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1、第七章第七章第七章第七章 PLCPLC控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法第七章第七章 PLCPLC控制变频器方法控制变频器方法 u变频器概述变频器概述u三菱三菱 VS-616G5VS-616G5变频器外部接线图变频器外部接线图uVS-616G5VS-616G5变频器多级调速的变频器多级调速的PLCPLC控制控制uVS-616G5VS-616G5变频器无级调速的变频器无级调速的PLCPLC控制控制uVS-616G5VS-616G5变频器、变频器、PLCPLC在速度检测和位置控制时的接线在速度检测和位置控制时的接线1第七章第七章第七章第七章 PLCPLC控制变频器方法控制变频
2、器方法控制变频器方法控制变频器方法由电机拖动中交流调速的相关知识可知，变频调速的性能由电机拖动中交流调速的相关知识可知，变频调速的性能由电机拖动中交流调速的相关知识可知，变频调速的性能由电机拖动中交流调速的相关知识可知，变频调速的性能最好。变频调速电气传动调速范围大，静态稳定性好，运最好。变频调速电气传动调速范围大，静态稳定性好，运最好。变频调速电气传动调速范围大，静态稳定性好，运最好。变频调速电气传动调速范围大，静态稳定性好，运行效率高，是一种理想的调速系统。目前，交流调速系统行效率高，是一种理想的调速系统。目前，交流调速系统行效率高，是一种理想的调速系统。目前，交流调速系统行效率高，是一种
3、理想的调速系统。目前，交流调速系统的性能已经可以达到或超过直流调速系统。在不久的将来，的性能已经可以达到或超过直流调速系统。在不久的将来，的性能已经可以达到或超过直流调速系统。在不久的将来，的性能已经可以达到或超过直流调速系统。在不久的将来，交流变频调速电气传动将替代包括直流调速传动在内的其交流变频调速电气传动将替代包括直流调速传动在内的其交流变频调速电气传动将替代包括直流调速传动在内的其交流变频调速电气传动将替代包括直流调速传动在内的其他调速电气传动。他调速电气传动。他调速电气传动。他调速电气传动。异步电动机的变频调速必须按照一定的规律同时改变电机异步电动机的变频调速必须按照一定的规律同时改
4、变电机异步电动机的变频调速必须按照一定的规律同时改变电机异步电动机的变频调速必须按照一定的规律同时改变电机的定子电压和频率，必须通过变频装置获得电压和频率都的定子电压和频率，必须通过变频装置获得电压和频率都的定子电压和频率，必须通过变频装置获得电压和频率都的定子电压和频率，必须通过变频装置获得电压和频率都可调的电源，实现所谓的可调的电源，实现所谓的可调的电源，实现所谓的可调的电源，实现所谓的VVVFVVVFVVVFVVVF（Variable Voltage Variable Voltage Variable Voltage Variable Voltage Variable Frequency
5、Variable FrequencyVariable FrequencyVariable Frequency）调速控制，这类能实现变频调速功调速控制，这类能实现变频调速功调速控制，这类能实现变频调速功调速控制，这类能实现变频调速功能的变频调速装置称之为变频器。能的变频调速装置称之为变频器。能的变频调速装置称之为变频器。能的变频调速装置称之为变频器。随着现代功率电子技术的发展，变频器的性能日新月异，随着现代功率电子技术的发展，变频器的性能日新月异，随着现代功率电子技术的发展，变频器的性能日新月异，随着现代功率电子技术的发展，变频器的性能日新月异，有调速范围宽、调速精度高、动态响应快、运行效率高、
6、有调速范围宽、调速精度高、动态响应快、运行效率高、有调速范围宽、调速精度高、动态响应快、运行效率高、有调速范围宽、调速精度高、动态响应快、运行效率高、功率因数高、操作方便并且便于同其他设备接口等一系列功率因数高、操作方便并且便于同其他设备接口等一系列功率因数高、操作方便并且便于同其他设备接口等一系列功率因数高、操作方便并且便于同其他设备接口等一系列优点。优点。优点。优点。一、变频器概述一、变频器概述一、变频器概述一、变频器概述2第七章第七章第七章第七章 PLCPLC控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法二、三菱二、三菱二、三菱二、三菱 VS-616G5VS-616G5变频器外
7、部接线图变频器外部接线图变频器外部接线图变频器外部接线图 VS-616G5VS-616G5变频器属于电压变频器属于电压型变频器型变频器, ,它包括了它包括了4 4种控种控制方式：标准制方式：标准V/FV/F控制、带控制、带PGPG反馈的反馈的V/FV/F控制、无传感控制、无传感器的磁通矢量控制和带器的磁通矢量控制和带PGPG反馈的磁通矢量控制反馈的磁通矢量控制. .3第七章第七章第七章第七章 PLCPLC控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法主电路电源端子主电路电源端子主电路电源端子主电路电源端子R R、S S、T T经交流接触器和自动空气断路器经交流接触器和自动空气断路器经
