-------2025------自動化生產(chǎn)線變頻器綜合應(yīng)用01目錄項(xiàng)目概述項(xiàng)目實(shí)施相關(guān)知識項(xiàng)目實(shí)施注意事項(xiàng)030204DESIGN01項(xiàng)目概述泡面生產(chǎn)線需求泡面生產(chǎn)需多段速控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)不同工藝環(huán)節(jié)速度切換，如面餅成型、調(diào)料包裝等。傳統(tǒng)控制方式難以滿足精準(zhǔn)、靈活需求，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。技術(shù)選型與優(yōu)勢選用S7-1200與G120變頻器，前者功能強(qiáng)大、編程便捷，后者性能穩(wěn)定、兼容性好。組合可實(shí)現(xiàn)多種控制方式，提升生產(chǎn)線自動化水平，降低人工成本。應(yīng)用場景與價(jià)值適用于類似泡面的食品加工生產(chǎn)線，還可拓展至其他制造業(yè)，如塑料制品、機(jī)械加工等。提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，增強(qiáng)企業(yè)市場競爭力，推動產(chǎn)業(yè)升級。項(xiàng)目背景初始狀態(tài)：系統(tǒng)已經(jīng)上電，各指示燈均不亮，按鈕處于抬起狀態(tài)，電機(jī)停止。第二次按下SB1按鈕，電機(jī)速度變?yōu)?00r/min；第三次按下SB1按鈕，電機(jī)速度變?yōu)?000r/min；第四次按下SB1按鈕，電機(jī)速度變?yōu)?400r/min；按下SB2停止按鈕后，電機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)按下SB1按鈕，電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行（速度為500r/min），松開SB1后,電機(jī)繼續(xù)保持正轉(zhuǎn)運(yùn)行；項(xiàng)目要求DESIGN02相關(guān)知識010302功率范圍與技術(shù)操作板功能保護(hù)功能G120變頻器功率0.37～250kW，采用IGBT技術(shù)，使電機(jī)運(yùn)行更靈活，能快速響應(yīng)速度變化。高性能IGBT技術(shù)降低能耗，提高電機(jī)效率，延長使用壽命，減少維護(hù)成本?；静僮靼錌OP有標(biāo)準(zhǔn)級和專家級參數(shù)級別，標(biāo)準(zhǔn)級適合日常操作，專家級用于高級設(shè)置。BOP可實(shí)時顯示電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)值，方便操作人員監(jiān)控和調(diào)整，保障生產(chǎn)順利進(jìn)行。變頻器具備過載、過壓、過流等多種保護(hù)功能，有效防止電機(jī)損壞，保障設(shè)備安全運(yùn)行。在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中，保護(hù)功能可減少故障停機(jī)時間，降低維修成本，提高生產(chǎn)連續(xù)性。硬件電路特性宏1參數(shù)組優(yōu)化配置在實(shí)際應(yīng)用中，可能需要根據(jù)具體需求對預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。可以通過自定義參數(shù)覆蓋預(yù)設(shè)參數(shù)，如調(diào)整上升時間P1120、下降時間P1121等，以滿足項(xiàng)目的特殊要求。自定義參數(shù)覆蓋策略通過合理的參數(shù)優(yōu)化配置，能夠使電機(jī)的運(yùn)行更加穩(wěn)定、高效。例如，優(yōu)化后的加減速時間可以減少電機(jī)啟動和停止時的沖擊，提高設(shè)備的使用壽命。優(yōu)化后的效果提升當(dāng)P0015=1時，變頻器會調(diào)用預(yù)設(shè)的參數(shù)組。這些預(yù)設(shè)參數(shù)組針對特定的應(yīng)用場景進(jìn)行了設(shè)置，例如在速度控制、加減速時間等方面都有默認(rèn)值。預(yù)設(shè)參數(shù)組分析01、02、03、模塊量程標(biāo)定NORM_X指令在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在本應(yīng)用場景里，它主要負(fù)責(zé)將特定范圍內(nèi)的數(shù)字量，精準(zhǔn)地映射為相應(yīng)的模擬量輸出。例如，在SM1232模塊中，需要將0-27648的數(shù)字量范圍，合理地轉(zhuǎn)換為0-10V的模擬電壓輸出范圍，NORM_X指令就是實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換的核心工具。首先，在編程軟件中找到NORM_X指令的參數(shù)設(shè)置界面。