基于触摸屏PLC对变频器模拟量调速 摘 要： 本文介绍了基于三菱品牌的PLC、触摸屏、模拟量模块、变频器对交流电机变频的模拟量调速系统的硬件结构及软件设计、用到的模拟量模块是FX0N-3A，使用了WR3A和RD3A指令使编程简单，频率通过触摸屏设定使调速系统运行灵活，模块化程序设计思想增强了程序的扩展性和实用性。 关键词： 触摸屏 PLC 变频器 模拟量 1.引言 近年来可编程序控制器（PLC）及变频调速技术日益发展，性能价格比日益提高，在机械、冶金、制造、化工、纺织等领域得以普及和应用。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来控制，PLC模拟量控制模块的使用也日益广泛。通常情况下，变频器的速度调节可采用键盘调节、电位器调节、多段速等方式，但是在速度要求根据工艺而变化时，仅利用上述三种方式不能满足生产控制需求，因此，我们一定要发挥PLC灵活编程及控制的功能，实现速度因工艺而变化，来保证产品的合格率。在设计一个控制管理系统或对一个已有的设备做改造时，常常会对电机的速度来控制，利用PLC的模拟量控制模块的输出，对变频器实现速度控制，还能得到一个反馈值，从而知道电机有没有按需要的速度运行，是一种经济而又简便的方法。 2.系统控制要求 通过触摸屏控制变频器正转、反转、停止，频率通过触摸屏设置，设置频率超过50Hz不运行。触摸屏上显示变频器给定频率、变频器实际频率。 3.控制管理系统框图 交流变频模拟量调速系统框图如图1所示。控制管理系统硬件结构最重要的包含：触摸屏、可编程控制器PLC、模拟量模块、变频器、三相异步电动机，此处的模拟量模块是FX0N-3A。 图1 控制管理系统框图 4.PLC模拟量模块FX0N-3A介绍 PLC包括许多的特殊功能模块，模拟量模块是其中的一种，它包括数模转换模块和模数转换模块，例如数模转换模块可将一定的数字量转换成对应的模拟量（电压或电流）输出，这种转换具有较高的精度。 此次设计模拟量模块用的是FX0N-3A，因为FX0N-3A 包含两路输入通道和一路输出通道。输入通道将外部输入的模拟信号转换成内部的数字信号（A/D转换），输出通道将内部的数字信号转换成外部的模拟信号（D/A转换）。 根据接线不同，可以再一次进行选择电压信号或电流信号的模拟输入或模拟输出，模拟输入通道或模拟输出通道的可接受范围为DC 0～10V、DC 0～5V或DC 4～20mA。 5.系统硬件原理图 下面以三菱FX2N-48MT系列PLC为例加以说明，同时选择FX0N-3A模拟量模块作为对变频器进行速度控制的控制信号输出。通过对模拟量模块连接端子的选择，能够获得两种信号：0～10V或0～5V电压信号及4～20mA电流信号。这里我们最终选择0～10V的电压信号来控制。 PLC、变频器、FX0N-3A接线与变频器的正转信号STF相连、PLC的Y5与变频器的反转信号STR相连、PLC的Com2与变频器的公共端SD相连、变频器的2号端子与FX0N-3A的输出通道Vout引脚相连、变频器的AM端子与FX0N-3A的输入通道1的Vin1引脚相连、变频器的5号端子与FX0N-3A的输出通道的COM引脚相连、FX0N-3A的输出通道的COM引脚与FX0N-3A的输入通道1的COM1引脚相连，见图2。 图2 硬件原理图 6.I/O分配表 根据控制要求和硬件原理图写出I/O分配表。 6.1输出 6.2内部继电器 7.变频器参数的设置 根据控制要求做变频器参数的设置 8.软件设计 8.1指令的介绍 8.1.1WR3A指令 WR3A指令是用于向FX0N-3A模拟量模块写入数据的功能。 m1：指定特殊模块号，K0～K7，本设计中FX0N-3A仅跟在PLC主机后面，在0号位置，m1为K0； m2：指模拟量通道号，FX0N-3A只有一个输出通道，仅K1有效； S：指定写入FX0N-3A模拟量模块的数据。 8.1.2 RD3A指令 RD3A指令是FX0N-3A模拟量模块的模拟量输入值的读取。 m1：指定特殊模块号，K0～K7；本设计中FX0N-3A仅跟在PLC主机后面，在0号位置，m1为K0； m2：是FX0N-3A模块模拟量通道号，FX0N-3A有两个输入通道，取K1或K2，本设计只用输入通道1，因此为K1； D：存放读取的数据。 8.2 PLC程序设计 根据控制要求，先设计出本任务的触摸屏控制电动机正反转的梯形图程序如图3所示。 图3 正反转的梯形图程序 根据模拟量模块FX0N-3A的输出特性如图4所示，可以把0～250的数字量转换成0～10V电压输出。由于变频器模拟量输入端由0～10V变化时，变频器频率由0～50Hz变化，即模拟量输入端

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