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1、PLC 在变频调速控制中的方法研究在变频调速控制中的方法研究摘要：由摘要：由 PLCPLC 控制的变频调速在现代工业各个领域的应用越来越为广泛。为了使技校的学控制的变频调速在现代工业各个领域的应用越来越为广泛。为了使技校的学生能够更深入的了解和把握由生能够更深入的了解和把握由 PLCPLC 实现的变频调速方法，文章以三菱实现的变频调速方法，文章以三菱 FXFX 系列系列 PLCPLC 和三菱和三菱FR-A540FR-A540 变频器为例来详细地、系统的研究了由变频器为例来详细地、系统的研究了由 PLCPLC 控制如何实现单台乃至多台电动机变控制如何实现单台乃至多台电动机变频调速。并且对每种方法
2、硬件连接、频调速。并且对每种方法硬件连接、PLCPLC 编程方法上以实例方式进行了详细的介绍。分析编程方法上以实例方式进行了详细的介绍。分析各种方法在编程、调速精度乃至应用广泛性等方面的优势和不足之处，并做出了具体的归各种方法在编程、调速精度乃至应用广泛性等方面的优势和不足之处，并做出了具体的归纳总结。纳总结。关键词：三菱关键词：三菱 FXFX 系列系列 PLCPLC 三菱三菱 FR-A540FR-A540 变频器变频器 控制控制 方法方法 研究研究引言：引言：随着电力电子技术和自动控制技术的日益发展，电动机的调速已经从继电器控制时代随着电力电子技术和自动控制技术的日益发展，电动机的调速已经从
3、继电器控制时代发展到今天的由变频器控制调速。且在工业各个领域中得到了极为广泛的应用。在现在的发展到今天的由变频器控制调速。且在工业各个领域中得到了极为广泛的应用。在现在的在工业自动化控制系统中，最为常见的是由在工业自动化控制系统中，最为常见的是由 PLCPLC 控制变频器实现电动机的调速控制。该方控制变频器实现电动机的调速控制。该方法主要通过程序来控制了电动机的变频调速，从而实现了自动控制。目前，本校已经引进法主要通过程序来控制了电动机的变频调速，从而实现了自动控制。目前，本校已经引进了几十套了几十套 PLCPLC，变频器，触摸屏设备，并且开设了，变频器，触摸屏设备，并且开设了 PLCPLC，
4、电动机调速等相关课程。，电动机调速等相关课程。PLCPLC 采用采用怎样的控制方式来实现电动机的变频调速？是不是怎样的控制方式来实现电动机的变频调速？是不是 PLCPLC 控制的电动机变频调速方法只有一控制的电动机变频调速方法只有一种？是不是一台种？是不是一台 PLCPLC 只能实现单台电动机的变频调速？在程序上又是如何实现电动机的调只能实现单台电动机的变频调速？在程序上又是如何实现电动机的调速控制？在学习这些课程的时候很多同学难免会存在很多疑问。本文就来诠释上述问题。速控制？在学习这些课程的时候很多同学难免会存在很多疑问。本文就来诠释上述问题。通过常用的通过常用的 PLCPLC 在变频调速中
5、的三种方法进行详尽阐述，希望对学生在变频调速的学习方在变频调速中的三种方法进行详尽阐述，希望对学生在变频调速的学习方面能有一定的帮助。为他们在将来的更进一步深入学习该领域的更深层的内容打下基础。面能有一定的帮助。为他们在将来的更进一步深入学习该领域的更深层的内容打下基础。一、一、 PLCPLC 输出的开关量控制的变频调速输出的开关量控制的变频调速实现方法：实现方法：PLCPLC 的输出点、的输出点、COMCOM 点直接与变频器的点直接与变频器的 STF(STF(正转启动正转启动) )、STR(STR(反转启动反转启动) )、RH(RH(高速高速) )、RM(RM(中速中速) )、RL(RL(低
