毕 业 设 计 (论文)
题 目:plc控制变频器调速设计
毕业院校: 浙江大学
专 业: 机械设计制造及其自动化
学生姓名: xxx
学 号: xxxxxxxxxx
指导教师:
目 录
一.摘要 ……………………………………………………….…….2
二.关键词…………………………………………………….………2
1)冷却风扇……………………………………………………………..……2
2)平波电容 …………………………………………………………….…..2
3)继电器 ……………………………………………………………….…..2
三.什么是可编程控制器及可编程控制器的等效电路图…….…..3
3.1 概述 ……………………………………………………………….…..3
3.2可编程控制器简介 ……………………………………………………..3
3.3 PLC的工作原理 ……………………………………… …………….…7
3.4控制原理的等效图………………………………………………….… 8
四.可编程控制器梯形图编程规则……………………………….. 8
1.编程元件…………………………………………………………………...8
2.编程语言…………………………………………………………………...9
五. 基本指令简介……………………………………………… 10
六.变频器的基本构成…………………………………………….12
6.1参数表 ………………………………………………………………..13
6.2变频器如何与PLC进行连接及变频器参数的设置 ………………..16
6.3变频器与主板的连接………………………………………………… 17
6.4端子八.变频器运行程序……………………………………….18
九接线图………………………………………………………………….18
6.5计算机和变频器的连接……………………………………………..19
6.6主回路端子及控制回路端子的说明………………………………..21
七.电源和电机的连接 …………………………………………..22
.梯形图 …………………………………………………………..25
十.程序分析……………………………………………………….27
十一.结束语 ………………………………………………......28
参考文献……………………………………………….28
一.摘要
计算机通过适配器(SC-09电缆线),采用RS-232通讯协议,与PLC相连接,利用普通网线将PLC与变频器连接,通过PLC的程序控制,来改变频器的频率,从而实现可编程控制器对电机频率改变的控制,已实现可编程控制器对可操作器件的远程控制。在程序的运行过程中,采用改变中间继电器M70的通断(即M70为ON或者为OFF)强制电机的转动和停止,利用数据寄存器D80来设置被控制对象--电机的转动频率,(如D80=8000的时候,运行时,电机可达到的最高频率是80Hz),通过Pr.4、Pr.5、Pr.6来设置“3速设定来控制电机的高、中、低速”,变频器的输出频率工作过程如图所示:
控制原理图
加速时间是指从OHz开始加速到基准频率Pr.20(出厂时为50Hz,也可自设,但不要超过50Hz)时所需时间,减速时间时是指从Pr.20(出厂时为50Hz)到0Hz所需时间。在电机的运作过程中,电机的频率改变是依靠可编程控制器的高速脉冲的周期来加以改变。在加速减速的过程中,电机的转动都是稳定的,不会出现骤然的加速或减速,使整个运作控制过程不会产生震动。
二.关键词
1)冷却风扇
为冷却主回路半导体元件等发热零件而使用的冷却风扇轴承的寿命为10,000至35,000小时。因此,在连续的装置中,通常2至3年为一个周期,就更换冷却风扇。另外,在检查时发现异常声音,异常振动时冷却风扇须立即更换。
2)平波电容
在主回路直流部分作为来滑用使用在容量的铝电解电容,在控制回路使用了稳定电源的铝电解电容,由于脉动电流等等的影响其特性会变差。受周围环境和使用条件的影响很大,在通常的空调环境下使用时,10年更换一次。
3)继电器
因为会发生接触不良,所以达到一定累积开关次数(开关寿命)时就需要更换。
三.什么是可编程控制器以及可编程控制器的等效电路图
3.1概 述
可编程控制器是采用微机技术的通用工业自动化装置,近几年在国内已得到推广普及。正改变着工厂自动控制的面貌,对传统的技术改造、发展新型工业具有重大意义。
可编程控制器是60年代末在美国首先出现的,其基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来,控制器的硬件是标准的、通用的。
随着微处理器和微型计算机技术的发展,到70年代中期以后,已广泛使用微处理器作为处理器,输入输出块和外围电路都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路,这时的已不再是仅有逻辑判断功能,还同时具有数据处理、调节和数据通信功能。
可编程控制器是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置,专为在工业现场应用而设计。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物,它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点,充分利用了微处理器的优点,又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯,特别是PLC的程序编制,不需要专门的计算机编程语言知识,而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式,使用户程序编制形象、直观、方便易学;调试与查错也都很方便。
由于这些特点,可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎,并得到迅速发展。目前,可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具,得到了广泛推广应用。
3.2可编程控制器简介
3.2.1可编程控制器的特点
1.可靠性高,抗干扰能力强