8、交流接触器和自动空气断路器经交流接触器和自动空气断路器与电源连接，无需考虑相序。变频器输出电源接到端子与电源连接，无需考虑相序。变频器输出电源接到端子与电源连接，无需考虑相序。变频器输出电源接到端子与电源连接，无需考虑相序。变频器输出电源接到端子U U、V V、WW上。上。上。上。变频器的保护功能动作时，相应的继电器吸合，其常闭触变频器的保护功能动作时，相应的继电器吸合，其常闭触变频器的保护功能动作时，相应的继电器吸合，其常闭触变频器的保护功能动作时，相应的继电器吸合，其常闭触点断开变频器电源侧主电路接触器的线圈电路，从而切断点断开变频器电源侧主电路接触器的线圈电路，从而切断点断开变频器电源侧
9、主电路接触器的线圈电路，从而切断点断开变频器电源侧主电路接触器的线圈电路，从而切断变频器主电路的电源。变频器主电路的电源。变频器主电路的电源。变频器主电路的电源。请勿以主电路的通断来进行变频器的运行、停止操作，必请勿以主电路的通断来进行变频器的运行、停止操作，必请勿以主电路的通断来进行变频器的运行、停止操作，必请勿以主电路的通断来进行变频器的运行、停止操作，必须通过控制电路须通过控制电路须通过控制电路须通过控制电路端子端子端子端子1 1或端子或端子或端子或端子2 2来操作。来操作。来操作。来操作。DCDC电抗器连接端子电抗器连接端子电抗器连接端子电抗器连接端子 +1+1和和和和 +2+2是连接
10、改善功率因数用是连接改善功率因数用是连接改善功率因数用是连接改善功率因数用电抗电抗电抗电抗器器器器的端子。这两端子在出厂时接有短路片，对于的端子。这两端子在出厂时接有短路片，对于的端子。这两端子在出厂时接有短路片，对于的端子。这两端子在出厂时接有短路片，对于30KW30KW以以以以上变频器需配置上变频器需配置上变频器需配置上变频器需配置DCDC电抗器时，卸掉短路片后再连接。电抗器时，卸掉短路片后再连接。电抗器时，卸掉短路片后再连接。电抗器时，卸掉短路片后再连接。对小容量变频器，内设制动电阻接在对小容量变频器，内设制动电阻接在对小容量变频器，内设制动电阻接在对小容量变频器，内设制动电阻接在B1B
11、1和和和和B2B2端子上。对较端子上。对较端子上。对较端子上。对较大容量变频器，需连接外部制动电阻时，接在端子大容量变频器，需连接外部制动电阻时，接在端子大容量变频器，需连接外部制动电阻时，接在端子大容量变频器，需连接外部制动电阻时，接在端子B1B1、B2B2上。上。上。上。变频器必须可靠接地。变频器必须可靠接地。变频器必须可靠接地。变频器必须可靠接地。1 1、主电路的连接、主电路的连接4第七章第七章第七章第七章 PLCPLC控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法2 2、控制电路端子的功能说明、控制电路端子的功能说明（1 1）输入信号：）输入信号：包括对运行包括对运行/ /停
12、止、正转停止、正转/ /反转、点动等运行状态进行操反转、点动等运行状态进行操作的数字操作信号。作的数字操作信号。变频器通常利用继电器接点或者晶体管集电极开路形式得到这些运行信号，变频器通常利用继电器接点或者晶体管集电极开路形式得到这些运行信号，如如PLCPLC的继电器输出电路或的继电器输出电路或PLCPLC的晶体管输出电路。的晶体管输出电路。PLCPLC的输出端口可以和变频器的上述信号端子直接相连接。的输出端口可以和变频器的上述信号端子直接相连接。（2 2）监测输出信号：）监测输出信号：包括故障检测信号、速度检测信号、频率信号和电包括故障检测信号、速度检测信号、频率信号和电流信号等。分为流信号
13、等。分为开关量检测信号和模拟量检测信号开关量检测信号和模拟量检测信号两种，用来和其他设备配两种，用来和其他设备配合以组成控制系统。合以组成控制系统。模拟量检测输出信号既可根据需要送给电流表或频率表，也可以送给模拟量检测输出信号既可根据需要送给电流表或频率表，也可以送给PLCPLC的模拟量输入模块。的模拟量输入模块。开关量检测信号，它们是通过继电器接点或晶体管集电极开路的形式输出，开关量检测信号，它们是通过继电器接点或晶体管集电极开路的形式输出，额定值均在额定值均在24V/50mA24V/50mA之上，完全符合之上，完全符合FXFX系列系列PLCPLC对输入信号的要求，所以可对输入信号的要求，所
