用三菱PLC实现PID控制变频器

1、用三菱PLC-FX2N与F940变频器设计一个带 PID控制的恒压供水系统控制要求：（1） 有两台水泵，按设计要求一台运行，一台备用，自动运行时泵运行累计100小时轮换一次，手动时 不切换。（2） 两台水泵分别由 ml、m2电动机拖动，电动机同步转速为3000转/min，由km1、km2控制。（3） 切换后起动和停电后起动须 5s报警，运行异常可自动切换到备用泵，并报警。（4）采用pic的pid调节指令。（5） 变频器（使用三菱fr-a540）采用pic的特殊功能单元fx0n-3a的模拟输出，调节电动机的转速。（6） 水压在010kg可调，通过触摸屏（使用三菱f940）输入调节。（7）触摸屏可

2、以显示设定水压、实际水压、水泵的运行时间、转速、报警信号等。（8）变频器的其余参数自行设定。软件设计：1. fx2n-48mrplc的i/o分配：根据控制要求及i/o分配，其系统接线图如图所示。COM4J£ I S' IXI1C'OM 24VC7OM1 Vinl linlrXy*-48MKCOM1 VO Yt COM2 YaCOM3 VIOCOMloutAC 22OVIXT 24Vplc输入，x1: 1号泵水流开关；x2 : 2号泵水流开关；x3 :过压保护。plc 输出，y1: km1; y2 : km2; y4:报警器；10:变频器 stf。2触摸屏画面设：根据控

3、制要求及i/o分配，制作触摸屏画面。触摸屏输入：m500:自动起动。m100 :手动1号泵。m101 :手动2号泵。m102:停止。m103:运行时 间复位。m104:清除报警。d300:水压设定。触摸屏输出：y0: 1号泵运行指示。y1 : 2号泵运行指示。t20: 1号泵故障。t21 : 2号泵故障。d101: 当前水压。d502:泵累计运行的时间。d102 :电动机的转速。O!2鼻冲H 1/273. plc的程序：根据控制要求,O1 .31 234手动运行梗武?弓八：己R戸缘抠科 滴除运抒吋问OU3OI .3丄w_>«* w 、*ifeMMi MU M1 234水JK说底

4、01.3返囘画出 fx2n-48mr的程序梯形图、plc程序如下图所示。亘此主题相关图片如下，点击图片看大图:I M8OO2M50初始化或停电后再i3TILM50TH|X003-4MOV K5DIOK50设毎起动报警时间4RST-4CJM50P20赴动报需或过股执 tfP20程用HHy k0iliO.COiX|.P2OMK(XX)VO KO KI7 KOVO KO KI7 K2i»-ROM KO KO 1)16()1DIV MUI.4i>ivMKOOOTHrMK(XX)THtMXOO()M5O1 MXO14THHI-DIMK251)1011)1 IOK5l>IO2DI 5

5、0K iol> 1 IOjK3OI>I2OKI0121 IVI v/ V_J A(KIODI22-J>VK7O0123_J> VKIODI24_J KAf /KIODI251)160 l>I2O1)150IINCI>1)5011PID 1)500，梅谀入的用力 校正妆转速侦校正歸入"II參数叩尤谀棋拟応I >502jl>IV D5()i K6O1)501-IFMIOI-11M5OI-11-M5<X) lM5O2-W-M5OIPIO4Af：l PM5O2P63PII运轉运行时的桃计吋刚换休运廿时的友位动跳转到P10门劲运行杯公没仃川

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7、斗 YOOtJ )<M504 )弋 130 KIDHF vnoi 卄-n< Y()l C> M5Od：XL> 4 VO04 】-4 J -MP I迄行I吋甸刊喊故歸 ir t兀水湃E曲養楚int肘时到扌KM测« Mi时抽沖计«t梢降故除然特|巧红运柑2 3京运行EiEiPf耋魏和n：pic的程序简述：pic得电后，通过程序把模块中的摸拟量压力信号转化成压力数字量（d160），将压力的数据寄存器d160的值除以25以校正压力的实际值（由特殊功能模拟模块fx0n-3a的资料可知：因0-10kg 对应的是数值是0-250，所以压力与数值的关系是 1： 25

8、）。在该系统中我们规定了电动机同步转速为3000转/min，所以同步转速的设定低于3000转/min对电机的保护是有好处的。这里我们把转速设定为不能超过1250转/min，则数值与通过 pid程序运算的mv (输出)值d150(即电动机转速量)的关系为1:5(由特殊功能模拟模块fx0n-3a的资料可知：因数值是0-250 对应的是0-1250转/min，则数值与转速的关系是1: 5)。所以电动机的转速实际值校正数d102=d150x 5-10 (其中除以10是因为所有实数参与 pid的sv设定值d500, pv当前值d160，运算都是以1000%加 入的。所以要得到mv输出值d150的实际数值

9、需要除以10)。因该系统中电机的转速是与压力成正比的，转速加大；压力也加大！(这里要注意：动作方向【S3】+1,当前值pv, d500设定值sv, d160;即bit=1 , 选择逆动作)所以将压力数字量寄存器d160用于pid程序的pv (当前)数字量做为时刻检查管内的当前压力状况。4变频器设置：(1) 上限频率pr仁50hz; (2)下限频率pr2=30hz; (3)基底频率pr3=50hz; (4)加速时间pr7=3s; (5) 减速时间pr8=3s; (6)电子过电流保护 pr9=电动机的额定电流；(7)起动频率pr13=10hz; (8) du面板 的第三监视功能为变频繁器的输出功率

10、 pr5=14 ; (9)智能模式选择为节能模式 pr60=4; (10)设定端子 25间的频率设定为电压信号 010v, pr73=0; (11)允许所有参数的读/写pr160=0; (12)操作模式 选择(外部运行) pr79=2；( 13)其他设置为默认值。5. 系统调试：(1) 将触摸屏rs232接口与计算机连接，将触摸屏 rs422接口与plc编程接口连接，编写好fx0n-3a偏移 /增益调整程序，连接好 fx0n-3a i/o电路，通过gain和offset调整偏移/增益。(2) 按图设计好触摸屏画面，并设置好各控件的属性，按图所示编写好plc程序，并传送到触摸屏和plc。(3) 将plc运行开关保持off,程序设定为监视状态，按触摸屏上的按钮，观察程序触点动作情况，如 动作不正确，检查触摸屏属性设置和程序是否对应。( 4)系统时间应正确显示。( 5)改变触摸屏输入寄存器值,观察程序对应寄存器的值变化。(6) 按图连接好plc的i/o线路和变频器的控制电路及主电路。(7) 将plc运行开关保持on,设定水压调整为 3kg。( 8)