现代PLC采用了集成度很高的微电子器件,大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成,其可靠程度是使用机械触点的继电器所无法比较的。为了保证PLC能在恶劣的工业环璄下可靠工作,在其设计和制造过程中采取了一系列硬件和软件主面的抗干扰措施。
硬件主面采取的主要措施有:
1、隔离----PLC的输入、输出接口电路一般都采用光电耦合器来传递信号,这种光电隔措施使外部电路与PLC内部之间完全避免了电的联系,有效的抑制了外部的干扰源对PLC的影响,还可防止外部强电窜入内部CPU。
2、滤波----在PLC电路电源和输入、输出(I/O)电路中设置多种滤波电路,可有效抑制高频干扰信号。
3、在PLC内部对CPU供电电源采取屏蔽、稳压、保护等措施,防止干扰信号通过供电电源进入PLC内部,另外各个输入、输出(I/O)接口电路的电源彼此,以避免电源之间的互相干扰。
4、内部设置连锁、环璄检测与诊断等电路,一旦发生故障,立即报警。
在软件方面采取的主要措施有:
1、设置故障检测与诊断程序,每次扫描都对系统状态、用户程序、工作环璄和故障进行检测与诊断,发现出错后,立即自动做出相应的处理,以适应恶劣的工作环璄。
2、对用户程序及动态数据进行电池后备,以保障停电后有相关状态及信息人不会因此而丢失失。
2、功能完善,适应性强
目前PLC产品已经标准化、系列化和模块化,不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能,还具有A/D、D/A转换、算术运算及数据处理、通信联网和生产过程监控等功能。它能根椐实际需要,方便灵活地组装成大小各异、功能不一的控制系统。
3、使用简单,调试维修方便
PLC的接线极其方便,只需将产生输入信号的设备(按钮、开关等)与PLC的输入端子连接,将接收输出信号的被控设备(如接触器、电磁阀等)与的输出端子连接,仅用螺丝刀即可完成全部接线工作。
4、体积小、重量轻、功耗低
由于PLC的采用半导体大规模集成电路,因此整个产品结构紧凑,体积小、重量轻、功耗低,以三菱FXON—24M型PLC为例,其外形尺寸仅为130MM*90MM*87MM,重量只有600G,功耗小于50W所以,PLC很容易装入机械设备内部,是实现电一体化的理想的控制设备。
3.2.2 PLC 系统的组成及功能
PLC 是一种以微处理器为核心的工业通用自动控制装置,实质是一种工业控制用的专用计算机。因此,它的组成与一般的微机计算机基本相同,也是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。
3.2.3 PLC的硬件系统
PLC 的硬件系统由基本单元、I/O扩展单元及外部设备组成。图1—1所示为PLC的硬件系统结构框图。
1、微处理器(CPU)
CPU是PLC的核心部件。它的主要功能如下:
1、接收从编程器输入的用户程序和数据,送入存储器存储,
2、用扫描方式接收输入设备的状态信号,并存入相应的数据区(输入映像寄存器);
3、监测和诊断电源、PLC 内部电路工作状态和用户程序编程过程中的语法错误;
4、执行用户程序,完成各种数据的运算、传递和存储等功能。
2、存储器
PLC 配有两种存储器:系统存储器和用户存储器。系统存储器存放在程序,用户存储器用来存放用户编制的控制程序。
3、输入\输出(I/O)部件
PLC 输入/输出模块的电路框图如图1—2所示。
I/O接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备(如按钮、传感器、触点、行程开关等)的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备(如接触器、电磁阀、指示灯等)。I/O接口一般采用光电耦合电路,以减少电磁干扰,从而提高了可靠性。
为了提高抗干扰能力,一般的输入/输出模块都有光电隔离装置。在数字量I/O模块中广泛采用发光二极管和光电三极管组成的光电耦合器,在模拟量I/O模块中通常采用隔离放大器。
PLC具有多种I/O模块,常见的有数字量I/O模块和模拟量I/O模块,以及快速响应模块、高速计数模块、通信接口模块、温度控制模块、中断控制模块、PID控制模块和位置控制模块等种类繁多、功能各异的专用I/O模块和智能I/O模块。I/O模块的类型、品种与规格越多,PLC系统的灵活性越好,I/O模块的I/O容量越大,PLC系统的适应性越强。
I/O接口电路结构框图
A ) 输入接口 B ) 输出接口
4、电源部件
PLC配有开关式稳压电源的电源模块,用来将外部供电电源转换成供PLC内部的CPU、存储器和I/O接口等电路工作所需的直流电源。PLC的电源部件有很好的稳压措施,因此对外部电源的稳定性要求不是很高,一般允许外部电源电压的额定值在+10%-15%的范围内波动。
5、编程器
编程器是PLC的最重要的外围,也是PLC不可缺少的一部分。它可写入用户程序,还可对用户程序进行检查、修改和调试,以及在以线监视PLC的工作状态。编程器是PLC的一种主要的外部设备,用于手持编程,用户可用以输入、检查、修改、调试程序或监示PLC的工作情况。除手持编程器外,还可通过适配器和专用电缆线将PLC与电脑联接,并利用专用的工具软件进行电脑编程和监控。
编程器一般分为简易编程器和图形编程器两类。简易编程器功能较少,一般只能用语名表形式进行编程,通常需要连机工作。简明编程器使用时直接与PLC的专用插座相连接,由PLC提供电源。图形编程器既可以用指令语句进行编程,又可以用梯形图编程,既可以连机编程又可以脱机编程,操作方便,功能强。
6其他外部设备
PLC还配有生产厂家提供的其他一些设备,如外部存储器、打印机、EPROM等。
7、I/O扩展单元
I/O扩展单元用来扩展输入、输出点数。当用户所需的输入、输出点数超过PLC基本单元的输入、输出点数时,就需要加上I/O扩展单元来扩展,以适应控制系统的要求。
3.2.3.1 PLC的软件系统
硬件系统和软件系统组成了一个完整的PLC系统,它们相辅相成,缺一不可。没有软件的PLC系统称为裸机系统,不起任何作用,犹如无米之锅。反之没有硬件系统,软件系统也失去了基本的外部条件,程序根本无法运行。
3.2.4 PLC的性能指标
PLC的主要性能,一般可用以下几种指标表述。
1、 用户程序存储容量