14、以可以将变频器的开关量检测信号和以将变频器的开关量检测信号和FXFX系列系列PLCPLC的输入端直接相连接，从而实现的输入端直接相连接，从而实现信号的反馈控制。信号的反馈控制。5第七章第七章第七章第七章 PLCPLC控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法控制电路端子的功能说明控制电路端子的功能说明6第七章第七章第七章第七章 PLCPLC控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法三、三、VS-616G5变频器多级调速的变频器多级调速的PLC控制控制 可以利用可以利用PLCPLC的开关量输入输出模块对变频器的多功能输入端进行控制，的开关量输入输出模块对变频器的多功能
15、输入端进行控制，实现三相异步电动机的正反转、多速控制。实现三相异步电动机的正反转、多速控制。 可以利用变频器的数字操作器对多功能输入、输出端子的功能重新进行设可以利用变频器的数字操作器对多功能输入、输出端子的功能重新进行设定定（表（表7-17-1中为出厂时所设定）中为出厂时所设定）。用数字操作器对参数。用数字操作器对参数H1-01H1-01H1-06H1-06进行设进行设定，可实现多达定，可实现多达9 9段速运行。设定情况如下表所示。段速运行。设定情况如下表所示。 多段速参数的设定多段速参数的设定u设定方法：设定方法：7第七章第七章第七章第七章 PLCPLC控制变频器方法控制变频器方法控制变频
16、器方法控制变频器方法p点动运转是一种与所设置的加减速时间无关的、单步的、以点动频率运转点动运转是一种与所设置的加减速时间无关的、单步的、以点动频率运转的驱动功能。的驱动功能。p变频器的变频器的5 5、6 6、7 7端子经过功能设定后再通过通断组合，可控制端子经过功能设定后再通过通断组合，可控制8 8挡频率，挡频率，连同端子连同端子8 8对应的点动频率，共可实现对应的点动频率，共可实现9 9段速的控制。段速的控制。p每挡相应的频率可以通过数字操作器对参数每挡相应的频率可以通过数字操作器对参数d1-01d1-01d1-09d1-09的设置而定的设置而定（范（范围围0 0400Hz400Hz）。 多
17、段频率的选择多段频率的选择8第七章第七章第七章第七章 PLCPLC控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法图是利用图是利用FX1N-24MRFX1N-24MR型型PLCPLC和和VS-VS-616G5616G5变频器实现变频器实现9 9段速的硬件接线图。段速的硬件接线图。Y6Y6、Y7Y7、Y10Y10和和Y11Y11全为全为OFFOFF时，电时，电机以频率指令机以频率指令1 1对应的频率运行（对应的频率运行（d1-d1-0101设定的值设定的值）；）；Y6Y6为为ONON，而，而Y7Y7、Y10Y10和和Y11Y11全为全为OFFOFF时，电机以频率指令时，电机以频率指令2
18、2对应的频率运行对应的频率运行（d1-02d1-02设定的值），设定的值），依次类推。依次类推。变频器的数字量检测信号直接和变频器的数字量检测信号直接和PLCPLC的输入端相连。的输入端相连。实际控制中实际控制中9 9段速和所有检测信号段速和所有检测信号未必一定全部采用，需根据具体情况未必一定全部采用，需根据具体情况而定。而定。u应用举例：应用举例：9第七章第七章第七章第七章 PLCPLC控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法四、VS-616G5变频器无级调速的PLC控制n无级调速是指频率指令信号从变频器的模拟输入端子输入。变频器可以利用自身的频率设定电源来进行频率指令的设定
19、，如VS-616G5变频器外部接线图所示。在生产实际中，频率指令信号一般来自于调节器或者PLC。nPLC必须配置模拟量输出模块，将输出的0 -10V或4-20mA模拟量信号送给变频器相应的电压或电流输入端。n这种PLC控制变频器的调速方法，优点是硬件上接线简单，可实现无级调速，缺点是PLC的模拟量输出模块价格较高。n系统设计时，须根据变频器的输入阻抗来选择PLC的模拟输出模块，选用的PLC模拟量输出模块的信号范围和变频器的输入信号范围一致。10第七章第七章第七章第七章 PLCPLC控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法五、VS-616G5变频器、PLC在速度检测和位置控制时的
20、接线配置专用的高速计数模块和运动控制模块。选用特殊功能扩展模块，增加系统的硬件投资。将PLC基本单元内部的内置高速计数器和变频器的速度卡配合使用，节省硬件费用。工业控制中，实现速度和位置的闭环控制方法：工业控制中，实现速度和位置的闭环控制方法：11第七章第七章第七章第七章 PLCPLC控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法u与电机同轴相连的脉冲输出式旋转编码器与电机同轴相连的脉冲输出式旋转编码器PGPG会随着电机的转动而发出相位互会随着电机的转动而发出相位互差差9090的的A A、B B两相脉冲，变频器速度卡两相脉冲，变频器速度卡PG-B2PG-B2能够接收这两相脉冲，并将其