對于將0-27648映射為0-10V輸出的配置，需設(shè)置輸入值范圍的下限為0，上限為27648；輸出值范圍的下限設(shè)為0，上限設(shè)為10。通過這樣的參數(shù)設(shè)定，NORM_X指令就能按照預(yù)期，將輸入的數(shù)字量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的模擬電壓值輸出，確保SM1232模塊輸出符合要求的模擬信號。NORM_X指令基礎(chǔ)參數(shù)配置步驟控制字047F代表正轉(zhuǎn)運(yùn)行狀態(tài)，二進(jìn)制形式是0000010001111111。其中位0為1，意味著處于斜坡上升階段，電機(jī)正在啟動并加速；位3為1，表示脈沖使能，允許電機(jī)運(yùn)行；位4為1，斜坡函數(shù)發(fā)生器使能，保證電機(jī)平穩(wěn)加速等。這些位的組合決定了電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行的控制邏輯?？刂谱?47F含義剖析控制字047E表示停止運(yùn)行狀態(tài)。將其轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制為0000010001111110。從二進(jìn)制位定義來看，位0為0，表示處于斜坡下降狀態(tài)，即電機(jī)處于停止過程；位1為0，表示不執(zhí)行按慣性自由停車；位2為0，表示不執(zhí)行快速停車等。通過對這些位的解讀，能清晰了解電機(jī)停止運(yùn)行時各控制功能的狀態(tài)?？刂谱?47E含義剖析標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1結(jié)構(gòu)解析控制字0C7F含義剖析控制字0C7F代表運(yùn)行狀態(tài)，二進(jìn)制形式是0000110001111111。其中位0為1，意味著處于斜坡上升階段，電機(jī)正在啟動并加速；位3為1，表示脈沖使能，允許電機(jī)運(yùn)行；位4為1，斜坡函數(shù)發(fā)生器使能，保證電機(jī)平穩(wěn)加速等，位12為1，表示請求反向運(yùn)行，這些位的組合決定了電機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行的控制邏輯。標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1結(jié)構(gòu)解析狀態(tài)字中的評估位反映了變頻器和電機(jī)的實(shí)時狀態(tài)。例如某些位可以指示電機(jī)是否處于運(yùn)行、故障、報(bào)警等狀態(tài)。通過對這些評估位的分析，能夠及時掌握系統(tǒng)的運(yùn)行情況，以便采取相應(yīng)的措施，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。如特定位為1時表示電機(jī)過載，提醒操作人員及時處理。狀態(tài)字評估位解讀轉(zhuǎn)速值十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換在G120變頻器控制中，轉(zhuǎn)速值的轉(zhuǎn)換基于一定的標(biāo)準(zhǔn)。P2000設(shè)定了一個基準(zhǔn)速度，通常默認(rèn)值為1500rpm。而4000H被規(guī)定為一個標(biāo)幺值，代表由P2000設(shè)定的速度?；谶@樣的設(shè)定，我們來推導(dǎo)實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)速到十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換公式。轉(zhuǎn)換公式推導(dǎo)基礎(chǔ)DESIGN03項(xiàng)目實(shí)施PN控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)多段速根據(jù)項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)I/O分配表，I/O分配表是項(xiàng)目實(shí)施的基礎(chǔ)，確保硬件設(shè)備與PLC程序的正確連接。設(shè)計(jì)I/O分配表根據(jù)I/O分配表繪制I/O接線圖，明確各硬件設(shè)備的連接關(guān)系。接線圖應(yīng)清晰標(biāo)注各按鈕、指示燈與PLC輸入輸出端口的連接方式。接線圖是硬件安裝和調(diào)試的重要依據(jù)，確保設(shè)備連接正確，避免接線錯誤導(dǎo)致的控制失效。繪制I/O接線圖序號PLC地址符號功能1I1.2SB1紅按鈕2I1.3SB2綠按鈕3I1.5SA1轉(zhuǎn)換開關(guān)根據(jù)項(xiàng)目要求進(jìn)行G120面板參數(shù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)用PN控制多段速。G120面板參數(shù)設(shè)置參數(shù)

