《运动控制技术及应用》电子教案 项目1-任务4 基于 PLC 的变频器多段速运行控制系统设计

课程单元教学设计首页课程课题：项目1任务4授课教师学时数8授课班级授课日期教学地点教学目标(1)掌握变频器的数字量端子的配线原理，能够进行变频器外部数字量端子的配线。(2)掌握利用变频器外部数字量端子实现电动机点动、正反转、多段速控制的相关参数设计。(3)能够通过变频器外部数字量端子实现电动机点动、正反转、多段速控制。(4)掌握利用变频器外部模拟量端子控制电动机转速的相关参数设置。(5)能够正确设置外部端子控制变频器运行的参数。(6)会使用编程软件GXWorks3。教学重点与难点(1)掌握利用变频器外部数字量端子实现电动机点动、正反转、多段速控制的相关参数设计。（2）能够通过变频器外部数字量端子实现电动机点动、正反转、多段速控制。(3)会使用编程软件GXWorks3。教学方法教学手段PPT、边讲边练教学准备1、PLC本体:FX5U-32MT2、人机界面：GS21073、三菱FR-E740系列变频器4、电脑及相应软件参考资料教学反思课程单元教学设计实施方案备注【任务目标】通过对变频器外部端子配线、变频器主要参数设置、运行调试方法等内容的学习与训练，使学生熟悉变频器的调试方法、主要参数设置，能够利用外部端子控制变频器运行，基本掌握FX5UPLC的编程软件GXWorks3的使用。【任务分析】根据任务要求和查阅有关资料，我们知道控制变频器运行的主要有以下几种方式。（1）利用PLC的开关量信号控制变频器。（2）利用PLC的模拟量信号控制变频器。（3）PLC采用RS-485的Modbus-RTU通信方式控制变频器。（4）PLC采用现场总线通信方式控制变频器。（5）PLC采用RS-485无协议通讯方法控制变频器本任务中我们要实现多段速的控制。在实际工业现场，为了能够实现远程操作，变频器提供外部端子控制方式，变频器的外部端子控制运行也有很多种情况，比如可以使用通过操作面板设定频率，外部按钮实现启动指令；也可以通过面板操作运行（RUN），通过模拟信号进行频率设定（电压/电流输入）；还可以通过外接硬件开关来实现启动运行指令和频率组合指令等等；本任务主要是采用PLC输出的开关量信号控制变频器实现对变频器的多段速控制。通过教师的讲授以及引导学生学会查阅有关资料来完成本任务。 【知识准备】一.认识变频器外部端子2.端子功能3.多段速运行模式变频器在外部操作模式或组合操作模式2下,变频器可以通过外接的开关器件的组合通断改变输入端子的状态来实现。这种控制频率的方式称为多段速控制功能。E740变频器的速度控制端子是RH、RM和RL。通过这些开关的组合可以实现三段、七段的控制。七段速的各自运行频率则由参数Pr.4-Pr.6（设置前三段速的频率）、Pr.24-Pr.27（设置第四段速至第七段速的频率）对应的控制端状态及参数关系决定，如果把参数Pr.183设置为8，将RMS端子的功能转换成多速段控制端REX，就可以用RH、RM、RL和REX通断的组合来实现15段速。详细的说明请参阅FR-E740使用手册。二.FX5UCPU模块认识三.GXWorks3软件简单使用1.GXWorks3的画面构成2.创建工程文件（1）新建工程（2）打开工程（3）保存工程（4）删除工程3.创建数据（1）新建数据（2）数据属性4.工程的机型/运行模式更改5.模块配置图的创建和参数设置（1）模块配置图的创建和配置（2）参数的设置6.计算机与CPU模块之间的连接（1）以太网电缆直接连接（2）以太网电缆经由集线器连接1）CPU模块侧的设置2）工程工具侧的设置（3）使用RS-232C电缆7.程序编写举例【任务实施】1.根据控制要求确定输入输出端子地址分配，画出控制系统原理图并完成硬件连接输入输出启动按钮SB1X0正转STF输出Y10停止按钮SB2X1反转STR输出Y11

高速RH输出Y12

中速RM输出Y13

低速RL输出Y142.PLC程序编写及仿真3.设备上电，变频器参数设置及程序下载4.系统调试在调试程序时一定要弄清楚操作的过程，按规范操作。注意观察在运行过程中电动机和变频器的变化情况。【任务总结】不同变频器的多段速控制输入信号子可能不一样，但实质都一样，这种调速都是一种有级的调速，本项目中E740变频器多段速运行控制的实质是通过PLC的输出去控制变频器的RH、RM、RL以及STF、STR这些端子从何控制电机以不同的频率和旋转方向运行。实际上变频器除了