PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-200 SMART） 課件 項目5 任務(wù)15 電機電流采集監(jiān)控系統(tǒng)

項目5

任務(wù)15電機電流采集監(jiān)控系統(tǒng)任務(wù)描述任務(wù)15電機電流采集監(jiān)控系統(tǒng)三相異步交流電動機主要可以應(yīng)用在大型機械設(shè)備上，其功率范圍從幾瓦到上萬千瓦。為了熟悉電氣傳動系統(tǒng)、熟悉三相異步電動機工作電流的變化情況以及電機的安全使用，該任務(wù)設(shè)計PLC程序利用模擬量模塊對三相異步電動機的輸出電流進(jìn)行實時采集并監(jiān)控。電機電流采集監(jiān)控系統(tǒng)示意圖熟悉S7-200SMARTPLC的模擬量模塊的型號、接線方式、軟件參數(shù)設(shè)置以及模擬量程序設(shè)計方法。掌握比較指令的使用方法。熟悉各類電機電流傳感器。熟悉MCGS觸摸屏的監(jiān)控界面繪制方法及通信方法。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)15電機電流采集監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)知識1S7-200SMARTPLC模擬量模塊型號模擬量模塊有三種：普通模擬量模塊、RTD模塊和TC模塊。序號型號功能訂貨號1EMAE04模擬量輸入模塊，4輸入6ES7288-3AE04-0AA02EMAE08模擬量輸入模塊，8輸入6ES7288-3AE08-0AA03EMAQ02模擬量輸出模塊，2輸出6ES7288-3AQ02-0AA04EMAQ04模擬量輸出模塊，4輸出6ES7288-3AQ04-0AA05EMAM03模擬量輸入/輸出模塊，2輸入/1輸出6ES7288-3AM03-0AA06EMAM06模擬量輸入/輸出模塊，4輸入/2輸出6ES7288-3AM06-0AA07EMAR02熱電阻輸入模塊，2通道6ES7288-3AR02-0AA08EMAR04熱電阻輸入模塊，4通道6ES7288-3AR04-0AA09EMAT04熱電偶輸入模塊，4通道6ES7288-3AT04-0AA010SBAE01信號板模擬量輸入模塊，1輸入6ES7288-5AE01-0AA011SBAQ01信號板模擬量輸出模塊，1輸出6ES7288-5AQ01-0AA0基礎(chǔ)知識1S7-200SMARTPLC模擬量模塊型號普通模擬量模塊可以采集標(biāo)準(zhǔn)電流和電壓信號。電流包括：0-20mA、4-20mA兩種信號，電壓包括：+/-2.5V、+/-5V、+/-10V三種信號。

注意：S7-200SMARTPLC普通模擬量通道滿量程是0~27648或-27648~27648，S7-200PLC滿量程是0~32000或者-32000~32000。基礎(chǔ)知識2模擬量模塊接線方式（1）普通模擬量模塊接線方式EMAE04接線示意圖EMAE08接線示意圖模擬量輸入模塊接線圖基礎(chǔ)知識2模擬量模塊接線方式（1）普通模擬量模塊接線方式模擬量電壓/電流三線制接線模擬量電流、電壓信號根據(jù)模擬量儀表或設(shè)備線纜個數(shù)分成兩線制、三線制、四線制三種類型，不同類型的信號其接線方式不同模擬量電壓/電流二線制接線模擬量電壓/電流四線制接線基礎(chǔ)知識2模擬量模塊接線方式（1）普通模擬量模塊接線方式EMAQ02接線示意圖EMAQ04接線示意圖模擬量輸出模塊接線圖基礎(chǔ)知識2模擬量模塊接線方式（2）熱電阻模擬量模塊接線方式EMAR02接線示意圖EMAR04接線示意圖熱電阻模擬量模塊接線圖基礎(chǔ)知識2模擬量模塊接線方式（2）熱電阻模擬量模塊接線方式RTD傳感器/電阻信號接線RTD熱電阻溫度傳感器有兩線、三線和四線之分，其中四線傳感器測溫值最準(zhǔn)確基礎(chǔ)知識2模擬量模塊接線方式（3）熱電偶模擬量模塊接線方式EMAT04接線示意圖TC信號接線熱電偶模擬量模塊接線圖基礎(chǔ)知識3模擬量模塊參數(shù)設(shè)置（1）模擬量輸入?yún)?shù)設(shè)置“模擬量輸入-通道0”節(jié)點設(shè)置窗口“類型”可選擇“電壓”或“電流”。“范圍”當(dāng)選擇“電壓”類型，“范圍”有三個選項，分別是“+/-2.5v”、“+/-5v”、“+/-10v”。當(dāng)選擇“電流”類型，“范圍”有一個選項“0-20ma”。“抑制”可以在下列頻率點消除或最小化噪聲:10Hz、50Hz、60Hz、400Hz?！盀V波”有四種平滑算法可供選擇：無、弱、中、強。“報警組態(tài)“超出上限”、“超出下限”。以EMAE04模塊為例基礎(chǔ)知識3模擬量模塊參數(shù)設(shè)置（1）RTD模擬量輸入?yún)?shù)設(shè)置“RTD-通道0”節(jié)點設(shè)置窗口“類型”可選擇：2線制、3線制、4線制電阻、2線制、3線制、4線制熱敏電阻等。“電阻”可選擇“Pt10”“Pt50”“Pt100”“Pt200”“Pt500”“Pt1000”“Ni100”“Ni120”“Ni200”“Ni500”“Ni1000”“Cu10”“Cu50”“Cu100”“LG-Ni1000”等。“系數(shù)”可選擇“Pt0.00385055”“Pt0.003916”“Pt0.003902”“Pt0.003920”“Pt0.003910”等?！皹?biāo)尺”可選擇：“攝氏”、“華氏”。“抑制”可選10Hz、50Hz、60Hz、400Hz?！盀V波”有四種平滑算法可供選擇：無、弱、中、強?！皥缶M態(tài)“超出上限”、“超出下限”。以EMAR02模塊為例注意：2線制電阻、3線制電阻、4線制電阻無法組態(tài)溫度系數(shù)和溫度標(biāo)定。基礎(chǔ)知識3模擬量模塊參數(shù)設(shè)置（3）模擬量輸出參數(shù)設(shè)置“模擬量輸出-通道0”節(jié)點設(shè)置窗口“類型”可選擇“電壓”或“電流”。“范圍”當(dāng)選擇“電壓”類型，“范圍”有一個選項是“+/-10v”。當(dāng)選擇“電流”類型，“范圍”有一個選項是“0-20ma”?！癝TOP模式下的輸出行為”“將輸出凍結(jié)在最后狀態(tài)”

