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1、三菱PLC控制台达变频器2例一、训练内容 使用57一226 PLC和M M440变频器联机，实现电动机三段速频率运转控制。要求按下按钮SB1，电动机启动并运行在第一段，频率为15Hz;延时18s后电动机反向运行在第二段，频率为30 Hz;再延时20s后电动机正向运行在第三段，频率为SOHzo当按下停止按钮TB1，电动机停止运行。 二、训练工具、材料和设备 S7 -226 PLC , MM440变频器各一台、控制按钮及BVR一1. 5 mm导线若干、万用表、兆欧表各一台、通用电工工具一套等。 三、操作方法 1.按要求接线 PLC与变频器的连接电路如图3-10所示。 2. PLC输入/输出地址分配
2、 变频器MM440数字输入DIN1, DIN2端口通过P0701, P0702参数设为三段固定频率控制端，每一段的频率可分别由P1001, P1002和P1003参数设置。变频器数字输入DIN3端口设为电动机运行、停止控制端，可由P0703参数设置。 PLC输入/输出地址分配见表3-6。 表3-6 PLC输入/输出分配表 程序执行要求:按下启动按钮SB1后，输入继电器I0. 1得电，输出继电器Q0. 1和Q0. 3置位，同时定时器T37得电计时。Q0. 3输出，变频器MM440的数字输入端口DIN3为“ON，得到运转信号，Q0. 1输出，数字输入端口DIN1为ON”状态，得到频率指令，电动机以
3、P1001参数设置的固定频率1 (15 Hz)正向运转;T37正转定时到18s, T37位常开触点闭合，使输出继电器Q0. 2置位、Q0. 1复位(注意:Q0. 3保持置位)，同时定时器T38得电计时。 变频器MM440的数字输入端口DIN3仍为“ON，得到运转信号，Q0. 2输出，数字输入端口DIN2为“ON”状态，得到频率指令，电动机以P1002参数设置的固定频率2( -30Hz)反向运转，T38反转定时20s, T38位常开触点闭合，输出继电器Q0. 1再次置位输出，变频器MM440的数字输入端口DIN1, DIN2和DIN3均为ON”状态，电动机以P1003参数设置的固定频率3 (SO
4、Hz)正向运转;按下停止按钮TB1时，PLC输入继电器I0. 2得电，其常开触点闭合使输出继电器Q0. 1Q0. 3复位，此时变频器MM440的数字输入端口DIN1, DIN2和DIN3均为“OFF”状态，电动机停止运转。PLC运行参考程序如图3-11所示。 4.变频器参数设置 变频器操作步骤省略，主要参数设置见表3-7。 四、成绩评价表 成绩评价见表3-8。 五、巩固练习 用PLC和变频器联机实现电动机7段频率运行。7段频率依次为:第1段频率10Hz;第2段频率20Hz ;第3段频率40Hz;第4段频率50Hz;第5段频率-20Hz;第6段频率-40Hz,第7段频率20Hz。设计出电路原理图
5、，写出PLC控制程序和相应参数设置。 变频器的PLC模拟量控制 任务目标 (1)掌握常见的模拟量给定方法。 (2)熟悉模拟量模块的使用。 任务引入 为满足温度、速度、流量等工艺变量的控制要求，常常要对这些模拟量进行控制，PLC模拟量控制模块的使用也口益广泛。通常情况下，变频器的速度调节可采用键盘调节或电位器调节等方式。但是，在速度要求根据工艺而变化时，仅利用上述两种方式不能满足生产控制要求，而利用PLC灵活编程及控制的功能，实现速度因工艺而变化，可以较容易地满足生产的要求。下面就来学习变频器的PLC模拟量控制的相关知识。 相关知识点 在变频器中，通过操作面板、通信接口或输入端子调节频率大小的指
6、令信号，称为给定信号。所谓外接频率给定是指变频器通过信号输入端从外部得到频率的给定信号。 一、频率给定信号的方式 1.数字量给定方式 频率给定信号为数字量，这种给定方式的频率精度很高，可达到给定频率的0. 01%以内。具体的给定方式有以下两种。 (1)面板给定。即通过面板上的“升键”和“降键”(西门子MM440变频器频率增加调节用键，频率下降调节用 键)来设置频率的数值。 (2)通信接口给定。由上位机或PLC通过接口进行给定。现在多数变频器都带有RS - 485接口或RS - 232接口，方便与上位机(如PLC、单片机、PC等)的通信，上位机可将设置的频率数值传送给变频器。 2.模拟量给定方式
7、 即给定信号为模拟量，主要有电压信号、电流信号。当进行模拟量给定时，变频器输出的精度略低，约在最大频率的士0. 2%以内。 常见的给定方法有。 (1)电位器给定。 利用电位器的连接提供给定信号，该信号为电压信号。例如西门子MM440变频器端子1和2为用户提供10V直流电压，端子3为给定电压信号的输入端(采用模拟电压信号输入方式输入给定频率时，为了提高变频调速的控制精度，必须配备一个高精度的直流电源)。 (2)直接电压(或电流)给定。 由外部仪器设备直接向变频器的给定端输出电压或电流信号。需注意的是，当信号源与变频器距离较远时，应采用电流信号给定，以消除因线路压降引起的误差，通常取420mA，以
