三菱PLC多方式控制變頻器

1、在變頻調(diào)速控制中的方法研究摘要：由控制的變頻調(diào)速在現(xiàn)代工業(yè)各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越為廣泛。為了使技校的學(xué)生能夠更深入的了解和把握由實現(xiàn)的變頻調(diào)速方法，文章以三菱系列和三菱540變頻器為例來詳細地、系統(tǒng)的研究了由控制如何實現(xiàn)單臺乃至多臺電動機變頻調(diào)速。并且對每種方法硬件連接、 編程方法上以實例方式進行了詳細的介紹。分析各種方法在編程、調(diào)速精度乃至應(yīng)用廣泛性等方面的優(yōu)勢和不足之處，并做出了具體的歸納總結(jié)。關(guān)鍵詞：三菱系列  三菱540變頻器  控制  方法  研究引言：隨著電力電子技術(shù)和自動控制技術(shù)的日益發(fā)展，電動機的調(diào)速已經(jīng)從繼電器控制時代發(fā)展到今天的由變頻器

2、控制調(diào)速。且在工業(yè)各個領(lǐng)域中得到了極為廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)在的在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，最為常見的是由控制變頻器實現(xiàn)電動機的調(diào)速控制。該方法主要通過程序來控制了電動機的變頻調(diào)速，從而實現(xiàn)了自動控制。目前，本校已經(jīng)引進了幾十套，變頻器，觸摸屏設(shè)備，并且開設(shè)了，電動機調(diào)速等相關(guān)課程。采用怎樣的控制方式來實現(xiàn)電動機的變頻調(diào)速？是不是控制的電動機變頻調(diào)速方法只有一種？是不是一臺只能實現(xiàn)單臺電動機的變頻調(diào)速？在程序上又是如何實現(xiàn)電動機的調(diào)速控制？在學(xué)習(xí)這些課程的時候很多同學(xué)難免會存在很多疑問。本文就來詮釋上述問題。通過常用的在變頻調(diào)速中的三種方法進行詳盡闡述，希望對學(xué)生在變頻調(diào)速的學(xué)習(xí)方面能有一定的幫助。為他

3、們在將來的更進一步深入學(xué)習(xí)該領(lǐng)域的更深層的內(nèi)容打下基礎(chǔ)。一、     輸出的開關(guān)量控制的變頻調(diào)速實現(xiàn)方法：的輸出點、點直接與變頻器的(正轉(zhuǎn)啟動)、(反轉(zhuǎn)啟動)、(高速)、(中速)、(低速)、輸入端等端口分別相連接。通過程序即可以控制變頻器的啟動、停止； 也可以控制變頻器高速、中速、低速端子的不同組合實現(xiàn)多段速度運行?，F(xiàn)在以一程序?qū)嵗齺斫榻B通過輸出的開關(guān)量控制的變頻調(diào)速。傳動系統(tǒng)從原點啟動，中速40行駛30S，開始高速50行駛，當(dāng)碰撞到行程開關(guān)1時，開始低速20爬行，低速爬行到終點碰撞到2停車。停頓2s。反向以高速50行駛，高速行駛到碰撞行程開關(guān)3處開始低

4、速20爬行。到達原點碰撞4停車，停頓2s后重新開始往返。試編寫程序。硬件連接如附錄圖1所示輸入輸出觸點分配輸入點及用途輸出點 X0     啟動按鈕Y0   工作臺前進X1     行程開關(guān)1Y1   工作臺后退X2     行程開關(guān)2 Y2   高速X3     行程開關(guān)3 Y3   中速X4     行程開關(guān)4 Y

5、4   低速變頻器參數(shù)設(shè)置：操作模式.79=1（外部模式）；基本參數(shù)：.7=2s(加速時間)；.8=3s(減速時間)；.9=電動機的額定電流x100%（根據(jù)所用電動機的額定電流大小設(shè)定）各段速度設(shè)置：.4=40(中速段), .5=50（高速段）, .6=20（低速段）程序設(shè)計：本實例是通過步進順控指令編程來控制的輸出即變頻器的多段速的輸入信號。通過的輸出觸點Y2、Y3、Y4得電與否（開或關(guān)）來控制電動機的變頻調(diào)速，實例中通過Y2、Y3、Y4的分時得電來實現(xiàn)了電動機的三段調(diào)速。當(dāng)然由Y2、Y3、Y4的不同組合可以實現(xiàn)電動機7段調(diào)速。若要實現(xiàn)電動機的多段調(diào)速即增加若干輸出來控制

6、，并相應(yīng)的設(shè)置變頻器的相關(guān)參數(shù)。但是由于變頻器的的只有輸入端子 進行多種運行速度轉(zhuǎn)換，所以最多能實現(xiàn)15段調(diào)速，即有極調(diào)速。不能實現(xiàn)電動機的無級調(diào)速。調(diào)速精度不高。若要求電動機有20多種乃至更多種速度，該方法很難實現(xiàn)。的輸出開關(guān)量不僅能實現(xiàn)單臺電動機的變頻調(diào)速，而且能實現(xiàn)多臺電動機的變頻調(diào)速。硬件連接如附錄圖2所示。由于編程方法每臺基本相同，這里不在贅述。通過前面的程序?qū)嵗浑y看出該方法的優(yōu)點是編程較為簡單易懂，且變頻器的響應(yīng)速度快，抗干擾能力強?？梢詫崿F(xiàn)單臺及多臺電動機的調(diào)速。在較為簡單的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，該方法較為簡單且比較容易編程。對于初學(xué)者來講是一種較為容易掌握的方法。但是因為它是采用開