用户程序存储是衡量PLC 存储用户的一项指标,通常以字为单位表示。每16位相邻的二进制数为一个字,1024个字为1K字,对于一般逻辑操作指令,每条指今占1个字,定时/计数、移位指今每条占2个字,数据操作指令每条占2—4个字。
2、 I/O 总点数
I/O总点数是PLC可接收输入信号和输出信号的数量。PLC的输入和输出量有开关量和模拟量两种。对于开关量,其I/O总点数用最大I/O点数表示,对于模拟量,I/O总点数用最大I/O通道表示。
FX系列基本单元和扩展单元
| 单 元 | I/O 点 数 | 型 号 |
基 本 单 元 | 8/8 | FX2--16M |
| 12/12 | FX2—24M | |
| 16/16 | FX2--32M | |
| 24/24 | FX2—48M | |
| 32/32 | FX2—M | |
| 40/40 | FX2--80M | |
| 扩展单元 | 16/16 | FX2--32M |
| 24/24 | FX2--48M |
PLC是采用“顺序扫描,不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时,CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序,按指令步序号(或地址号)作周期性循环扫描,如无跳转指令,则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序,直至程序结束。
PLC的扫描一个周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。
PLC在输入采样阶段:首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入,并将其写入各对应的输入状态寄存器中,即刷新输入。随即关闭输入端口,进入程序执行阶段。
PLC在程序执行阶段:按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令,经相应的运算和处理后,其结果再写入输出状态寄存器中,输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。
输出刷新阶段:当所有指令执行完毕,输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中,并通过一定的方式(继电器、晶体管或晶闸管)输出,驱动相应输出设备工作。
3.3.1PLC扫描工作过程
PLC开始运行时,首先清除I/O映像区的内容,然后进行自诊断,自检CPU及I/O组件,确认正常后并开始循环扫描。每个扫描过程分为三个阶段进行,即输入采样,程序执行,输出刷新。PLC重复执行上述三个阶段,每重复一次的时间就是一个工作周期(或扫描周期),工作原理如下图所示:
3.3.2 PLC计时器
计时器的工作原理图如下所示,当驱动输入X0接通时,编号为T200的计时器开始对10ms时钟脉冲进行累积计数,当当前值寄存器中的内容与设定植K123相等(即计时时间为1.23s)时,计时器输出。当驱动输入X0断开或发生断电时,计时器T200就复位,输出触电也复位。它属于通电延时计时器。
3.4控制原理的等效图:
第四章 可编程控制器梯形图编程规则
1,编程元件
PLC是采用软件编制程序来实现控制要求的。编程时要使用到各种编程元件,它们可提供无数个动合和动断触点。编程元件是指输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、通用寄存器、数据寄存器及特殊功能继电器等。
PLC内部这些继电器的作用和继电接触控制系统中使用的继电器十分相似,也有“线圈”与“触点”,但它们不是“硬”继电器,而是PLC存储器的存储单元。当写入该单元的逻辑状态为“1”时,则表示相应继电器线圈得电,其动合触点闭合,动断触点断开。
FX2N-48MR编程元件的编号范围与功能说明如下表所示
| 元件名称 | 代表字母 | 编号范围 | 功能说明 |
| 输入继电器 | X | X0~X27共24点 | 接受外部输入设备的信号 |
| 输出继电器 | Y | Y0~Y27共24点 | 输出程序执行结果并驱动外部设备 |
| 辅助继电器 | M | M0~M499共500点 | 在程序内部使用,不能提供外部输出 |
| 继电器 | T | T0~T199 | 100ms延时定时继电器, 触点在程序内部使用 |
| T200~T245 | 10ms 延时定时继电器, 触点在程序内部使用 | ||
| 计数继电器 | C | C0~C99 | 加法计数继电器,触点在程序内部使用 |
| 数据寄存器 | D | D0~D199 | 数据处理用的数值存储元件 |
| 嵌套指针 | N、P | N0~N7 P0~P127 | N主控用,P跳跃、子程序用 |
所谓程序编制,就是用户根据控制对象的要求,利用PLC厂家提供的程序编制语言,将一个控制要求描述出来的过程。PLC最常用的编程语言是梯形图语言和指令语句表语言,且两者常常联合使用。
1)梯形图(语言)
梯形图是借助类似于继电器的动合、动断触点、线圈以及串、并联等术语和符号,根据控制要求联接而成的表示PLC输入和输出之间逻辑关系的图形,直观易懂。
梯形图的设计注意以下三点:
①梯形图按从左到右、自上而下的顺序排列。每一逻辑行(或称梯级)起始于左母线,然后是触点的串、并联接,最后是线圈与右母线相联。
②梯形图中每个梯级流过的不是物理电流,而是“概念电流”,从左流向右,其两端没有电源。这个“概念电流”只是用来形象地描述用户程序执行中应满足线圈接通的条件。
③输入继电器用于接收外部输入信号,而不能由PLC内部其它继电器的触点来驱动。因此,梯形图中只出现输入继电器的触点,而不出现其线圈。输出继电器则输出程序执行结果给外部输出设备,当梯形图中的输出继电器线圈得电时,就有信号输出,但不是直接驱动输出设备,而要通过输出接口的继电器、晶体管或晶闸管才能实现。输出继电器的触点也可供内部编程使用。
2)指令语句表
指令语句表是一种用指令助记符来编制PLC程序的语言,它类似于计算机的汇编语言,但比汇编语言易懂易学,若干条指令组成的程序就是指令语句表。一条指令语句是由步序、指令语和作用器件编号三部分组成。
