PLC编程与应用技术（三菱FX3U）（第二版） 课件 项目十三 基于PLC的多段速控制

项目十三

基于PLC的多段速控制一、项目内容一、项目内容7段速度1段2段3段4段5段6段7段设定值10Hz20Hz25Hz30Hz35Hz40Hz45Hz二、相关知识二、相关知识二、相关知识整流器主要是将电网的交流整流成直流；逆变器是通过三相桥式逆变电路将直流转换成任意频率的三相交流；中间环节又叫中间储能环节，由于变频器的负载一般为电动机，属于感性负载，运行中中间直流环节和电动机之间总会有无功功率交换，这种无功功率将由中间环节的储能元件（电容器或电抗器）来缓冲；控制电路主要是完成对逆变器的开关控制，对整流器的电压控制以及完成各种保护功能。二、相关知识3．变频器的操作面板三菱公司的FR-A500系列变频器的外形如图13-2所示，操作面板外形如图13-3所示，操作面板各按键及各显示符的功能如表13-2、表13-3所示。二、相关知识二、相关知识4．操作面板的使用通过FR-DU04型操作面板可以进行改变监视模式、设定运行频率、设定参数、显示错误、报警记录清除、参数复制等操作，下面介绍几个最常用的操作方法。（1）PU工作模式。按“MODE”键可改变PU工作模式，如图13-4所示。（2）监视模式。在监视模式下，按“SET”键可改变监视类型，其操作如图13-5所示，监视显示在运行中也可改变。二、相关知识二、相关知识二、相关知识5．外部端子接线图三菱公司的FR-A500系列变频器的各电路接线端子如图13-9所示，有关端子的说明如表13-4所示。二、相关知识二、相关知识6．变频器的外部运行操作方式（1）外部信号控制变频器连续运行图13-10是外部信号控制变频器连续运行的接线图。当变频器需要用外部信号控制连续运行时，将P79设为2，此时，EXT灯亮，变频器的起动、停止以及频率都通过外部端子由外部信号来控制。若按图13-10a所示接线，当合上SBl、调节电位器RP时，电动机可正向加、减速运行；当断开SBl时，电动机即停止运行。当合上SB2、调节电位器RP时，电动机可反向加、减速运行；当断开SB2时，电动机即停止运行。当SBl、SB2同时合上时，电动机即停止运行。二、相关知识若按图13-10b所示接线，将RL端子功能设置为“STOP”(运行自保持)状态(P60=5)，当按下SBl、调节电位器RP时，电动机可正向加、减速运行，当断开SBl时，电动机继续运行，当按下SB时，电动机即停止运行；当按下SB2、调节电位器RP时，电动机可反向加、减速运行，当断开SB2时，电动机继续运行，当按下SB时，电动机即停止运行。当先按下SB1(或SB2)时，电动机可正向(或反向)运行，之后再按下SB2(或SB1)时，电动机即停止运行。(2)外部信号控制变频器点动运行(P1S、P16)当变频器需要用外部信号控制点动运行时，可将P6O～P63的设定值定为9时，这时对应的RL、RM、RH、STR可设定为点动运行端口。点动运行频率由Pl5决定，并且请把P15的设定值设定在P13的设定值之上；点动加、减速时间参数由P16设定。二、相关知识按图13-11所示接线，将P79设为2，变频器只能执行外部操作模式。将P60设为9，并将对应的RL端子设定为点动运行端口（JOG)，此时，变频器处于外部点动状态，设定好点动运行频率(P15)和点动加、减速时间参数(P16)。在此条件下，若按SBl，电动机点动正向运行；若按SB2，电动机点动反向运行。二、相关知识7．操作面板PU与外部信号的组合控制(1)外部端子控制电动机起停，操作面板PU设定运行频率(P79＝3)当需要操作面板PU与外部信号的组合控制变频器连续运行时，将P79设为3，“EXT”和“PU”灯同时亮，可用外部端子“STF”或“STR”控制电动机的起动、停止，用操作面板PU设定运行频率。在图13-10a中，合上SBl，电动机正向运行在PU设定的频率上，断开SBl，即停止；合上SB2，电动机反向运行在PU设定的频率上，断开SB2，即停止。(2)操作面板PU控制电动机的起动、停止，用外部端子设定运行频率(P79＝4)若将P79设为4，“EXT”和“PU”灯同时亮，可用按操作面板PU上的“RUN”和“STOP”键控制电动机的起动、停止，调节外部电位器RP，可改变运行频率。二、相关知识8．多段速度运行变频器可以在3段(P4～6)或7段(P4～P6和P24～P27)速度下运行，见表13-5所示，其运行频率分别由参数P4～P6和P24～P27来设定，由外部端子来控制变频器实际运行在哪一段速度。图13-12为7段速度对应的端子示意图。7段速度1段2段3段4段5段6段7段输入端子闭合RHRMRLRM、RLRH、RLRH、RMRH、RM、RL参数号P4P5P6P24P25P26P27三、项目实施项目评价和总结项目调试项目软件设计项目硬件接线图设计项目方案设计项目分析四、项目方案设计2.

硬件配置3.梯形图设计

1.

