PLC交流变频调速（精选9篇）

PLC交流变频调速 第1篇

1 整体设想

这种交流变频调速控制是以PLC为核心开发的, 将PLC主机与操纵盘、呼梯盘、保护信号装置等部件进行连接, 将PLC运行时的参数输入至存储器, 然后通过输出接口向每层发送信号, 根据PLC控制系统发出的信号, 电梯就可以进行开、关门, 上、下拖拽等工作。由于电梯是为人服务的, 在考虑安全性的同时还要考虑舒适度, 所以, 要合理控制电梯的运行速度, 随着时代的发展, 人们的环保理念不断增强, 整个系统的节能性也是必须要考虑的问题。

2 变频器参数设置

为了减小启动冲击和增加电梯运行过程中的舒适感, 控制系统的速度环比系数可以适当减小, 积分时间常数应该适当增加, 因此选择故选参数为C5-01=5 s和C5-02=3 s进行设置。为了保证运行精度和可靠性, 电动机的转速控制应该是闭环的, 必须保证编码器与电机连接时的可靠性, 这样才能保证传输数据的准确性。

为了让变频器处于最佳工作状态, 在完成参数设置后, 要将曳引机制动轮与电动机轴脱离, 使电动机处于空转状态, 这样变频器就可以自动识别和存储各项参数, 实现对电梯的自动化控制。

3 系统结构设计

将PLC的输出端口与变频器的输入口相连, 对应的COM和变频器19号口相联作为信号公共端。这几个端口可以完成对PLC变频系统的状态控制, 将12号口、13号口与PLC控制系统相连, 这样就可以将变频器内的各种信号输入至PLC控制系统, 完成二者之间的通讯连接。具体方式如图1所示。

在设计时, 要根据电梯的位置和运行方向进行合理编程, 确保电梯运行的顺畅。在编程中主要采用上行优先级队列、上行次优先级队列、下行优先级队列、下行次优先级队列这四种编程方式。当使用电梯的向上或向下的按钮时, 会触发一列脉冲信号, 这些脉冲信号通过变频器传输至PLC存储器中。由于各个楼层上行、下行的方向不一致, 上行、下行触发的时间也不一致, 就会产生大量的脉冲信号在同一时间内进入PLC存储器中。这样就会降低PLC控制系统的工作效率, 影响电梯的正常运行。这时, 就要选择上述四组脉冲信号作为优先级信号, 只将这四组脉冲信号存储至PLC存储器中, 这样可以合理利用存储空间, 提升PLC的工作效率, 保证电梯的正常运行。

4 电梯PLC的调试与安装

4.1 模拟调试

在模拟调试时, 可以将手动按钮与PLC控制系统输入端相连接, 利用手动按钮输入相应的调试信号, 观察PLC控制系统的指示灯是否正确显示输入信号的执行要求。如果要使电梯从7层下行至3层, 输入信号后, 观察电梯运行方向指示和楼层指示是否正确, 从而判定各项参数的设置是否正确。当发现问题时, 要及时调整, 确保在电梯运行过程中不会出现类似的故障。

4.2 安装调试

安装调试是一个比较复杂、工程量较大、耗费时间较多的过程, 在这一过程中, 先要确定各种仪器、配件的参数型号是否正确。例如, 在购买和选择接触器、空气开关、电动机、继电器等配件时, 要仔细查看各项参数, 使其符合工程要求。在所有配件都准备完毕后, 再进行安装工作, 安装时要避免接触器、空气开关和PLC之间相互干扰, 要保证三者之间有足够的距离, 确保三者都能正常工作。在安装接近开关时, 要预留给执行开关动作的周围一定的空间, 确保轿厢能够准确停靠在每一楼层电梯门的位置, 保证乘坐人员的安全。所有电梯组件都要编号, 在安装过程中按顺序进行安装, 防止安装过程中出现混乱。

利用PLC控制系统进行控制, 当楼层数增加时, 只需要增加相应的楼层信号即可, 不需要重新进行接线安装, 提升了控制系统的工作效率, 增强了PLC控制系统的适应性。

