC的选用 10

2.2.1 系统单元 11

2.2.2 S7-300提供功能 11

2.2.3通信方式及通信类型 12

2.2.4 系统结构及运行流程 12

2.3 变频器的选用 13

2.4 电机的选用 15

2.5 其它元件的选用 16

2.6 原理图及接线图的设计 16

2.7 本章小结 19

第三章 变频器使用及系统干扰分析 20

3.1 变频器的安装 20

3.2 变频器调试 21

3.3系统干扰分析 23

3.3.1 干扰源及一般分类 24

3.3.2 PLC系统中干扰的主要来源及途径 24

3.4 主要抗干扰措施 25

3.5 本章小结 27

第四章 PROFIBUS通信及变频器控制 28

4.1 概述 28

4.2 PROFIBUS模板的使用 28

4.3 USS协议及数据结构简介 29

4.4 变频器的PROFIBUS控制 30

4.5 本章小结 31

第五章 PLC控制系统程序设计 32

5.1 流程图 32

5.2 STEP7基本特征 35

5.3 硬件组态和连接 36

5.4 STEP7编程 37

5.5 本章小结 38

第六章 总结 39

参考文献 40

致  谢 41