“替換值”

?！盀V波”有四種平滑算法可供選擇：無、弱、中、強?！皥缶M態(tài)“斷線”（類型是電流時）、“短路”（類型是電壓時）、“超出上限”、“超出下限”。以EMAQ02模塊為例基礎(chǔ)知識4模擬量程序設(shè)計方法（1）通用比例換算公式通用比例換算公式:Ov=[(Osh-Osl)*(Iv-Isl)/(Ish-Isl)]+Osl其中：Ov:換算結(jié)果；Iv:換算對象；Osh:換算結(jié)果的高限；Osl:換算結(jié)果的低限；Ish:換算對象的高限；Isl:換算對象的低限。模擬量比例換算關(guān)系圖一個0-20mA的模擬量信號輸入，0-20mA對應(yīng)于數(shù)值范圍0-27648；對于4-20mA的信號，對應(yīng)的內(nèi)部數(shù)值為5530-27648?；A(chǔ)知識4模擬量程序設(shè)計方法（2）量程轉(zhuǎn)化指令庫將輸入轉(zhuǎn)換為內(nèi)部百分比值西門子提供了量程轉(zhuǎn)化庫，用戶可以添加到Micro/WIN編程軟件中應(yīng)用。在這個指令庫中，子程序S_ITR用來進(jìn)行模擬量輸入到S7-200SMART內(nèi)部數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換；子程序S_RTI可用于內(nèi)部數(shù)據(jù)到模擬量輸出的轉(zhuǎn)換。將內(nèi)部百分比值轉(zhuǎn)換為模擬量輸出拓展知識1電流變送器選型電流變送器分直流電流變送器和交流電流變送器兩種。交流電流變送器是一種能將被測交流電流轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出直流電壓或直流電流的儀器.直流電流變送器將被測信號變換成電壓，經(jīng)線性光耦直接變換成一個與被測信號成極好線性關(guān)系并且完全隔離的電壓，再經(jīng)恒壓（流）至輸出。選擇電流變送器應(yīng)注意以下幾個問題：1）需要檢測的是單相電流還是三相電流---電流變送器通常有2種形式，可適用于檢測單相或三相電流。比如：LF-AI-1中的“1”就表示單相電流變送器；LF-AI-3中的“3”就表示三相電流變送器。2）變送器輸入電流的范圍---由于實際負(fù)載電流變化的范圍較大，為適應(yīng)這種情況，通常我們先采用電流互感器來將大電流，轉(zhuǎn)換成1A或5A的小電流。所以，電流變送器的輸入，通常按電流互感器的二次電流來選擇。3）輔助電源的規(guī)格---交流電流變送器為了精確檢測輸入電流的變化，也為了能輸出與輸入電流成線性變化的直流信號，通常需要一個輔助電源最為電流變送器的工作電源。4）電流變送器的輸入過載能力---負(fù)載電流過載時，或者系統(tǒng)發(fā)生故障時，能否能承受大的過載電流，成為衡量電流變送器性能的重要指標(biāo)。5）交流電流變送器的穩(wěn)定性拓展知識2MCGS觸摸屏顯示PLC采集數(shù)據(jù)MCGS軟件主要分為MCGS嵌入版，McgsPro版，MCGS通用版，MCGS網(wǎng)絡(luò)版。由于項目要使用HMI，因此，可以選擇適用于MCGS嵌入版和McgsPro版的觸摸屏。由于MCGS昆侖通態(tài)產(chǎn)品更新，推出了Linux底層系統(tǒng)的HMI，原有基于windowCE應(yīng)用的MCGS嵌入版軟件已經(jīng)不能滿足新系統(tǒng)的使用要求，故推出新的McgsPro軟件。McgsPro最大程度保留了Mcgs嵌入版的軟件界面風(fēng)格，優(yōu)先保證符合老用戶的使用習(xí)慣；另外McgsPro基于全新的硬件平臺和軟件架構(gòu)，除了基本軟件運行效率效率和變量數(shù)上限的提升，還加入眾多全新的功能支持。安裝McgsPro開發(fā)環(huán)境，可以跟Mcgs嵌入版的開發(fā)環(huán)境同時存在，在PC中不存在軟件兼容問題，直接將工程文件后綴名從.MCE修改為.MCP后，就可以使用McgsPro版軟件打開工程。