6、速低速) )、REXREX、输入端、输入端 SGSG 等端口分别相连接。等端口分别相连接。PLCPLC 通过程序即可通过程序即可以控制变频器的启动、停止；以控制变频器的启动、停止； 也可以控制变频器高速、中速、低速端子的不同组合实现多也可以控制变频器高速、中速、低速端子的不同组合实现多段速度运行。段速度运行。现在以一程序实例来介绍现在以一程序实例来介绍 plcplc 通过输出的开关量控制的变频调速。通过输出的开关量控制的变频调速。传动系统从原点启动，中速传动系统从原点启动，中速 40HZ40HZ 行驶行驶 30S30S，开始高速，开始高速 50HZ50HZ 行驶，当碰撞到行程开关行驶，当碰撞到
7、行程开关SQ1SQ1 时，开始低速时，开始低速 20HZ20HZ 爬行，低速爬行到终点碰撞到爬行，低速爬行到终点碰撞到 SQ2SQ2 停车。停顿停车。停顿 2s2s。反向以高速。反向以高速50HZ50HZ 行驶，高速行驶到碰撞行程开关行驶，高速行驶到碰撞行程开关 SQ3SQ3 处开始低速处开始低速 20HZ20HZ 爬行。到达原点碰撞爬行。到达原点碰撞 SQ4SQ4 停车，停车，停顿停顿 2s2s 后重新开始往返。试编写程序。后重新开始往返。试编写程序。硬件连接如附录图硬件连接如附录图 1 1 所示所示输入输出触点分配输入输出触点分配输入点及用途输出点X0 启动按钮Y0 工作台前进X1 行程开
8、关 SQ1Y1 工作台后退X2 行程开关 SQ2 Y2 高速X3 行程开关 SQ3 Y3 中速X4 行程开关 SQ4 Y4 低速变频器参数设置：操作模式变频器参数设置：操作模式 Pr.79=1Pr.79=1（外部模式）；基本参数：（外部模式）；基本参数：Pr.7=2s(Pr.7=2s(加速时间加速时间) )；Pr.8=3s(Pr.8=3s(减速时间减速时间) )；Pr.9=Pr.9=电动机的额定电流电动机的额定电流 x100%x100%（根据所用电动机的额定电流大小设（根据所用电动机的额定电流大小设定）定）各段速度设置：各段速度设置：Pr.4=40HZ(Pr.4=40HZ(中速段中速段),),
9、 Pr.5=50HZPr.5=50HZ（高速段）（高速段）, , Pr.6=20HZPr.6=20HZ（低速段）（低速段）程序设计：程序设计：本实例是通过步进顺控指令编程来控制本实例是通过步进顺控指令编程来控制 PLCPLC 的输出即变频器的多段速的输入信号。通的输出即变频器的多段速的输入信号。通过过 PLCPLC 的输出触点的输出触点 Y2Y2、Y3Y3、Y4Y4 得电与否（开或关）来控制电动机的变频调速，实例中通过得电与否（开或关）来控制电动机的变频调速，实例中通过Y2Y2、Y3Y3、Y4Y4 的分时得电来实现了电动机的三段调速。当然由的分时得电来实现了电动机的三段调速。当然由 Y2Y2、
10、Y3Y3、Y4Y4 的不同组合可以的不同组合可以实现电动机实现电动机 7 7 段调速。若要实现电动机的多段调速即增加若干输出来控制，并相应的设置段调速。若要实现电动机的多段调速即增加若干输出来控制，并相应的设置变频器的相关参数。但是由于变频器的的只有输入端子变频器的相关参数。但是由于变频器的的只有输入端子 RH,RLRH,RL ,RM,RM ,REX,REX 进行多种运行速度进行多种运行速度转换，所以最多能实现转换，所以最多能实现 1515 段调速，即有极调速。不能实现电动机的无级调速。调速精度不段调速，即有极调速。不能实现电动机的无级调速。调速精度不高。若要求电动机有高。若要求电动机有 20
11、20 多种乃至更多种速度，该方法很难实现。多种乃至更多种速度，该方法很难实现。PLCPLC 的输出开关量不仅能实现单台电动机的变频调速，而且能实现多台电动机的变频的输出开关量不仅能实现单台电动机的变频调速，而且能实现多台电动机的变频调速。硬件连接如附录图调速。硬件连接如附录图 2 2 所示。由于编程方法每台基本相同，这里不在赘述。所示。由于编程方法每台基本相同，这里不在赘述。通过前面的程序实例不难看出该方法的优点是编程较为简单易懂，且变频器的响应速通过前面的程序实例不难看出该方法的优点是编程较为简单易懂，且变频器的响应速度快，抗干扰能力强。可以实现单台及多台电动机的调速。在较为简单的变频调速系