输入输出地址分配五、任务实施1．设计思路电动机的7段速运行可采用变频器的多段运行来控制，变频器的多段运行信号通过PLC的输出端子来提供，即通过PLC控制变频器的RL、RM、RH、STR、STF端子与SD端子的通和断。将P79设为3，采用操作面板PU与外部信号的组合控制，用操作面板PU设定运行频率，用外部端子控制电动机的起动、停止。五、任务实施2．变频器的参数设定根据表13-1的控制要求，设定变频器的基本参数、操作模式选择参数和多段速度设定等参数，具体如下:1)上限频率P1＝50Hz。2)下限频率P2＝0Hz。3)基波频率P3＝50Hz。4)加速时间P7＝2.5s。5)减速时间P8＝2.5s。6)电子过电流保护P9设为电动机的额定电流。7)操作模式选择(组合)P79＝3。8)多段速度设定(1速)P4＝10Hz。9)多段速度设定（2速)P5＝20Hz。五、任务实施2．变频器的参数设定根据表13-1的控制要求，设定变频器的基本参数、操作模式选择参数和多段速度设定等参数，具体如下:10)多段速度设定(3速)P6＝25Hz。11)多段速度设定(4速)P24＝30Hz。12)多段速度设定(5速)P25＝35Hz。13)多段速度设定(6速)P26＝40Hz。14)多段速度设定(7速)P27＝45Hz。15)将STR端子功能选择设为“复位”(RES)功能，即P63＝10。五、任务实施根据系统的控制要求、设计思路和变频器的设定参数，PLC的输入/输出分配表见表13-6。表13-67段速PLC控制输入/输出分配表输

入输入点输

出输出点起动按钮SB1X0运行信号STFY0停止按钮SB2X11速（RH）Y1

2速（RM）Y2

3速（RL）Y3

复位（STR/RES）Y4五、任务实施4．输入/输出接线图用三菱FX2N型可编程控制器实现7段速PLC控制的输入/输出接线，如图13-13所示。五、任务实施5．编写梯形图程序根据系统控制要求，可设计出控制系统的状态转移图，如图13-14所示。五、任务实施6.系统调试（1)先给变频器上电，按上述变频器的设定参数值进行变频器的参数设定。（2)输入PLC梯形图程序，将图13-14所示的状态转移图转换成步进梯形图，通过编程软件正确输入计算机中，并将PLC程序文件下载到PLC中。（3)PLC模拟调试。按图13-13所示的系统接线图正确连接好输入设备(按钮SBl、SB2)，进行PLC的模拟调试，观察PLC的输出指示灯是否按要求指示(按下起动按钮SBl，PLC输出指示灯YO、Yl亮，5s后Yl灭，YO、Y2亮，再过5s后Y2灭，YO、Y3亮，再过5s后Yl灭，YO、Y2、Y3亮，再过5s后Y2灭，YO、Yl、Y3亮，再过5s后Y3灭，YO、Yl、Y2亮，再过5s后YO、Yl、Y2、Y3亮，任何时候按下停止按钮SB2，YO～Y3都熄灭，Y4闪一下)。若输出有误，检查并修改程序，直至指示正确。五、任务实施6.系统调试（4）空载调试。按图13-13所示的系统接线图，将PLC与变频器连接好，但不接电动机，进行PLC、变频器的空载调试，通过变频器的操作面板观察变频器的输出频率是否符合要求(即按下起动按钮SBl，变频器输出10Hz，5s后输出20Hz，以后分别以5s的间隔输出25Hz、3OHz、35Hz、4OHz、45Hz，任何时候按下停止按钮SB2，变频器在2s内减速至停止)，若变频器的输出频率不符合要求，检查变频器参数、PLC程序，直至变频器按要求运行。（5)系统调试。按图13-13所示的系统接线图正确连接好全部设备，进行系统调试，观察电动机能否按控制要求运行(即按下起动按钮SBl，电动机以10Hz速度运行，5s后转为20Hz速度运行，以后分别以5s的间隔转为25Hz、30Hz、35Hz、40Hz、45Hz的速度运行，任何时候按下停止按钮SB2，电动机在2s内减速至停止)。否则，检查系统接线、变频器参数、PLC程序，直至电动机按控制要求运行。（6）记录程序调试的结果。五、拓展训练用PLC、变频器设计一个运料小车控制系统，控制要求如下：1、启动按钮SB1用来开启运料小车，停止按钮SB2用来手动停止运料小车，小车运行到位用左右限位开关模拟。2、工艺流程：按SB1，小车从原点启动，右行，直到碰到SQ2，KM1接触器吸合，使料斗开启7S装料。随后，小车自动返回原点，直到碰到原点限位开关为止。小车卸料时，KM2接触器吸合，小车卸料时间为5S，5S后卸料结束，完成任务。3、小车不在原位不能启动，如果小车不在原位，按停止按钮可回到原点。要求：编制其PLC程序，安装接线并调试运行。巩固提高1．某电动机在生产过程中的控制要求如下：按下起动按钮，电动机以表13-7设定的频率进行5段速度运行，每隔8s变化一次速度，按停止按钮，电动机即停止。试用PLC和变频器设计电动机5段速运行的控制系统。2.用PLC、变频器设计一个工业洗衣机的控制系统。其控制要求如下。工业洗衣机的控制流程如图13-15所示。系统在初始状态时，按起动按钮则开始进水。到达高