（1）MCGS軟件分類拓展知識2MCGS觸摸屏顯示PLC采集數(shù)據(jù)MCGS嵌入版包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩部分。組態(tài)環(huán)境由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五個部分構(gòu)成。（1）MCGS嵌入版主控窗口：用于對整個工程相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行配置，可設(shè)置封面窗口、運行工程的權(quán)限、啟動畫面、內(nèi)存畫面、磁盤預(yù)留空間等。設(shè)備窗口：通過設(shè)備構(gòu)件把外部設(shè)備的數(shù)據(jù)采集進(jìn)來，送入實時數(shù)據(jù)庫，或把實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備。用戶窗口：工程里所有可視化的界面都是在用戶窗口里面構(gòu)建的，除了文本，還可以用圖形和動畫的形式顯示數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)庫：是數(shù)據(jù)對象的集合，從外部設(shè)備采集來的實時數(shù)據(jù)送入實時數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)其它部分操作的數(shù)據(jù)也來自于實時數(shù)據(jù)庫。運行策略：通過對運行策略的定義，可編輯腳本來控制數(shù)據(jù)。使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件操作任務(wù)，實現(xiàn)對外部設(shè)備工作過程的精確控制。拓展知識2MCGS觸摸屏顯示PLC采集數(shù)據(jù)（2）軟件的基本操作設(shè)備編輯窗口建立通道連接，一般有兩種方式。一是先添加通道，再關(guān)聯(lián)變量。二是先添加變量，再關(guān)聯(lián)通道。設(shè)備窗口設(shè)置流程拓展知識2MCGS觸摸屏顯示PLC采集數(shù)據(jù)（2）軟件的基本操作MCGS嵌入式組態(tài)軟件數(shù)據(jù)對象有開關(guān)型、數(shù)值型、字符型、事件型、組對象等五種類型。數(shù)據(jù)對象的基本屬性中包含數(shù)據(jù)對象的名稱、單位、初值、取值范圍和類型等基本特征信息。在基本屬性設(shè)置頁的“對象名稱”一欄內(nèi)輸入代表對象名稱的字符串，字符個數(shù)不得超過32個（漢字16個），對象名稱的第一個字符不能為“！”、“$”符號或0~9的數(shù)字，字符串中間不能有空格。數(shù)據(jù)對象設(shè)置任務(wù)實施

1.

輸入/輸出地址分配I/O地址分配表數(shù)字量輸入模擬量輸入符號地址功能符號地址功能SB1I0.3停止鍵AI3AIW22電機電流SB2I0.4正轉(zhuǎn)鍵SB3I0.5反轉(zhuǎn)鍵

2.繪制PLC接線圖任務(wù)實施

3.硬件組態(tài)任務(wù)實施

3.軟件編程任務(wù)實施為了保證電流停止?fàn)顟B(tài)是0A，調(diào)整電機電流公式中的5530為5490，則新公變?yōu)?/p>

修訂后的模擬量程序運行監(jiān)控狀態(tài)

4.運行與調(diào)試任務(wù)實施電機電流啟動過程中的電流采集值電機轉(zhuǎn)速（50Hz）穩(wěn)定后的電流采集值電機50Hz運轉(zhuǎn)

4.運行與調(diào)試任務(wù)實施

4.運行與調(diào)試任務(wù)實施任務(wù)拓展選擇S7-200SMARTST60(DC/DC/DC)及模擬量模塊為EMAE