21、转能够接收这两相脉冲，并将其转换为与实际转速相应的数字信号送给变频器，变频器将实际速度与内部的给定换为与实际转速相应的数字信号送给变频器，变频器将实际速度与内部的给定速度相比较，从而调节变频器的输出频率和电压。速度相比较，从而调节变频器的输出频率和电压。u编码器起着检测运行速度、运行位置和运行方向的作用，它和VS-616G5变频器速度卡PG-B2之间用屏蔽电缆相连接，该电缆连接于PG-B2卡上的TA1端子上，TA2端子为两相脉冲的监视输出端子，屏蔽端接在卡上的TA3端子上。TA1端子的1、2分别为给编码器供电的正负电源+12V、0V。 12第七章第七章第七章第七章 PLCPLC控制变频器方法控
22、制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法u如果程序中使用的是1相1计数计数器C235-C245中的一个计数器，则TA2端子中只使用一相输出即可，例如使用A相，则把TA2的2号端子和PLC的输入端COM连接，而TA2的1号端子则需要根据所使用的计数器查相关PLC手册来定，计数器的计数的方向由M8的状态来决定。如使用C237，1号端子就需和X2连接；如使用C243，1号端子就需和X4连接。p图为图为FX2N-64MRFX2N-64MR、VS-VS-616G5616G5、PG-B2PG-B2卡和旋转卡和旋转编码器编码器PGPG在某系统中的在某系统中的硬件接线图。硬件接线图。pPG-B2PG-B2卡的
23、卡的TA2TA2输出端输出端子子的使用情况与的使用情况与PLCPLC程序程序中所使用的高速计数器中所使用的高速计数器有关。有关。13第七章第七章第七章第七章 PLCPLC控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法u如果程序中使用的是如果程序中使用的是1 1相相2 2计数计数器计数计数器C246-C250C246-C250中的一个计数器，则中的一个计数器，则TA2TA2端子中也只使用一相输出，以使用端子中也只使用一相输出，以使用A A相为例，同样把相为例，同样把TA2TA2的的2 2号端子和号端子和PLCPLC的输入端的输入端COMCOM连接，而连接，而TA2TA2的的1 1号端子
24、则需要根据所使用的计数器的计号端子则需要根据所使用的计数器的计数方向查手册来定，数方向查手册来定，如如C246C246的加计数时的加计数时TA2TA2的的1 1号端子号端子和和X0X0连接，而连接，而C246C246的减计数时的减计数时TA2TA2的的1 1号端子号端子和和X1X1连接；连接；如如C248C248的加计数时的加计数时TA2TA2的的1 1号端子号端子和和X3X3连接，而连接，而C248C248的减计数时的减计数时TA2TA2的的1 1号端子号端子和和X4X4连接。连接。14第七章第七章第七章第七章 PLCPLC控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法控制变频器方法u如果程序中
25、使用的是如果程序中使用的是2 2相相2 2计计数数输入计数器输入计数器C251-C255C251-C255中的中的一个，则一个，则TA2TA2端子的两相输出端子的两相输出都需使用，都需使用，TA2TA2的的2 2、4 4输出端输出端子连在一起后与子连在一起后与PLCPLC的输入端的输入端COMCOM相连接，相连接，1 1、3 3端子连接的端子连接的PLCPLC输入端口随计数器的不同输入端口随计数器的不同而不同，而不同，如使用如使用C251C251，则则TA2TA2的的1 1、3 3端子端子连接连接PLCPLC的的X0X0、X1X1端口端口（如图所示）；（如图所示）；如使用如使用C255C255
26、，则则TA2TA2的的1 1、3 3端子端子连接连接PLCPLC的的X3X3、X4X4端口端口。u运行前，须由数字操作器设置变频器参数运行前，须由数字操作器设置变频器参数F1-05F1-05，以决定正转时，以决定正转时A A、B B两相两相脉冲那一相超前。设定值脉冲那一相超前。设定值“0”0”的场合，意味着正转时的场合，意味着正转时A A相输入在接通期间相输入在接通期间B B相输入由断开变为接通，相输入由断开变为接通，A A、B B的这种相位关系使计数器加计数。的这种相位关系使计数器加计数。u通过上述设置，在电机正转时计数器自动加计数，反转时计数器自动减通过上述设置，在电机正转时计数器自动加计数，反转时计数器自动减计数。由计数。由M8M8的状态可以监视计数器的加减状态。的状态可以监视计数器的加减状态。15