7、關(guān)量來實施控制的，在很多的不足之處：其調(diào)速曲線不是一條連續(xù)平滑的曲線，也無法實現(xiàn)精細的速度調(diào)節(jié)。若要實現(xiàn)多臺電動機的變頻調(diào)速，要求輸入輸出點數(shù)較多，需采用輸入輸出點數(shù)較多的。在工業(yè)大型生產(chǎn)線上應(yīng)用具有一定的局限性。若在要求調(diào)速較為精細、精確的生產(chǎn)線上，采用該方法就得不到良好的調(diào)速效果，那么下面就介紹更為精確一點的調(diào)速方法。二、通過外加擴展轉(zhuǎn)換模塊控制的變頻調(diào)速實現(xiàn)方法：本方法是通過外接擴展數(shù)模轉(zhuǎn)換特殊功能模塊來實現(xiàn)的。可以通過系列主機，配置11擴展模擬量輸出板或模擬量輸入輸出混合模塊03A或22或24模塊等來實現(xiàn)。該種方法的實現(xiàn)主要是對特殊功能模塊的緩沖存儲器()設(shè)置編程?，F(xiàn)以2N型擴展22模

8、塊實現(xiàn)單臺電動機正轉(zhuǎn)的變頻調(diào)速為例硬件連接圖如附錄圖3所示22輸出模塊：其功能是把的數(shù)字信號量，用于將12位的數(shù)字值轉(zhuǎn)換成2點模擬輸出（電壓輸出和電流輸出），以便控制現(xiàn)場設(shè)備。2N系列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22等。而最重要的則是對緩沖存儲器()的設(shè)置。的定義如附錄表1所示從表中可以看出起作用的僅僅是的#16、#17，而在程序中所需要做的則是根據(jù)實際需要給予中的#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，通道2的轉(zhuǎn)換開始。b1：1改變成0時，通道1的轉(zhuǎn)換開始。程序?qū)嵗浩渲衳0表示啟動按鈕，X1表示停止按鈕，x2為調(diào)

9、速控制按鈕。該程序通過將D100中的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成輸出模擬量（由于22模塊的輸出特性從數(shù)字值0到4000變化，所以若4000相當(dāng)與50，則每80為1。故本程序?qū)嵗械慕oD100賦值2400即為設(shè)置電動機的運行頻率為30），從而實現(xiàn)電動機的正轉(zhuǎn)速度3050范圍內(nèi)進行連續(xù)速度調(diào)節(jié)。通過本實例可以看出該方法實現(xiàn)的調(diào)速曲線較為平滑；調(diào)速精度較高。結(jié)合上述程序?qū)嵗梢郧逦目闯鲈摲N方法優(yōu)點是：程序編制簡單方便，調(diào)速曲線平滑連續(xù)、工作穩(wěn)定。且一臺通過外加一個22模塊可以實現(xiàn)兩臺電動機的變頻調(diào)速；若外加一個24模塊可以實現(xiàn)四臺電動機的變頻調(diào)速。所以在工業(yè)控制中該方法要比第一種方法應(yīng)用范圍更廣些。用于實現(xiàn)多臺電

10、動機的變頻調(diào)速時較第一種方法編程更為簡單。該種方法實現(xiàn)多臺電動機變頻調(diào)速硬件連接如附錄圖4所示。不足之處：在大規(guī)模生產(chǎn)線中，控制電纜較長，尤其是模塊采用電壓信號輸出時，線路有較大的電壓降，影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。另外，從經(jīng)濟角度考慮，如控制8臺變頻器，需要2塊24模塊或4塊22模塊，且該擴展模塊價格較貴，所以在需要控制多臺電動機的調(diào)速的大規(guī)模生產(chǎn)中，該方法耗資較為昂貴；而且對于大規(guī)模自動化生產(chǎn)線，一方面變頻器的數(shù)目較多，另一方面電機分布的距離不一致。采用擴展模塊做同步運動控制容易受到模擬量信號的波動和因距離不一致而造成的模擬量信號衰減不一致的影響，使整個系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和可靠性降低。針對本

11、方法存在的很大的不足，下面就介紹一種該系統(tǒng)成本低、信號傳輸距離遠、抗干擾性較強的調(diào)速方法。三、通過485通訊實現(xiàn)變頻調(diào)速本方法是主機上裝485通訊適配器與變頻器的485口相連接（具體連接方式見附錄圖6所示），通過和變頻器之間的485半雙工串行通訊來實現(xiàn)電動機的變頻調(diào)速。和變頻器之間的485協(xié)議和變頻器之間進行通訊，通訊規(guī)格必須在變頻器的初始化中設(shè)定，如果沒有進行設(shè)定或有一個錯誤的設(shè)定，數(shù)據(jù)將不能進行通訊。且每次參數(shù)設(shè)定后，需復(fù)位變頻器。確保參數(shù)的設(shè)定生效。設(shè)定好參數(shù)后按如下協(xié)議進行數(shù)據(jù)通訊該過程分5個階段：1、計算機發(fā)出通訊請求；2、變頻器處理等待；3、變頻器作出應(yīng)答；4、計算機處理等待；5、

