摘要:由PLC掌握的变频调速在现代工业所有的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PLC实现的变频调速方法,文章以三菱FX系列PLC和三菱
FR-A540变频器为例来具体地、系统的争论了由PLC掌握怎么来实现单台乃至多台电动机变频调速。并且对每种方法硬件连接、PLC编程方法上以实例方式进展了具体的介绍。分析很多方法在编程、调速精度乃至应用广泛性等方面的优势和缺乏之处,并做出了具体的归纳总结。
随着电力电子技术和自动掌握技术的日益进展,电动机的调速已经从继电器掌握时代进展到今日的由变频器掌握调速。且在工业所有的领域中得到了极为广泛的应用。在现在的在工业自动化掌握系统中,最常见的是由PLC掌握变频器实现电动机的调速掌握。该方法主要是通过程序来掌握了电动机的变频调速,以此来实现了自动掌握。目前,本校已经引进了几十套PLC,变频器,触摸屏设备,并且开设了PLC,电动机调速等相关课程。PLC承受怎样的掌握方式来实现电动机的变频调速?是不是PLC掌握的电动机变频调速方法只有一种?是不是一台PLC只能实现单台电动机的变频调速?在程序上又是怎么来实现电动机的调速掌握?在学习这些课程的时候很多同学难免会存在很多疑问。本文就来诠释以上问题。通过常用的PLC在变频调速中的三种方法进展详尽阐述,期望对学生在变频调速的学习方面能有肯定的帮助。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根底。
实现方法:PLC的输出点、COM点直接与变频器的STF(正转启动)、STR(反转启动)、RH(高速)、RM(中速)、RL(低速)、REX、输入端SG等端口分别相连接。PLC通过程序即可以掌握变频器的启动、停顿;也可以掌握变频器高速、中速、低速端子的不同组合实现多段速度运行。
传动系统从原点启动,中速40HZ行驶30S,开头高速50HZ行驶,当碰撞到行程开关SQ1时,开头低速20HZ爬行,低速爬行到终点碰撞到SQ2停车。停顿2s。反向以高速50HZ行驶,高速行驶到碰撞行程开关SQ3处开头低速20HZ爬行。到达原点碰撞SQ4停车,停顿2s后重开头来回。试编写程序。
变频器参数设置:操作模式Pr.79=1〔外部模式〕;根本参数:Pr.7=2s(加速时间);
Pr.8=3s(减速时间);Pr.9=电动机的额定电流x100%〔依据所用电动机的额定电流的大小设定〕各段速度设置:Pr.4=40HZ(中速段),Pr.5=50HZ〔高速段〕,Pr.6=20HZ〔低速段〕
本实例是通过步进顺控指令编程来掌握PLC的输出即变频器的多段速的输入信号。通过
PLC的输出触点Y2、Y3、Y4得电与否〔开或关〕来掌握电动机的变频调速,实例中通过Y2、
Y3、Y4的分时得电来实现了电动机的三段调速。固然由Y2、Y3、Y4的不同组合能轻松实现电动机7段调速。假设要实现电动机的多段调速即增加假设干输出来掌握,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RH,RL,RM,REX进展多种工作速度转换,所以最多能实现15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。假设要求电动机有20多种乃至更多种速度,该方法很难实现。
PLC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2所示。由于编程方法每台根本一样,这里不在赘述。
通过前面的程序实例显而易见该方法的优点是编程较为简洁易懂,且变频器的响应速度快,抗干扰力量强。能轻松实现单台及多台电动机的调速。在较为简洁的变频调速系统中,该方法较为简洁且比较简洁编程。对于初学者来讲是一种较为简洁把握的方法。
但是由于它是承受开关量来实施掌握的,在很多的缺乏之处:其调速曲线不是一条连续平滑的曲线,也没办法实现精细的速度调整。假设要实现多台电动机的变频调速,要求PLC输入输出点数较多,需承受输入输出点数较多的PLC。在工业大型生产线上应用具有肯定的局限性。