下例为PLC实现三相鼠笼电动机起/停控制的两种编程语言的表示方法:
KM Y000 步序 指令语 器件号
SS ST X000 X001 0 LD X000
1 OR Y000
KM Y000 2 ANI X001
(1)继电接触控制线路图 (2)梯形图 3 OUT Y000
4 END
第五章 基本指令简介
基本指令如表所示:
| 名 称 | 助记符 | 目 标 元 件 | 说 明 |
| 取指令 | LD | X、Y、M、S、T、C | 常开接点逻辑运算起始 |
| 取反指令 | LDI | X、Y、M、S、T、C | 常闭接点逻辑运算起始 |
| 线圈驱动指令 | OUT | Y、M、S、T、C | 驱动线圈的输出 |
| 与指令 | AND | X、Y、M、S、T、C | 单个常开接点的串联 |
| 与非指令 | ANI | X、Y、M、S、T、C | 单个常闭接点的串联 |
| 或指令 | OR | X、Y、M、S、T、C | 单个常开接点的并联 |
| 或非指令 | ORI | X、Y、M、S、T、C | 单个常闭接点的并联 |
| 或块指令 | ORB | 无 | 串联电路块的并联连接 |
| 与块指令 | ANB | 无 | 并联电路块的串联连接 |
| 主控指令 | MC | Y、M | 公共串联接点的连接 |
| 主控复位指令 | MCR | Y、M | MC的复位 |
| 置位指令 | SET | Y、M、S | 使动作保持 |
| 复位指令 | RST | Y、M、S、D、V、Z、T、C | 使操作保持复位 |
| 上升沿产生脉冲指令 | PLS | Y、M | 输入信号上升沿产生脉冲输出 |
| 名 称 | 助记符 | 目 标 元 件 | 说 明 |
| 下降沿产生脉冲指令 | PLF | Y、M | 输入信号下降沿产生脉冲输出 |
| 空操作指令 | NOP | 无 | 使步序作空操作 |
| 程序结束指令 | END | 无 | 程序结束 |
LD,取指令。表示一个与输入母线相连的动合接点指令,即动合接点逻辑运算起始。
LDI,取反指令。表示一个与输入母线相连的动断接点指令,即动断接点逻辑运算起始。
OUT,线圈驱动指令,也叫输出指令。
LD、LDI两条指令的目标元件是X、Y、M、S、T、C,用于将接点接到母线上。也可以与后述的ANB指令、ORB指令配合使用,在分支起点也可使用。
OUT是驱动线圈的输出指令,它的目标元件是Y、M、S、T、C。对输入继电器不能使用。OUT指令可以连续使用多次。
LD、LDI是一个程序步指令,这里的一个程序步即是一个字。OUT是多程序步指令,要视目标元件而定。
OUT指令的目标元件是定时器和计数器时,必须设置常数K。
二、接点串联指令AND、ANI
AND,与指令。用于单个动合接点的串联。
ANI,与非指令,用于单个动断接点的串联。
AND与ANI都是一个程序步指令,它们串联接点的个数没有,也就是说这两条指令可以多次重复使用。这两条指令的目标元件为X、Y、M、S、T、C。
OUT指令后,通过接点对其它线图使用OUT指令称为纵输出或连续输出。这种连续输出如果顺序没错,可以多次重复。
三、接点并联指令OR、ORI
OR,或指令,用于单个动合接点的并联。
ORI,或非指令,用于单个动断接点的并联。
OR与ORI指令都是一个程序步指令,它们的目标元件是X、Y、M、S、T、C。这两条指令都是一个接点。需要两个以上接点串联连接电路块的并联连接时,要用后述的ORB指令。
OR、ORI是从该指令的当前步开始,对前面的LD、LDI指令并联连接。并联的次数无。
四、串联电路块的并联连接指令ORB
串联电路块并联连接时,分支开始用LD、LDI指令,分支结束用ORB指令。ORB指令与后述的ANB指令均为无目标元件指令,而两条无目标元件指令的步长都为一个程序步。ORB有时也简称或块指令。
ORB指令的使用方法有两种:一种是在要并联的每个串联电路后加ORB指令;另一种是集中使用ORB指令。对于前者分散使用ORB指令时,并联电路块的个数没有,但对于后者集中使用ORB指令时,这种电路块并联的个数不能超过8个(即重复使用LD、LDI指令的次数在8次以下),所以不推荐用后者编程。
五、并联电路的串联连接指令ANB
两个或两个以上接点并联电路称为并联电路块,分支电路并联电路块与前面电路串联连接时,使用ANB指令。分支的起点用LD、LDI指令,并联电路结束后,使用ANB指令与前面电路串联。ANB指令也简称与块指令,ANB也是无操作目标元件,是一个程序步指令。
六、主控及主控复位指令MC、MCR
MC为主控指令,用于公共串联接点的连接,MCR叫主控复位指令,即MC的复位指令。如果在每个线圈的控制电路中都串入同样的接点,将多占用存储单元,应用主控指令可以解决这一问题。使用主控指令的接点称为主控接点,它在梯形图中与一般的接点垂直。它们是与母线相连的常开接点,是控制一组电路的总开关。
MC指令是3程序步,MCR指令是2程序步,两条指令的操作目标元件是Y、M,但不允许使用特殊辅助继电器M。
七、置位与复位指令SET、RST
SET为置位指令,使动作保持;RST为复位指令,使操作保持复位。SET指令的操作目标元件为Y、M、S。而RST指令的操作元件为Y、M、S、D、V、Z、T、C。用RST指令可以对定时器、计数器、数据寄存、变址寄存器的内容清零。
八、脉冲输出指令PLS、PLF
PLS指令在输入信号上升沿产生脉冲输出,而PLF在输入信号下降沿产生脉冲输出,这两条指令都是2程序步,它们的目标元件是Y和M,但特殊辅助继电器不能作目标元件。使用PLS指令,元件Y、M仅在驱动输入接通后的一个扫描周期内动作(置1)。而使用PLF指令,元件Y、M仅在驱动输入断开后的一个扫描周期内动作。
九、空操作指令NOP
NOP指令是一条无动作、无目标元件的1程序步指令。空操作指令使该步序作空操作。用NOP指令替代已写入指令,可以改变电路。在程序中加入NOP指令,在改动或追加程序时可以减少步序号的改变。
十、程序结束指令END
END是一条无目标元件的1程序步指令。PLC反复进行输入处理、程序运算、输出处理,若在程序最后写入END指令,则END以后的程序就不再执行,直接进行输出处理。在程序调试过程中,按段插入END指令,可以按顺序扩大对各程序段动作的检查。
六:变频器的基本构成
●使用变频器的容许电源规格内的电源.