12、统中，度快，抗干扰能力强。可以实现单台及多台电动机的调速。在较为简单的变频调速系统中，该方法较为简单且比较容易编程。对于初学者来讲是一种较为容易掌握的方法。该方法较为简单且比较容易编程。对于初学者来讲是一种较为容易掌握的方法。但是因为它是采用开关量来实施控制的，在很多的不足之处：其调速曲线不是一条连但是因为它是采用开关量来实施控制的，在很多的不足之处：其调速曲线不是一条连续平滑的曲线，也无法实现精细的速度调节。若要实现多台电动机的变频调速，要求续平滑的曲线，也无法实现精细的速度调节。若要实现多台电动机的变频调速，要求 PLCPLC输入输出点数较多，需采用输入输出点数较多的输入输出点数较多，需采
13、用输入输出点数较多的 PLCPLC。在工业大型生产线上应用具有一定。在工业大型生产线上应用具有一定的局限性。的局限性。若在要求调速较为精细、精确的生产线上，采用该方法就得不到良好的调速效果，那若在要求调速较为精细、精确的生产线上，采用该方法就得不到良好的调速效果，那么下面就介绍更为精确一点的调速方法。么下面就介绍更为精确一点的调速方法。二、二、PLCPLC 通过外加扩展通过外加扩展 DADA 转换模块控制的变频调速转换模块控制的变频调速实现方法：本方法是通过实现方法：本方法是通过 PLCPLC 外接扩展数模转换特殊功能模块来实现的。可以通过外接扩展数模转换特殊功能模块来实现的。可以通过 FXF
14、X系列系列 PLCPLC 主机，配置主机，配置 FX1N-1DA-BDFX1N-1DA-BD 扩展模拟量输出板或模拟量输入输出混合模块扩展模拟量输出板或模拟量输入输出混合模块 FX0N-3AFX0N-3A或或 FX2N-2DAFX2N-2DA 或或 FX2N-4DAFX2N-4DA 模块等来实现。该种方法的实现主要是对特殊功能模块的缓冲存模块等来实现。该种方法的实现主要是对特殊功能模块的缓冲存储器储器(BFM)(BFM)设置编程。设置编程。现以现以 FX2NFX2N 型型 PLCPLC 扩展扩展 FX2N-2DAFX2N-2DA 模块实现单台电动机正转的变频调速为例模块实现单台电动机正转的变频
15、调速为例硬件连接图如附录图硬件连接图如附录图 3 3 所示所示FX2N-2DAFX2N-2DA 输出模块：其功能是把输出模块：其功能是把 CPUCPU 的数字信号量，用于将的数字信号量，用于将 1212 位的数字值转换成位的数字值转换成 2 2点模拟输出（电压输出和电流输出），以便控制现场设备。点模拟输出（电压输出和电流输出），以便控制现场设备。FX2NFX2N 系列系列 PLCPLC 的连接编程主要包括不同通道数模转换的执行控制，数字控制量写入的连接编程主要包括不同通道数模转换的执行控制，数字控制量写入FX2N-2DAFX2N-2DA 等。而最重要的则是对缓冲存储器等。而最重要的则是对缓冲存
16、储器(BFM)(BFM)的设置。的设置。BFMBFM 的定义如附录表的定义如附录表 1 1 所示所示从表中可以看出起作用的仅仅是从表中可以看出起作用的仅仅是 BFMBFM 的的#16#16、#17#17，而在程序中所需要做的则是根据实，而在程序中所需要做的则是根据实际需要给予际需要给予 BFMBFM 中的中的#16#16 和和#17#17 赋予合适的值。其中：赋予合适的值。其中：#16#16 为输出数据当前值。为输出数据当前值。#17#17：b0b0：1 1改变成改变成 0 0 时，通道时，通道 2 2 的的 D/AD/A 转换开始。转换开始。b1b1：1 1 改变成改变成 0 0 时，通道时，通道 1 1 的的 D/AD/A 转换开始。转换开始。程序实例：程序实例：其中其中 x0x0 表示启动按钮，表示启动按钮，X1X1 表示停止按钮，表示停止按钮，x2x2 为调速控制按钮。该程序通过