設(shè)定值

說明

P00101快速調(diào)試P00157設(shè)置宏程序P11200.5上升時間P11210.5下降時間P00100就緒

在項(xiàng)目視圖的項(xiàng)目樹中雙擊“添加新設(shè)備”，添加設(shè)備名稱為PLC-1的設(shè)備CPU1215C/AC/DC/Rly。雙擊打開博途軟件，在Portal視圖中選擇“創(chuàng)建新項(xiàng)目”，輸入項(xiàng)目名稱“多段式調(diào)速”，選擇項(xiàng)目保存路徑，然后單擊“創(chuàng)建”創(chuàng)建新項(xiàng)目。硬件設(shè)計(jì)0103創(chuàng)建工程項(xiàng)目硬件組態(tài)02編輯變量表

打開PLC-1的“PLC變量”文件夾，雙擊“添加新變量表”→“<新增>”→“更改變量名稱”→“更改數(shù)據(jù)類型”→“更改地址”完成多段式調(diào)速PLC控制的變量表。硬件組態(tài)在博途軟件中進(jìn)行如下操作：1）添加所對應(yīng)的變頻器單元。進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)視圖畫面，點(diǎn)“硬件目錄”下的“其它現(xiàn)場設(shè)備”，依次選擇“PROFINETIO”→“Drives”→“SINAMICS”→“SINAMICS-G120CU250S-2PNV4.7”，然后雙擊，添加變頻器到網(wǎng)絡(luò)中2）網(wǎng)絡(luò)連接PLC與變頻器。在“網(wǎng)絡(luò)視圖”界面下，單擊變頻器模塊“未分配”，然后選擇所對應(yīng)的PLC“PROFINET接口”3）4）在變頻器的設(shè)備視圖下，設(shè)置G120變頻器控制的輸入輸出起始地址，將輸入起始地址從默認(rèn)值修改成為“100”，輸出起始地址從默認(rèn)值修改成“100”，在變頻器的設(shè)備視圖下，添加變頻器的報(bào)文，標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文10102程序設(shè)計(jì)數(shù)字量多段速控制根據(jù)項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)I/O分配表，I/O分配表是項(xiàng)目實(shí)施的基礎(chǔ)，確保硬件設(shè)備與PLC程序的正確連接。設(shè)計(jì)I/O分配表根據(jù)I/O分配表繪制I/O接線圖，明確各硬件設(shè)備的連接關(guān)系。接線圖應(yīng)清晰標(biāo)注各按鈕、指示燈與PLC輸入輸出端口的連接方式。接線圖是硬件安裝和調(diào)試的重要依據(jù)，確保設(shè)備連接正確，避免接線錯誤導(dǎo)致的控制失效。繪制I/O接線圖根據(jù)項(xiàng)目要求進(jìn)行G120面板參數(shù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)用數(shù)字量控制多段速。序號PLC地址符號功能1I1.2SB1停止按鈕2I1.3SB2啟動按鈕3Q0.0

DI14Q0.1

DI2G120面板參數(shù)設(shè)置參數(shù)

設(shè)定值

說明

P00101快速調(diào)試P00151設(shè)置宏程序P10031000固定轉(zhuǎn)速一P1004400固定轉(zhuǎn)速一P00100就緒01程序設(shè)計(jì)02程序設(shè)計(jì)編輯變量表模擬量多段速控制根據(jù)項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)I/O分配表，I/O分配表是項(xiàng)目實(shí)施的基礎(chǔ)，確保硬件設(shè)備與PLC程序的正確連接。設(shè)計(jì)I/O分配表根據(jù)I/O分配表繪制I/O接線圖，明確各硬件設(shè)備的連接關(guān)系。接線圖應(yīng)清晰標(biāo)注各按鈕、指示燈與PLC輸入輸出端口的連接方式。接線圖是硬件安裝和調(diào)試的重要依據(jù)，確保設(shè)備連接正確，避免接線錯誤導(dǎo)致的控制失效。繪制I/O接線圖序號PLC地址符號功能1I1.2SB1停止按鈕2I1.3SB2啟動按鈕3I1.5SA1轉(zhuǎn)換開關(guān)4Q0.0

VF-ON/OFF5Q0.1

VF-換向根據(jù)項(xiàng)目要求進(jìn)行G120面板參數(shù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)用控制多段速。G120面板參數(shù)設(shè)置參數(shù)

設(shè)定值

說明

P00101快速調(diào)試P001512設(shè)置宏程序P756[0]0單極性電壓輸入P11200.5上升時間P11210.5下降時間P00100就緒程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)編輯變量表020301按照從硬件到軟件、從簡單到復(fù)雜的順序進(jìn)行調(diào)試，先檢查設(shè)備連接，再調(diào)試程序。合理的調(diào)試流程可提高調(diào)試效率，減少調(diào)試時間，降低項(xiàng)目實(shí)施成本。調(diào)試流程根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，調(diào)整參數(shù)和程序，優(yōu)化控制效果，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。優(yōu)化策略需注重系統(tǒng)性能提升和成本控制，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化。優(yōu)化策略調(diào)試完成后，進(jìn)行全面性能驗(yàn)證，確保系統(tǒng)各項(xiàng)功能正常，滿足生產(chǎn)工藝要求。性能驗(yàn)證可確保項(xiàng)目實(shí)施質(zhì)量，提高企業(yè)生產(chǎn)管理水平，增強(qiáng)企業(yè)市場競爭力。性能驗(yàn)證調(diào)試與優(yōu)化多段速控制實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)電機(jī)多段速控制，滿足泡面生產(chǎn)線不同工藝環(huán)節(jié)速度需求，提高生產(chǎn)效率。多段速控制可根據(jù)生產(chǎn)需求靈活切換，減少人工干預(yù)，降低勞動強(qiáng)度。精確控制與節(jié)能數(shù)字量控制精確，電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，減少能耗，降低生產(chǎn)成本，符合節(jié)能要求。精確控制可提高產(chǎn)品質(zhì)量一致性，減少次品率，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益?？煽啃耘c穩(wěn)定性數(shù)字量控制方式簡單可靠，硬件故障率低，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，減少停機(jī)時間。可靠的控制系統(tǒng)可保障生產(chǎn)連續(xù)性，提高企業(yè)生產(chǎn)效率和市場競爭力。運(yùn)行效果與優(yōu)勢DESIGN04注意事項(xiàng)與問題思考電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時防止堵轉(zhuǎn)，定期檢查電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，及時清理雜物，避免電機(jī)損壞。防止堵轉(zhuǎn)可減少電機(jī)故障停機(jī)時間，提高生產(chǎn)連續(xù)性，降低維修成本。防止堵轉(zhuǎn)可提高生產(chǎn)連續(xù)性，降低維修成