●无熔丝断路器或漏电断路器
●变频器接通电源时,因突然流过电流,要注意选择断路器。
●电磁接触器
●不要使用此电磁接触器启动/停止变频器。否则会降低变频器寿命。
●电抗器的设置
●改善功率因数及大容量电源下(500KVA以上接线距离10m以内)时,有必要进行设置。
●输出侧的连接机器
●不要在输出侧连接电力电容器,浪涌抑制器,无线电噪音滤波器。
6.1 参数表
| 功能 | 参数号 | 名称 | 设定范围 | 最小设定 单位 | 出厂设定 |
| 基 本 功 能 | 0 | 转矩提升 | 0-30% | 0.1% | 6%/4%/3%/2% |
| 1 | 上限频率 | 0-120HZ | 0.01HZ | 120HZ | |
| 2 | 下限频率 | 0-120HZ | 0.01HZ | 0 HZ | |
| 3 | 基底频率 | 0-400HZ | 0.01HZ | 50 HZ | |
| 4 | 高速 | 0-400HZ | 0.01HZ | 60 HZ | |
| 5 | 中速 | 0-400HZ | 0.01HZ | 30 HZ | |
| 6 | 低速 | 0-400HZ | 0.01HZ | 10 HZ | |
| 7 | 加速时间 | 0-3600s/0-360S | 0.1s/0.01s | 5s/15s | |
| 8 | 减速时间 | 0-3600s/0-360S | 0.1s/0.01s | 5s/15s | |
| 9 | 电子过电流保护 | 0-500A | 0.01A | 额定输出电流 | |
标 准 运 行 功 能 | 10 | 直流制动动作频率 | 0-120HZ,9999 | 0.01HZ | 3HZ |
| 11 | 直流制动动作时间 | 0-10s,8888 | 0.1s | 0.5s | |
| 12 | 直流制动电压 | 0-30% | 0.1% | 4%/2% | |
| 13 | 启动频率 | 0-60HZ | 0.01HZ | 0.5HZ | |
| 14 | 适用负荷选择 | 0-5 | 1 | 0 | |
| 15 | 点动频率 | 0-400HZ | 0.01HZ | 5HZ | |
| 16 | 点动加/减速时间 | 0-3600s/0-360S | 0.1s/0.01s | 0.5s | |
| 17 | MRC输入选择 | 0,2 | 1 | 0 | |
| 18 | 高速上限频率 | 120-400HZ | 0.01HZ | 120 | |
| 通 讯 功 能 | 52 | DU/PU主显示数据选择 | 0-20,22,23,24,25,100 | 1 | 0 |
| 53 | PU水平显示数据选择 | 0-3,5-14,17,18 | 1 | 1 | |
| 54 | FM端子功能选择 | 1-3,5-14,17,18,21 | 1 | 1 | |
| 55 | 频率监示基准 | 0-400HZ | 0.01HZ | 50HZ | |
| 56 | 电流监示基准 | 0-500A | 0.01A | 额定输出电流 |
| 通 讯 功 能 | 117 | 站号 | 0-30 | 1 | 0 | 107 |
| 118 | 通讯速率 | 48,96 ,192 | 1 | 192 | 107 | |
| 119 | 停止位长/字长 | 0,1(数据长8 10,11数据长7 | 1 | 1 | 107 | |
| 120 | 有/无奇偶校验 | 0,1,2 | 1 | 2 | 107 | |
| 121 | 通讯再试次数 | 0-10,9999 | 1 | 1 | 107 | |
| 122 | 通讯校验时间间隔 | 0,0.1—999.8S,9999 | 0.1S | 0 | 107 | |
| 123 | 等待时间设定 | 0-150MS.9999 | 1MS | 9999 | 107 | |
| 124 | 有/无CR,LF选择 | 0,1,2 | 1 | 1 | 107 | |
| 端 子 安 排 功 能 | 180 | RL端子功能选择 | 0-99.9999 | 1 | 0 | 134 |
| 181 | RM端子功能选择 | 0-99.9999 | 1 | 1 | 134 | |
| 182 | RH端子功能选择 | 0-99.9999 | 1 | 2 | 134 | |
| 183 | RT端子功能选择 | 0-99.9999 | 1 | 3 | 134 | |
| 184 | AU端子功能选择 | 0-99.9999 | 1 | 4 | 134 | |
| 185 | JOG端子功能选择 | 0-99.9999 | 1 | 5 | 134 | |
| 186 | CS端子功能选择 | 0-99.9999 | 1 | 6 | 134 | |
| 190 | RUN端子功能选择 | 0-199,9999 | 1 | 0 | 136 | |
| 191 | SU端子功能选择 | 0-199,9999 | 1 | 1 | 136 | |
| 192 | IPF端子功能选择 | 0-199,9999 | 1 | 2 | 136 | |
| 193 | OL端子功能选择 | 0-199,9999 | 1 | 3 | 136 | |
| 194 | FU端子功能选择 | 0-199,9999 | 1 | 4 | 136 | |
| 195 | A,B,C端子功能选择 | 0-199,9999 | 1 | 99 | 136 | |
| 程 序 运 行 | 200 | 程序运行分/秒选择 | 0,2 分钟秒 1,3小时,分钟 | 1 | 0 | 138 |
| 201-210 | 程序设定 1到10 | 0-2:旋转方向 0-400, 9999频率 0-99 .59时间 | 1,0.1HZ | 0 9999 0 | 138 | |
| 211-220 | 程序设定 11到20 | 0-2:旋转方向 0-400, 9999频率 0-99 .59时间 | 1, 0.1HZ | 0 9999 0 | 138 | |
| 221-230 | 程序设定 21到30 | 0-2:旋转方向 0-400, 9999频率 0-99 .59时间 | 1 ,0.1HZ | 0 9999 0 | 138 | |
| 231 | 时间设定 | 0-99.59 | — | 0 | 138 | |
顺 序 制 动 功 能 | 278 | 制动开启频率 | 0-30HZ | 0.01HZ | 3HZ | 153 |
| 279 | 制动开启电流 | 0-200% | 0.1% | 130% | 153 | |
| 280 | 制动开启电流检测时间 | 0-2s | 0.1s | 0.3S | 153 | |
| 281 | 制动操作开始时间 | 0-5S | 0.1s | 0.3S | 153 | |
