利用PLC實現(xiàn)控制變頻器的方法

1、 42隨著變頻技術(shù)的成熟,變頻器作為驅(qū)動調(diào)速的主要設(shè)備,正逐漸取代直流調(diào)速設(shè)備,發(fā)展勢頭越來越迅猛,但是,由于變頻器存在人機交互能力較弱,使得變頻器的操作需要人工完成,增加了操作人員的工作量,降低工作效率。同時,變頻器的數(shù)據(jù)計算和分析處理的功能不完善,直接影響了其在大系統(tǒng)中的應(yīng)用。PLC作為工業(yè)自動化控制的主流設(shè)備,以控制穩(wěn)定、數(shù)據(jù)分析功能強大、通信能力強等特點,廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)中。因此,將PLC與變頻器結(jié)合,使得變頻器中問題得到有效的改善。本文主要以西門子S7系列PLC和MM420變頻器為例闡述PLC控制變頻器的幾種方案。1、利用PLC 和變頻器的I/O 端子實現(xiàn)控制1.1通過數(shù)字輸入端

2、與PLC 連接S7-200系列PLC自帶一定數(shù)量的數(shù)字量I/O端子,通過導線可與MM420變頻器的數(shù)字輸入量端子連接,MM420端子提供了4個數(shù)字量輸入端子DIN,編號為5、6、7,另外一個數(shù)字量輸入端子是由模擬量輸入端子3、4端組態(tài)而成。使用該方法,可以實現(xiàn)對變頻器的啟動、停止的控制和固定頻率的設(shè)置。連接時將PLC的Q0.0-Q0.2連接變頻器的5-7腳。可通過編寫PLC程序控制變頻器5腳的通斷,實現(xiàn)電機啟動和停止。使用這種模式還可以實現(xiàn)電機以固定的頻率進行工作,在這種模式下,只要將PLC數(shù)字輸出端Q0.0、Q0.1、Q0.2三個端子按表1的情況通斷電,即可實現(xiàn)對讓電機工作在3種頻率模式。變

3、頻器的參數(shù)也應(yīng)該作相應(yīng)的設(shè)置,一般情況下,變頻器的參數(shù)設(shè)置包括兩個部分,一是對拖動對象電機參數(shù)的設(shè)置,如:電機的額定電壓、額定電流、額定功率、額定轉(zhuǎn)速等參數(shù);二是對控制參數(shù)設(shè)置,這里關(guān)鍵就是組態(tài)5、6、7腳的功能,將其設(shè)置為固定頻率+二進制模式,控制參數(shù)的具體設(shè)置P0700=2、P0701=1、P0702=17、P0703=17、P1000=3。從以上的分析不難得出,如果使用的變頻器有更多的數(shù)字量端子,那么獲得的固定頻率將更多。1.2通過模擬量端子與PLC 連接S7-200系列PLC一般不自帶模擬量接口,因此要實現(xiàn)該控制必須使用其擴展模塊EM235與MM420變頻器的模擬量輸入端子連接,其系統(tǒng)

4、硬件連接時將EM235端得V0和M0分別接MM420的3、4腳。通過EM235的模擬量輸出端子(10V直接與變頻器的模擬量輸入端子連接,可實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的調(diào)整,PLC輸入端子外接按鈕實現(xiàn)電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制。變頻器主要參數(shù)設(shè)置:P 0700=2、P0701=1、P0702=2、P1000=2、P1080=0、P1082=50。2、利用專用的通信協(xié)議實現(xiàn)控制PLC具有較強大的通信功能,S7-200系列PLC支持多種協(xié)議,如:PPI協(xié)議、MPI協(xié)議等,其中專用于和M系列變頻器通信的USS協(xié)議可輕松實現(xiàn)與變頻器的控制。利用通信電纜將S7-200系列的PORT0口3腳和8腳與變頻器的14、15腳用雙絞

5、線連接起來,可在連線時加220歐姆終端電阻,保證通信的質(zhì)量。通信電纜可以自制,也可以使用西門子公司提供的專用通信電纜。利用PLC與變頻器USS通信指令(必須按照USS協(xié)議庫,可實現(xiàn)對電機的啟動、自由停車、快速停車、更改速度、設(shè)置速度、修改變頻器參數(shù)等功能,在編寫好PLC程序后,必須為程序分配庫存儲區(qū),否則程序編譯時會產(chǎn)生錯誤。變頻器的主要控制參數(shù)設(shè)置P0700=5、P2010.0=6、P2012.0=2、P2014.0=0、P1000=5、P2011.0=11、P2013.0=1273、利用通用的通信協(xié)議實現(xiàn)控制3.1利用自由口協(xié)議S7-200PLC支持自由口協(xié)議,在自由口模式下,通信協(xié)議完全

6、由用戶程序控制,可實現(xiàn)與其他型號的變頻器通信,S7-200PLC按照變頻器所支持的協(xié)議通過使用發(fā)送中斷、接收中斷、發(fā)送指令(xmt和接收指令(rcv等指令編程相關(guān)的通信程序,直接利用通訊口PORT口連接第三方變頻器實現(xiàn)通信。使用該方法兩者之間的通信可靠,但是程序的編寫和通信的調(diào)試比較復雜。3.2利用Modbus 協(xié)議MODBUS協(xié)議最早由施耐德旗下的Modicon公司于1978年提出,目前已經(jīng)稱為國際標準和國家、行業(yè)標準。該協(xié)議為典型的串行通訊協(xié)議,支持CRC或LRC校驗。變頻器大多數(shù)設(shè)備均支持該協(xié)議。S7-200PLC的兩個通信口0口和1口均支持ModbusRTU協(xié)議,硬件連接時只需要將3和

7、8腳連接到變頻器的RS485端口的接收和發(fā)送端即可。PLC程序編寫直接在編程軟件Step7-Micro/WIN32軟件指令庫中的調(diào)用MBUS_CTRL初始化程序,調(diào)用MBUS_MSC接收和發(fā)送數(shù)據(jù),其CRC校驗程序也由系統(tǒng)自動生成。4、結(jié)語利用PLC實現(xiàn)與變頻器控制后,由于PLC具有較強的人機交互功能,豐富的上位組態(tài)軟件彌補變頻器的操作與監(jiān)控方面的不足,使得變頻器廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)。參考文獻1廖常初.P L C 編程與應(yīng)用(第三版.北京:機械工業(yè)出版社,2008.1.2MICROMASTER420通用型變頻器使用大全.西門子公司,2003.12.3程月.利用MODBUS 實現(xiàn)西門子PLC 與ABB 變頻器的通信控制J.北京:電氣時代,2007,(07.利用PLC 實現(xiàn)控制變頻器的方法王賽(宜賓職業(yè)技術(shù)學院自動控制系四川宜賓644003摘要:P L C 與變頻器結(jié)合,增強了變頻器控制的功能,使得變頻器易于操作和控制,增強了人機交互的能力。關(guān)鍵詞:PLC變頻器中圖分類號:TP 27文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(201107-0042-01變頻器工作情況