假设在要求调速较为精细、准确的生产线上,承受该方法就得不到良好的调速效果,那么下面就介绍更为准确一点的调速方法。
实现方法:本方法是通过PLC外接扩展数模转换特别功能模块来实现的。能够最终靠FX系列PLC主机,配置FX1N-1DA-BD扩展模拟量输出板或模拟量输入输出混合模块FX0N-3A或FX2N-2DA或FX2N-4DA模块等来实现。该种方法的实现主要是对特别功能模块的缓冲存储器(BFM)设置编程。
现以FX2N型PLC扩展FX2N-2DA模块实现单台电动机正转的变频调速为例硬件连接图如附录图3所示
FX2N-2DA输出模块:其功能是把CPU的数字信号量,用于将12位的数字值转换成2点模拟输出〔电压输出和电流输出〕,以便掌握现场设备。
FX2N系列PLC的连接编程最重要的包含不同通道数模转换的执行掌握,数字掌握量写入FX2N-2DA等。而最重要的则是对缓冲存储器(BFM)的设置。BFM的定义如附录表1所示
从表中能够准确的看出起作用的仅仅是BFM的#16、#17,而在程序中所需要做的则是依据实际要赐予BFM中的#16和#17赐予适宜的值。其中:#16为输出数据当前值。#17:b0:1转变成0时,通道2的D/A转换开头。b1:1转变成0时,通道1的D/A转换开头。
其中x0表示启动按钮,X1表示停顿按钮,x2为调速掌握按钮。该程序通过将D100中的数字量转换成输出模拟量〔由于FX2N-2DA模块的输出特性从数字值0到4000变化,所以假设4000相当与50HZ,则每80为1HZ。故本程序实例中的给D100赋值2400即为设置电动机的运行频率为30HZ〕,以此来实现电动机的正转速度30HZ-50HZ范围内进展连续速度调整。通过本实例能够准确的看出该方法实现的调速曲线较为平滑;调速精度较高。
结合上述程序实例可以清楚的看出该种方法优点是:PLC程序编制简洁便利,调速曲线平滑连续、工作稳定。且一台PLC通过外加一个FX2N-2DA模块能轻松实现两台电动机的变频调速;假设外加一个FX2N-4DA模块能轻松实现四台电动机的变频调速。所以在工业掌握中该方法要比第一种方法应用场景范围更广些。
用于实现多台电动机的变频调速时较第一种方法编程更为简洁。该种方法实现多台电动机变频调速硬件连接如附录图4所示。
缺乏之处:在大规模生产线中,掌握电缆较长,尤其是DA模块承受电压信号输出时,线路有较大的电压降,影响了系统的稳定性和牢靠性。另外,从经济角度考虑,如掌握8台变频器,需要2块FX2N-4DA模块或4块FX2N-2DA模块,且该扩展模块价格较贵,所以在要掌握多台电动机的调速的大规模生产中,该方法耗资较为昂贵;而且对于大规模自动化生产线,一方面变频器的数目较多,另一方面电机分布的距离不全都。承受D/A扩展模块做同步运动掌握简洁受到模拟量信号的波动和因距离不全都而造成的模拟量信号衰减不全都的影响,使总系统的工作稳定性和牢靠性降低。
针对本方法存在的很大的缺乏,下面就介绍一种该系统本钱低、信号传输距离远、抗干扰性较强的调速方法。
本方法是PLC主机上装RS-485BD通讯适配器与变频器的485PU口相连接〔具体连接方式见附录图6所示〕,通过PLC和变频器之间的RS485半双工串行通讯来实现电动机的变频调速。
PLC和变频器之间进展通讯,通讯规格必需在变频器的初始化中设定,假设没有进展设定或有一个错误的设定,数据将不能进展通讯。且每次参数设定后,需复位变频器。确保参数的设定生效。设定好参数后按如下协议进展数据通讯
该过程分5个阶段:1、计算机发出通讯恳求;2、变频器处理等待;3、变频器作出应答;4、计算机处理等待;5、计算机作出应答。
依据不同的通讯要求完成相应的过程,如写变频器启、停掌握命令时则只需完成1-3三个过程;监视变频器运行频率时则需完成1-5五个过程。不管是写数据还是读数据,均有PLC发出恳求,变频器只是被动承受恳求并作出应答。每个阶段的数据格式均有差异。现只列出较为常用的三种格式:
要实现PLC对变频器的通讯掌握,必需对PLC进展编程;通过程序实现PLC对变频器的各种运
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