| 282 | 制动操作频率 | 0-30HZ | 0.01HZ | 6HZ | 153 | |
| 283 | 制动操作停止时间 | 0-5S | 0.1S | 0.3S | 153 | |
| 284 | 减速检测功能选择 | 0,1 | 1 | 0 | 153 | |
| 285 | 超速检测频率 | 0-30HZ,9999 | 0.01HZ | 9999 | 153 | |
| 286 | 增益偏差 | 0-100% | 0.1% | 0% | 156 | |
| 287 | 滤波器偏差时定值 | 0.00-1.000s | 0.01S | 0.3S | 156 | |
计 算 机 功 能 | 330 | RA输出选择 | 14 | 94 | 3 | |
| 331 | 变频器局号 | 15 | 95 | 3 | ||
| 332 | 通信速度 | 16 | 96 | 3 | ||
| 333 | 停止位字长 | 1E | 9E | 3 | ||
| 334 | 奇偶校验有无 | 1F | 9F | 3 | ||
| 335 | 通信再试次数 | 21 | A0 | 3 | ||
| 336 | 通信校验时间间隔 | 22 | A1 | 3 | ||
| 337 | 等待时间设定 | 23 | A2 | 3 | ||
| 338 | 运转指令权 | 24 | A3 | 3 | ||
| 339 | 速度指令权 | 25 | A4 | 3 | ||
| 340 | 连接开始模式选择 | 26 | A5 | 3 | ||
| 输出端子功能 运 行 选 择 功 能 | 41 | 频率到达动作范围 | 0~100% | 0.1% | 10% | |
| 42 | 输出频率检测 | 0~400Hz | 0.01Hz | 6Hz | ||
| 43 | 反转时输出频率检测 | 0~400Hz,9999 | 0.01Hz | 9999 | ||
| 60 | 智能模式选择 | 0~8 | 1 | 0 | ||
| 61 | 智能模式基准电流 | 0~500A,9999 | 0.01A | 9999 | ||
| 62 | 加速时电流基准值 | 0~200%,9999 | 0.1% | 9999 | ||
| 63 | 减速时电流基准值 | 0~200%,9999 | 0.1% | 9999 | ||
| 提升模式启动频率 | 0~10Hz,9999 | 0.01Hz | 9999 | |||
| 65 | 再试选择 | 0~5 | 1 | 0 | ||
| 66 | 失速防止动作降低开始频率 | 0~400Hz | 0.01Hz | 50Hz | ||
| 67 | 报警发生时再试次数 | 0~10,101~110 | 1 | 0 | ||
| 68 | 再试等待时间 | 0~10s | 0.1s | 1s | ||
| 69 | 再试次数显示和消除 | 0 | — | 0 | ||
| 70 | 特殊再生制动使用率 | 0~15%/ 0~30%/0%(注9) | 0.1% | 0% | ||
| 71 | 适用电机 | 0~8 13~18,20,23,24 | 1 | 0 | ||
| 72 | PWM频率选择 | 0~15 | 1 | 2 | ||
| 73 | 0~5V/0~10V选择 | 0~5,10~15 | 1 | 1 | ||
| 74 | 输入滤波器时间常数 | 0~8 | 1 | 1 | ||
| 75 | 复位选择/PU脱离检测/PU停止选择 | 0~3,14,17 | 1 | 14 | ||
| 76 | 报警编码输出选择 | 0,1,2,3 | 1 | 0 | ||
| 77 | 参数写入禁止选择 | 0,1,2 | 1 | 0 | ||
| 78 | 逆转防止选择 | 0,1,2 | 1 | 0 | ||
| 79 | 操作模式选择 | 0~8 | 1 | 0 | ||
电 机 参 数 | 80 | 电机容量 | 0.4~55KW,9999 | 0.01KW | 9999 | |
| 81 | 电机极数 | 2,4,6,12,14,16, 9999 | 1 | 9999 | ||
| 82 | 电机励磁电流 | 0至,9999 | 1 | 9999 | ||
| 83 | 电机额定电压 | 0~1000V | 0.1V | 400v | ||
| 84 | 电机额定频率 | 50~120Hz | 0.01Hz | 50Hz | ||
| 速度控制增益 | 0~200.0% | 0.1% | 100% | |||
| 90 | 电机常数 | 0至,9999 | 9999 | |||
| 91 | 电机常数 | 0至,9999 | 9999 | |||
| 92 | 电机常数 | 0至,9999 | 9999 | |||
| 93 | 电机常数 | 0至,9999 | 9999 | |||
| 94 | 电机常数 | 0至,9999 | 9999 | |||
| 95 | 在线自动调整选择 | 0,1 | 1 | 0 | ||
| 96 | 自动调整设定 | 0,1,101 | 1 | 0 | ||
变频器通过网线与PLC(FX-2N)485BD通信板的连线如下:
变频器参数的设置:
| Pr30 | → | 1 |
| Pr79 | → | 0 |
| n1 | → | 1 |
| n2 | → | 48 |
| n3 | → | 10 |
| n4 | → | 0 |
| n5 | → | - - - |
| n6 | → | - - - |
| n7 | → | - - - |
| n8 | → | 0 |
| n9 | → | 0 |
| n10 | → | 1 |
| n11 | → | 0 |
“n2→48”为通用的速度为4800
在改n1时,要首先把n10改成0,然后掉电,再开电把变频器打开,再按PU键使变频器PU指示灯亮,然后改n的参数,然后掉电。把参数保存入变频器,然后上电,再改n10参数,然后在上电保存参数。
注意:不要改变频器的其它参数,容易出错,更不能设定变频器内最小即下限频率,使变频率不容易受电脑控制。
6.3变频器与主板连接
使用:
① 程序写入
打开GX软件,调出相应的程序(bianpintontxun)选择在线菜单下的PLC写入选项,进行程序的下载(由PC机进入PLC主机)或者找到bianpintontxun 文件夹里的Gppw.gps文件直接运行,两种方法都要试一下。
注意:写入程序的对话框中三项全选,写入完毕后PLC主机要断电两次。
② 软元件测试(即改变 状态值来控制电机的运行和停止及频率)
点击标准工具条上的软件测试快捷项(或选择在线菜单下调试项中的软件测试项),进入软件测试对话框