8、利于区别零信号和无信号(零信号:信号线路正常，信号值为零;无信号:信号线路因断路或未工作而没有信号)。在西门子MM440变频器接线端子中有两路模拟量输入:AIN1 (010V, 020 mA和-1010 V)和AIN2 (010V, 020 mA )。 二、模拟量输入/输出扩展模块(EM235 )接线图及输入范围配置 1. EM235的接线图 EM235是最常用的模拟量扩展模块，它实现了4路模拟量输入和1路模拟量输出功能EM235的接线方法如图3-12所示。 2. EM235的配置 使用模块，须将输入端同时设置为一种量程和格式，即相同的输入量程和分辨率。DIP开关设置EM235扩展模块的对应关
9、系见表3-9。表中六个DIP开关决定了所有的输入设置，也就是说开关的设置应用于整个模块，开关设置也只有在重新上电后才能生效。 三、注意事项 使用PLC的模拟量控制变频器时，考虑到变频器本身产生强干扰信号，而模拟量抗干扰能力较差、数字量抗干扰能力强的特性，为了最大程度的消除变频器对模拟量的干扰，在布线和接地等方面就需要采取更加严密的措施: 1.信号线与动力线必须分开走线 使用模拟量信号进行远程控制变频器时，为了减少模拟量受来自变频器和其他设备的干扰，须将控制变频器的信号线与强电回路(主回路及顺控回路)分开走线。 z.模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线，电线规格为0.52mm2在接线时一定要注意
10、，电缆剥线要尽可能的短57mm左右)，同时对剥线以后的屏蔽层要用绝缘胶布包起来，以防止屏蔽线与其他设备接触引人干扰。 3.变频器的接地应该与PLC控制回路单独接地 在不能够保证单独接地的情况下，为了减少变频器对控制器的干扰，控制回路接地可以浮空，但变频器一定要保证可靠接地。在控制系统中建议将模拟量信号线的屏蔽线两端都浮空，同时，由于PLC与变频器共用一个大地，因此，建议在可能的情况下，将PLC单独接地或者将PLC与机组地绝缘开来。 4.变频器与电机间的接线距离 变频器与电机间的接线距离较长的场合，来自电缆的高次谐波漏电流，会对变频器和周边设备产生不利影响。因此，为减少变频器的干扰，需要对变频器
11、的载波频率进行调整。 任务训练 一、训练内容 利用S7 -226 PLC模拟量模块与MM440变频器联机，实现电动机正反转控制，要求运行频率由模拟量模块输出电压信号给定，并能平滑调节电动机转速。 二、训练工具、材料和设备 S7- 226 PLC , MM440变频器各一台，EM235模拟量模块一个，BVR-1.5mm2导线若干电工万用表、兆欧表各一台，通用电工工具一套等。 三、操作方法和步骤 1.按系统要求接线 PLC:、模拟量模块和变频器的连接电路如图3-13所示。 2.模块选型和PLC输入/输出地址分配 系统选用57一226 PLC和模拟量扩展模块EM235。EM235为模拟量输入/输出模
12、块，具有四个模拟量输入通道和一个模拟量输出通道。PLC输入/输出地址分配见表3-10。 3. PLC程序设计 1)电动机正转运行及速度调节 按下正转按钮SB1,输入继电器I0. 0得电，输出继电器Q0. 0得电并自保，变频器端口5为“ON，电动机正转，调节电位器RP，则可改变变频器的频率设定值，从而调节正转速度的大小。按下停车按钮TB1后，I0. 1得电，Q0. 0失电，电动机停止转动。 2)电动机反向运行及速度调节 按下反转按钮SB2,输入继电器I0. 2得电，输出继电器Q0. 1得电并自保，变频器端口6为“ON，电动机反转，调节电位器RP，则可改变变频器的频率设定值，从而调节反转速度的高低
13、。按下停车按钮TB1后，输入继电器10. 1得电，输出继电器Q0. 1失电，电动机停止转动。 3)互锁 正转和反转之间在梯形图程序上设计有互锁控制。PLC控制参考程序如图3-14所示。 4.变频器参数设置 使用基本操作面板对变频器进行参数设置。首先按下P键对变频器进行复位，使变频器的参数值回到出厂时的状态，再设置PO10为。，使变频器处于准备状态，然后设置变频器控制端口操作控制参数，见表3-11。 四、成绩评价表 成绩评价见表3-12。 五、巩固练习 某传感器输出为420 mA电流信号，通过输入至模拟量模块来控制MM440变频器频率给定，要求输出频率范围为050 Hz ,请选用合适的硬件，设计控制电路图并接线调试，写出调试成功的PLC程序和变频器参数设置。
