PLC模擬量控制在變頻調(diào)速的應(yīng)用

1、PLC模擬量控制在變頻調(diào)速的應(yīng)用    1、引言近年來可編程序控制器(PLC)以及變頻調(diào)速技術(shù)日益發(fā)展，性能價(jià)格比日益提高，并在機(jī)械、冶金、制造、化工、紡織等領(lǐng)域得以普及和應(yīng)用。為滿足溫度、速度、流量等工藝變量的控制要求，常常要對(duì)這些模擬量進(jìn)行控制，PLC模擬量控制模塊的使用也日益廣泛。 通常情況下，變頻器的速度調(diào)節(jié)可采用鍵盤調(diào)節(jié)或電位器調(diào)節(jié)方式，但是，在速度要求根據(jù)工藝而變化時(shí)，僅利用上述兩種方式則不能滿足生產(chǎn)控制要求，因此，我們須利用PLC靈活編程及控制的功能，實(shí)現(xiàn)速度因工藝而變化，從而保證產(chǎn)品的合格率。 2、變頻器簡(jiǎn)介 

2、;交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n公式為：  式中:f頻率; p極對(duì)數(shù); s轉(zhuǎn)差率(03%或06%)。 由轉(zhuǎn)速公式可見，改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)電源頻率，可以改變旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的同步轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)速的目的。額定頻率稱為基頻，變頻調(diào)速時(shí)，可以從基頻向上調(diào)(恒功率調(diào)速)，也可以從基頻向下調(diào)(恒轉(zhuǎn)距調(diào)速)。因此變頻調(diào)速方式，比改變極對(duì)數(shù)p和轉(zhuǎn)差率s兩個(gè)參數(shù)簡(jiǎn)單得多。同時(shí)還具有很好的性價(jià)比、操作方便、機(jī)械特性較硬、靜差率小、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好、調(diào)速范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因此變頻調(diào)速方式擁有廣闊的發(fā)展前景。 3、PLC模擬量控制在變頻調(diào)速的應(yīng)用 PLC包括許多的特殊功能模塊

3、，而模擬量模塊則是其中的一種。它包括數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。例如數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊可將一定的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的模擬量(電壓或電流)輸出，這種轉(zhuǎn)換具有較高的精度。 在設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)或?qū)σ粋€(gè)已有的設(shè)備進(jìn)行改造時(shí)，常常會(huì)需要對(duì)電機(jī)的速度進(jìn)行控制，利用PLC的模擬量控制模塊的輸出來對(duì)變頻器實(shí)現(xiàn)速度控制則是一個(gè)經(jīng)濟(jì)而又簡(jiǎn)便的方法。 下面以三菱FX2N系列PLC為例進(jìn)行說明。同時(shí)選擇FX2N-2DA模擬量模塊作為對(duì)變頻器進(jìn)行速度控制的控制信號(hào)輸出。如圖1所示，控制系統(tǒng)采用具有兩路模擬量輸出的模塊對(duì)兩個(gè)變頻器進(jìn)行速度控制。  圖2為變頻器的控制及動(dòng)力部分，這里的變頻器

4、采用三菱S540型，PLC的模擬量速度控制信號(hào)由變頻器的端子2、5輸入。  3.1系統(tǒng)中PLC模擬量控制變頻調(diào)速需要解決的主要問題 （1）模擬量模塊輸出信號(hào)的選擇 通過對(duì)模擬量模塊連接端子的選擇，可以得到兩種信號(hào)，010V或05V電壓信號(hào)以及420mA電流信號(hào)。這里我們選擇05V的電壓信號(hào)進(jìn)行控制。 （2）模擬量模塊的增益及偏置調(diào)節(jié) 模塊的增益可設(shè)定為任意值。然而，如果要得到最大12位的分辨率可使用04000。如圖3，我們采用04000的數(shù)字量對(duì)應(yīng)05V的電壓輸出。當(dāng)然，我們可對(duì)模塊進(jìn)行偏置調(diào)節(jié)，例如數(shù)字量04000對(duì)應(yīng)420mA時(shí)。

5、  （3）模擬量模塊與PLC的通訊 對(duì)于與FX2N系列PLC的連接編程主要包括不同通道數(shù)模轉(zhuǎn)換的執(zhí)行控制，數(shù)字控制量寫入FX2N-2DA等等。而最重要的則是對(duì)緩沖存儲(chǔ)器(BFM)的設(shè)置。通過對(duì)該模塊的認(rèn)識(shí)，BFM的定義如附表。 附表BFM的定義  從附表中可以看出起作用的僅僅是BFM的#16、#17，而在程序中所需要做的則是根據(jù)實(shí)際需要給予BFM中的#16和#17賦予合適的值。其中： #16為輸出數(shù)據(jù)當(dāng)前值。 #17:b0:1改變成0時(shí)，通道2的D/A轉(zhuǎn)換開始。 b1:1改變成0時(shí)，通道1的D/A轉(zhuǎn)換開始

6、 （4）控制系統(tǒng)編程 對(duì)于上例控制系統(tǒng)的編寫程序如圖4所示。  在程序中： 1)當(dāng)M67、M68常閉觸點(diǎn)以及Y002常開觸點(diǎn)閉合時(shí)，通道1數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換開始執(zhí)行;當(dāng)M62、M557常閉觸點(diǎn)以及Y003常開觸點(diǎn)閉合時(shí)，通道2數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換開始執(zhí)行。 2)通道1 將保存第一個(gè)數(shù)字速度信號(hào)的D998賦予輔助繼電器(M400M415); 將數(shù)字速度信號(hào)的低8位(M400M407)賦予BFM的16#; 使BFM#17的b2=1; 使BFM#17的b2由10，保持低8位數(shù)據(jù); 將數(shù)字速度信號(hào)的

7、高4位賦予BFM的16#; 使BFM#17的b1=1; 使BFM#17的b1由10，執(zhí)行通道1的速度信號(hào)D/A轉(zhuǎn)換。 3)通道2 將保存第二個(gè)數(shù)字速度信號(hào)的D988賦予輔助繼電器(M300M315); 將數(shù)字速度信號(hào)的低8位(M300M307)賦予BFM的16#; 使BFM#17的b2=1; 使BFM#17的b2由10，保持低8位數(shù)據(jù); 將數(shù)字速度信號(hào)的高4位賦予BFM的16#; 使BFM#17的b0=1; 使BFM#17的b0由10，執(zhí)行通道2的速度信號(hào)D/A轉(zhuǎn)換。 4)程序中的K0

8、為該數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的位置地址，在本控制系統(tǒng)中只用了一塊模塊，因此為K0，假如由于工藝要求控制系統(tǒng)還要再增加一塊模塊，則新增模塊在編程時(shí)只要將K0改為K1即可。 （5）變頻器主要參數(shù)的設(shè)置 根據(jù)控制要求，設(shè)置變頻器的運(yùn)行模式為外部運(yùn)行模式，運(yùn)行頻率為外部運(yùn)行頻率設(shè)定方式，Pr.79=2;模擬頻率輸入電壓信號(hào)為05V，所以，Pr.73=0;其余參數(shù)根據(jù)電機(jī)功率、額定電壓、負(fù)載等情況進(jìn)行設(shè)定。 3.2注意事項(xiàng) (1)FX2N-2DA采用電壓輸出時(shí)，應(yīng)將IOUT與COM短路; (2)速度控制信號(hào)應(yīng)選用屏蔽線，配線安裝時(shí)應(yīng)與動(dòng)力線分開。 4、結(jié)束語 上述控制在實(shí)際使用過程中運(yùn)行良好，很好