步骤:在位软元件中的软元件键入M70在字软元件/缓冲存储区栏中,软元件项中键入D80,设置值可各不相同由M70强制ON控制电机转动M70强制OFF控制电机停止转动由D80的设置值确定电机的转速(如D80=8000时,运行频率是80Hz)D80的值每改变一次点击一次设置变频器,便能马上做出响应
③ 停止:M70强制OFF停止便可停止或Pr.75→14时,按变频器上stop/reset按钮便可停止。
6.4端子的接线图
6.5计算机和变频器的连接
1)带有RS-485的计算机一台,变频器一台
| 计算机侧端子 | |
| 信号名 | 说明 |
| RDA RDB SDA SDB RSA RSB CSA CSB SG FG | 接受数据 接受数据 发送数据 发送数据 请求发送 请求发送 可发送 可发送 信号地 外壳地 |
| PU接口 |
| SDA SDB RDA RDB SG |
10BASE-T电缆
2)带有RS-485的计算机一台,变频器 N台
6.6主回路端子及控制回路端子的说明
6.6.1 主回路端子的说明
| 端子记号 | 端子名称 | 内 容 |
| L1,L2,L3(注) | 电源输入 | 连接工频电源。 |
| U,V,W | 变频器输出 | 接三相鼠笼电机。 |
| -- | 直流电压公共端 | 这是直流电压公共端。电源及变频器输出没有绝缘。 |
| +,P1 | 连接改善功率因数 直流电抗器 | 拆开端子+-P1间的短路片,连接选件改善功率因数 用直流电抗器(FR-BEL)。 |
| 接地 | 变频器外壳接地用,必须接大地。 |
注 意:
●电源线必须接L1,L2,L3。绝对不能接U,V,W,否则会损坏变频器。(没有必要考虑相序)
●电机与U,V,W连接。这时,若加入正转开关(信号),电机的旋转方向从负荷轴向看为反时针方向。
●电源不要接到U,U,W上。
=====================================================================
6.6.2控制回路端子的说明
| 端子记号 | 端子名称 | 内容 | ||||
接点输入 | STF | 正转启动 | STF信号ON时为正转,OFF时为停止指令。 | STF,STR信号同时为ON时,为停止指令。 | ||
| STR | 反转启动 | STR信号ON时为反转,OFF时为停止指令。 | ||||
| RH RM RL | 多段 速度 选择 | 可根据端子RH,RM,RL信号的短路组合,进行多段速度的选择。 速度指令的优先顺序是JOG,多段速度设定(RH,RM,RL,REX),AU的顺序。 | 根据输入端子功能选择(Pr.60~Pr.63)可改变端子的功能。 (*4) | |||
| SD (*1) | 接点输入公共端(漏型) | 此为接点输入(端子STF,STR,RH ,RM ,RL)的公共端子。 端子5和端子被绝缘。 | ||||
PC (*1) | 外部晶体管公共端 DC24V电源接点输入公共端(源型) | 当连接程序控制器(PLC)之类的晶体管输出(集电极开路输出 )时,把晶体管输出 用的外部电源接头连接到这个端子,可防止因回流电流引起的误动作。 PC-SD间的端子可作为DC24V 0.1A的电源使用。 选择源型逻辑时,此端子为接点输入信号的公共端子。 | ||||
| 10 | 频率设定用电源 | DC5V。容许负荷电流10mA. | ||||
| 频率设定 | 2 | 频率设定 (电压信号) | 输入DC0~5V,(0~10V)时输出成比例:输入5V(10V)时,输出为最高频率。 5V/10V切换用Pr.73“0~5V,O~10V选择”进行。 输入阻抗10kΩ。最大容许输入电压为20V. | |||
| 4 | 频率设定 (电流信号) | 输入DC4~20mA.出厂时调整为4mA对应0Hz,20mA对应60Hz。 最大容许电流为30mA,输入阻抗约250Ω。 电流输入时,请把信号AU设定为ON。 AU信号用Pr.60~Pr.63(输入端子功能选择)设定。 | ||||
| 5 | 频率设定公共输入端 | 此端子为频率设定信号(端子2,4)及显示计端子“AM”的公共端子。端子SD和端子SE被绝缘,请不要接地。 | ||||
| 端子记号 | 端子名称 | 内容 | ||||
| 输出信号 | A B C | 报警输出 | 变频器的保护功能动作,表示输出停止的1c接点输出。AC230V 0.3A DC30V 0.3A。 报警时B-C之间不导通(A-C之间导通),正常时B-C之间导通(A-C间不导通)(*6) | 根据输出端子功能选择(Pr.,Pr.65,可以改变端子的功能。) (*5) | ||
| 集电极开路 | 运行 | 变频器运行中 | 变频器输出频率高于启动频率时(出厂为0.5Hz可变动)为低电平,停止及直流制动时为高电平(*2)。 容许负荷DC24V 0.1A | |||
| SE | 集电极开路 公共 | 变频器运行时端子RUN的公共端子。端子5及端子SD 被绝缘。 | ||||
| 模拟 | AM | 模拟信号输出 | 从输出频率,电机电流选择一种作为输出。输出信号与各监示项目的大小成比例。 | 出厂设定的输出项目: 频率容许负荷电流1mA 输出信号 DC 0~5V | ||
| 通信 | —— | RS-485接头 (*3) | 用参数单元连接电缆(FR-CB201~205),可以连接参数单元(FR-PU04)。可用RS-485进行通信运行。 | |||
八.变频器运行程序
| 步 序 | 指 令 | 器 件 号 | |||
| 0 | LD | M8002 | |||
| 1 | SET | M8161 | |||
| 2 | MOV | HOE70 | D8120 | ||
| 3 | LD | M8000 | |||
| 4 | MPS | ||||
| 5 | AND﹥﹦ | D80 | K5000 | ||
| 6 | MOV | K5000 | D80 | ||
| 7 | MPP | ||||
| 8 | ASCI | D80 | K30 | ||
| 9 | AND | M70 | |||
| 10 | ANI | T10 | |||
| 步 序 | 指 令 | 器 件 号 | |||
| 11 | OUT | T10 | K5 | ||
| 12 | LD | M8000 | |||
| 13 | RS | D60 | D74 | D100 | k20 |
| 14 | LDP | M70 | |||
| 15 | MOV | H5 | D60 | ||
| 16 | MOV | H30 | D61 | ||
| 17 | MOV | H31 | D62 | ||
| 18 | MOV | H46 | D63 | ||