12、計算機作出應(yīng)答。根據(jù)不同的通訊要求完成相應(yīng)的過程，如寫變頻器啟、停控制命令時則只需完成1-3三個過程；監(jiān)視變頻器運行頻率時則需完成1-5五個過程。不論是寫數(shù)據(jù)還是讀數(shù)據(jù)，均有發(fā)出請求，變頻器只是被動接受請求并作出應(yīng)答。每個階段的數(shù)據(jù)格式均有差別?，F(xiàn)只列出較為常用的三種格式：要實現(xiàn)對變頻器的通訊控制，必須對進行編程;通過程序?qū)崿F(xiàn)對變頻器的各種運行控制和數(shù)據(jù)的采集。程序首先應(yīng)完成2485通訊適配器的初始化、控制命令字的組合、代碼轉(zhuǎn)換和變頻器應(yīng)答數(shù)據(jù)的處理工作。通過485通訊控制變頻器可以完成一臺乃至多臺變頻器的啟動、停止、頻率設(shè)定。硬件連接附錄圖5所示。由于每臺變頻器的通訊編程方法基本相似，唯一的

13、不同之處就是變頻器的站號設(shè)置不同?，F(xiàn)在就以通過485通訊控制#0變頻器運行程序為例：變頻器參數(shù)設(shè)定：.79=1（操作模式）, .1=50(上限頻率)，.3=50(基底頻率)，.19=380（基底電壓），.77=2（參數(shù)寫入禁止；表示即使運行時也可寫入?yún)?shù)），.117=0（變頻器站號），.118=192(通訊速度)，.119=0（停止位一位），.120=2（偶校驗）.121=9999(通訊重試次數(shù))，.122=9999（通訊檢查時間間隔），.123=9999（等待時間設(shè)置），.124=0（無，無），以上程序運行時通過485通訊程序正轉(zhuǎn)啟動并且變頻運行。其中X0為電動機正轉(zhuǎn)以額定速度（頻率）運行控

14、制按鈕，X1為電動機變頻調(diào)速控制按鈕，實現(xiàn)電動機的頻率調(diào)節(jié)。若要對#1站的電動機進行調(diào)速控制，只要將H30和H31分別傳送給D1112，并將變頻器參數(shù).117設(shè)置為1即可.依此類推。對于不同站號的電動機的變頻調(diào)速編程方法基本相同?？刂浦噶钊缦卤硭?。操作指令指令代碼數(shù)據(jù)內(nèi)容正轉(zhuǎn)H02反轉(zhuǎn)H04停止H00頻率寫入H000020頻率輸出H6FH000020注意所有指令代碼和數(shù)據(jù)均以碼(十六進制)發(fā)送和接收。十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成碼時，H09轉(zhuǎn)換成碼時加H30，例H3轉(zhuǎn)換成碼即H33033，而轉(zhuǎn)換成碼時加H31。例轉(zhuǎn)換成碼即3141.依次類推。使用485通訊控制，僅通過一條通訊電纜連接，就可以完成多臺變頻

15、器的啟動、停止、頻率設(shè)定;并且很容易實現(xiàn)多電機之間的同步運行。該系統(tǒng)優(yōu)點：硬件簡單、可控制32臺變頻器?？梢詫崿F(xiàn)無級變速，速度變換平滑，速度控制精確，適應(yīng)能力好。該系統(tǒng)成本低、信號傳輸距離遠、抗干擾性強。但是也存在一定的不足之處：比如編程工作量較大，響應(yīng)有延時。且必須在掌握通訊協(xié)議及相關(guān)的參數(shù)的基礎(chǔ)上才能順利完成編程。對于技校初學(xué)者來講該方法掌握比較困難。結(jié)束語：本文較為詳盡地介紹了應(yīng)用三菱系列控制單臺及多臺電動機變頻調(diào)速的三種常用的方法，并綜合的評述各種方法的優(yōu)點及在生產(chǎn)應(yīng)用中的不足之處。深入了解這些控制的方法，有助于學(xué)生對控制的交流變頻調(diào)速控制系統(tǒng)有了更深層次的把握。同時對學(xué)生的變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計能力也有很大的幫助。掌握這幾種調(diào)速方法的各自的優(yōu)點和不足之處，對設(shè)計者的工作能夠帶來一定的幫助；從而能進一步提高了設(shè)計工作的科學(xué)性、先進性和經(jīng)濟性。學(xué)生可以根據(jù)所需設(shè)計的控制系統(tǒng)的具體情況，選擇最為合適的方法。從而達到了最優(yōu)的調(diào)速目的。參考文獻：1、變頻器、可編程序控制器及觸摸屏