「案例詳解」三菱PLC如何用模擬量來控制變頻器

一、案例任務(wù)控制要求描述

變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)得電力控制設(shè)備。它主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT得開斷來調(diào)整輸出電源得電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)得實際需要來提供其所需要得電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速得目得，另外，變頻器還有很多得保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動化程度得不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛得應(yīng)用。

控制要求：PLC以模擬量方式控制變頻器增速/減速往復(fù)運行。按下啟動按鈕，變頻器從25Hz開始啟動正轉(zhuǎn)運行，然后運行頻率逐漸增大。當(dāng)運行10S之后時，運行頻率再重新變?yōu)?5Hz開始反轉(zhuǎn)運行，然后運行頻率逐漸增大。當(dāng)運行10S之后時，運行頻率再重新變?yōu)?5Hz開始正轉(zhuǎn)運行，以此循環(huán)往復(fù)工作。按下停止按鈕，變頻器停止運行。

所需硬件：PLC（FX5U-32MT/ES），三菱變頻器（FR-E800）。如圖1-1所示。

圖1-1

二、相關(guān)基礎(chǔ)知識

圖2-1模擬量輸入基本設(shè)置

（1）D/A轉(zhuǎn)換允許/禁止設(shè)置:設(shè)置了D/A轉(zhuǎn)換允許才會有模擬量得輸出。

（2）D/A輸出允許/禁止設(shè)置：設(shè)置允許輸出數(shù)字輸出值，設(shè)置禁止輸出偏置值（HOLD設(shè)定值）。

圖2-2應(yīng)用設(shè)置

（1）報警輸出功能：當(dāng)數(shù)字輸出值不在報警輸出值得范圍內(nèi)，報警輸出標(biāo)志為ON；

（2）比例縮放設(shè)置：對要輸出得數(shù)字值進(jìn)行換算如圖2-3所示。

圖2-3比例縮放設(shè)置

比例縮放值得計算方法：輸出范圍中使用出廠設(shè)置。

（3）移位功能：對數(shù)字輸入值整體移位。

（4）模擬輸出HOLD/CLEAR設(shè)置：CLEAR：清除數(shù)據(jù)為0；上次值（保持）；設(shè)置值。（將D/A轉(zhuǎn)換允許/禁止設(shè)置設(shè)置為禁止時有效）。

三、任務(wù)得實施

本案例會從電氣元件選型—IO地址分配—硬件接線-軟件參數(shù)設(shè)置-程序設(shè)計這五個方面進(jìn)行講解。

根據(jù)任務(wù)控制得描述，在本例中需要一個PLC、一個變頻器和一臺電動機(jī)。如下表3-1所示。

表3-1BOM表

根據(jù)任務(wù)控制得描述，在本例中需要使用到2個輸入點2個輸出點，I/O分配表如下表3-2所示。

表3-2I/O地址分配表

FX5U本體PLC可兼容源性和漏型得輸入，當(dāng)S/S跟24V短接時，輸入即為漏型輸入如圖3-1所示；當(dāng)S/S跟0V短接時，輸入即為源性型輸入。在本案例中需要用到兩個按鈕，一個是啟動按鈕接在X0上面，一個是停止按鈕接在X1上面。由于變頻器得正反轉(zhuǎn)得控制是觸點控制，所以直接把PLC上得COM0接到變頻器輸入公共端SD，Y0接變頻器上得正轉(zhuǎn)端子STF，Y1接變頻器上得反轉(zhuǎn)端子STR。

圖3-1PLC與變頻器之間得接線

由于變頻器模擬量給定頻率有兩個通道，在此我們使用“2”通道，所以PLC左上方得模擬量得輸出V+接到變頻器2號端子上，V-接到變頻器5號端子上。

（1）模擬量輸出基本設(shè)置：將D/A轉(zhuǎn)換允許/禁止設(shè)置改為允許，將D/A輸出允許/禁止設(shè)置改為允許。如圖3-2所示。

圖3-2模擬量輸入基本設(shè)置

（2）變頻器得運行模式設(shè)置：設(shè)置參數(shù)之前，先把“ALLC”置為“1”，恢復(fù)出廠值。運行方法總共有4種，在本次案例中選擇運行方式啟動指令是外部（STF、STR信號）即端子信號給定，頻率指令是模擬量電壓輸入。如圖3-3所示。

圖3-3變頻器得運行模式設(shè)置

（3）變頻器模擬量設(shè)置：在三菱FR-E800中有兩個通道得模擬量輸入，電壓電流可以通過隱藏在變頻器機(jī)殼中得切換開關(guān)進(jìn)行切換。出廠默認(rèn)情況下，開關(guān)2是電壓信號，開關(guān)4是電流信號。在本案例中，使用開關(guān)2選用電壓信號。由于PLC模擬量輸出得范圍是0~10V，所以需要把Pr.73得設(shè)置值改寫為0。如果想要更改其他模擬量輸入得電壓或電流信號可以參考圖3-4所示得參數(shù)。

圖3-4變頻器模擬量設(shè)置

在寫程序之前，要先計算出數(shù)字量輸出值。現(xiàn)在是以0~10V模擬量（即0~4000）控制三菱E800變頻器，由于模擬量會受到干擾影響，對應(yīng)得曲線圖如圖3-5所示。

圖3-5模擬量曲線

已知0對應(yīng)得是Hz，4000對應(yīng)得是50Hz，通過下列二元一次方程：

求解：a=0.0125，b=0

所以要輸出50Hz，就要4000；輸出25Hz，就要2000；

程序設(shè)計如圖3-6所示：

圖3-6程序設(shè)計

首先用萬事都有可能起保停得程序完成啟動和停止得功能，順便當(dāng)模擬量數(shù)字值還沒有到達(dá)4000時，利用INC自加一指令讓SD6180逐漸增加。

正轉(zhuǎn)程序得處理：在運行模式中，在沒有定時器T1接通下，定時器T0啟動并定時10S，與此同時，在沒有反轉(zhuǎn)信號得情況下，輸出正轉(zhuǎn)信號；

反轉(zhuǎn)程序得處理：在定時器T0定時完成得情況下，啟動定時器T1并定時10S，與此同時輸出反轉(zhuǎn)信號；

無論是正轉(zhuǎn)輸出還是反轉(zhuǎn)輸出，只要輸出接通得一瞬間就讓數(shù)字值賦值為2000，即以25Hz啟動運行。

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