| 19 | MOV | H41 | D64 | ||
| 20 | MOV | H32 | D65 | ||
| 21 | MOV | H30 | D66 | ||
| 22 | MOV | H32 | D67 | ||
| 23 | MOV | K10 | D74 | ||
| 24 | CALL | PO | |||
| 25 | SET | M8122 | |||
| 26 | LD | T10 | |||
| 27 | MOV | H5 | D60 | ||
| 28 | MOV | H30 | D61 | ||
| 29 | MOV | H31 | D62 | ||
| 30 | MOV | H45 | D63 | ||
| 31 | MOV | H45 | D64 | ||
| 32 | MOV | H32 | D65 | ||
| 33 | MOV | D30 | D66 | ||
| 34 | MOV | D31 | D67 | ||
| 35 | MOV | D32 | D68 | ||
| 36 | MOV | D33 | D69 | ||
| 37 | MOV | k12 | D74 | ||
| 38 | CALL | P0 | |||
| 39 | SET | M8122 | |||
| 40 | LDF | M70 | |||
| 41 | MOV | H5 | D60 | ||
| 步 序 | 指 令 | 器 件 号 | |||
| 42 | MOV | H30 | D61 | ||
| 43 | MOV | H31 | D62 | ||
| 44 | MOV | H46 | D63 | ||
| 45 | MOV | H41 | D64 | ||
| 46 | MOV | H32 | D65 | ||
| 47 | MOV | H30 | D66 | ||
| 48 | MOV | H30 | D67 | ||
| 49 | MOV | K10 | D74 | ||
| 50 | CALL | P0 | |||
| 51 | SET | M8122 | |||
| 52 | LD | M8123 | |||
| 53 | RST | M8123 | |||
| 54 | FEND | ||||
| 55 | P0 | ||||
| 56 | LD | M8000 | |||
| 57 | RST | Z1 | |||
| 58 | RST | D16 | |||
| 59 | SUB | D74 | K3 | D15 | |
| 60 | FOR | D15 | |||
| 61 | LD | M8000 | |||
| 62 | ADD | D16 | D61Z1 | D16 | |
| 63 | INC | Z1 | |||
| NEXT | |||||
| 65 | LD | M8000 | |||
| 66 | ASCI | D16 | D61Z1 | K2 | |
| 67 | SRET | ||||
| 68 | END |
十. 程序分析
将PLC与计算机连, 当PLC开始运行时,主机发出一个初始脉冲给M8002,使M8002吸合,同时将特殊继电器M8161置位。把H0E70数据传送到特殊数据寄存器D8120当中。运行程序接通监视器,电机的设置转速频率为50Hz,再把设定值传送到寄存器D80当中,启动定时器T10开始记时0.5s,当M70强制为ON时,(即给M70一个上升沿脉冲),程序进入到加速区域,输出的频率开始增加,电机开始转动。运行监视器,当计数器记数到20时,把数据寄存器中D60,D74,D100中的数据与PLC进行交换,当频率开始上升时。MOV把数据H5传送到数据寄存器D60中,当执行P0,M8122置位。定时器T10接通时,执行保持程序,电机的转速保持不变。特殊辅助继电器M8122置位,当产生下降脉冲时,即M70为OFF,频率开始下降。直到程序运行到P0,特殊辅助继电器M8123复位,主程序结束。当监视器M8000接通后,Z1、D16分别先后复位,(D74,D15)-1寄存到(D74,D15)当中,D15复位。同时把(D16)+(D61Z1)寄存到D16当中,输出“Z1+1”到下一步,并开始处理D16的数据,然后全部复位,程序结束。电机将保持设定的下限值运行。(如果下限为0时,电机停止转动)
说明:M8161是8位/16位变换标志,M8002将M8161锁住,接通M8002,M8161同时得店开始运行。D8120是一种用来设置通讯格式的特殊寄存器,D80的设置值确定电机的转速。如D80=8000时运行频率是80Hz。“﹥﹦”是一个比较指令。设置的值只能小于或等于额定的值,如果大于将不执行后面的程序。
M8122是数据传输标志RS指令,其中RS指令是一种无协议通讯,通讯格式决定计算机连接和无协议通讯之间的通讯设置。H是16进制数的表示符号,主要用于指定应用指令的操作数的数值。K表示10进制数整数的符号,主要是指计数器和定时器的设定值或应用指令操作中的数值。FEND虽然表示主程序的结束,但若执行此指令,则与END指令同样执行输出处理,输入处理,监视定时器的刷新,向0步程序返回。
十一.结束语
目前所有的PLC都具有通信联网功能,PLC的通信联网功能可使PLC与 PLC之间,PLC与计算机之间相互交换信息实现近距离或远距离通信,形成一个统一的分散集中控制体系。
计算机通过232适配器与PLC通信板相接,PLC通过网线与变频器相接,通过改变频率对电机进行控制,用通信电缆把PU接口计算机FA等连接起来,用用户程序可以对变频器的运行、监视以及参数的读写进行操作(电缆必须是具有75℃铜线)。
通过写此次论文,对PLC有了更深一步的了解,对变频器的使用有所了解,注意在使用变频器之前,应认真阅读说明书,对变频器注意事项加以重视。变频器请进行接地工事,取下前盖板时请不要触摸表示三位LED数码管显示的上部接口,以防止触电,当变频器发生故障时,请在变频器的电源侧断开电源,如果持续的流过大电流会导致火灾,另外,在变频器的防止、损伤、搬运和安装布线等问题应加以重视。
*参考文献
1)三菱微型可编程控制器----------------FX1S,FX1N系列可编程控制器规格的补版
2)变频器使用手册
3)可编程控制器应用技术--------------------机械工业出版社出版(王也仿 主编 2003年1月第3次印刷)
4)网络型可编程控制器实验指导书——————浙江天煌教仪
5)《可编程控制器(PC)应用技术与实例》 华南理工大学出版社 袁任光 2003年3月第1版
6)可编程序控制器及其通讯网络技术——————机械工业出版社 郭宗仁 1999
7)可编程控制器原理及应用 —————————机械工业出版社 汪晓光 孙晓英 王艳月 2000 下载本文