5 结束语

将PLC控制变频调速的系统运用到电梯中, 可以提升电梯控制的水平, 降低电梯控制的成本, 使电梯控制的自动化水平逐渐提高。随着电梯数量的不断增多, PLC控制变频调速系统的技术水平也会不断提升, 相信在未来更具适应性、精确性和可靠性的PLC控制变频调速系统会逐渐得到应用, 为保障电梯安全作出贡献。

摘要：随着经济的发展, 电子技术在各个领域的应用越来越广泛。近年来, 交流变频调速的应用范围不断扩大, 电梯中PLC控制交流变频调速控制系统的应用已接近成熟, PLC的设计也取得了新的成果。以PLC对电梯的控制为基础, 探讨PLC控制交流变频调速控制系统在电梯中的应用。

关键词：PLC控制,交流变频调速,电梯,调试

参考文献

[1]景利学, 冉鹏程, 饶克克.变频调速电梯PLC控制系统设计[J].变频器世界, 2011 (11) .

[2]汪海燕, 姚宏亮.PLC在电梯变频调速控制系统中的应用[J].宿州学院学报, 2010 (02) .

[3]曹亚丽, 宋爱娟, 高玉强.PLC电梯控制系统设计[J].可编程控制器与工厂自动化, 2011 (01) .

PLC与变频调速技术培训总结 第2篇

罗雪佳

受学校的安排，我和同事于2012年5月11日去清新县职业技术学校参加校验交流活动的PLC技术课程听课学习，通过这次的的听课，我认识到其他学校的老师在教学上的不同分析和参考了他们教学上的方式方法，现将我的心得体会总结如下：

此次听课主要内容是参照PLC编程与应用手册，教学内容是让学生掌握计数器、特殊标志位等指令能熟悉其编程格式及方法，进一步熟悉基本指令的应用。授课教师张晓龙利用投影辅助讲解，实物模型示范操作，让学生更直观的体验PLC技术的实用性，使学生在老师的讲解及示范过程中有问题可以及时解答，让学生更直观的了解本课题的重要性以及操作性。除此之外，授课教师张晓龙还在巡回指导过程中简单重复一次，强调注意事项，询问学生有没有存在问题，如有及时解答，必要时进行讲解示范操作，让学生在思考编程过程中遇到不能解决的问题可以即可帮学生解决并强调，也可以时刻刘奕学生对设备的违规操作，并及时给予指正。这是我最欣赏的地方，编程操作过程中遇到不能解决的文体可以让老师与自己共同解决，可以让学生能迅速将理论知识转化为实际操作。

整节课主要讲授计数器指令在PLC编程中的应用，了解正握计数器的功能，还有在实际编程操作过程中应注意的一些问题以及怎样去解决遇到的问题，授课教师对学生编程操作过程中出现的问题进行总结并讲解，让学生对自己在实际编程操作中遇到的问题金星反省及改正。

通过这次的听课学习，我对变频器的原理重要知识点有了初步了解，由于以前接触变频器相关的知识很少，而且时间有限，所以还有很多地方都似懂非懂，以后还要结合笔记和培训教材进一步的深入学习。

PLC变频调速恒压供水系统 第3篇

社会经济的发展以及人民生活水平的提高，人们对供水的质量与供水系统的稳定性也有了更高的要求，设计与选用高性能且适应广的恒压供水系统成了当今的发展趋势。利用 PLC，运用不同功能的传感器和网管的压力，变频器进而对水泵的速度进行调节，达到水管中的压力保持在一定的范围。

一、控制电机变频调速系统的构成

PLC、变频器、电机及电机测速系统共同构成了PLC 控制电机变频调速系统。

二、PLC 变频调速恒压供水系统

供水泵组由PLC 与变频调速技术控制。变频调速系统的一个特殊应用即恒压供水系统。它具有效率高、控制效果好的优点。

1、PLC 变频调速恒压供水系统的工作原理

恒压供水系统工作原理图

压力检测转换装置、控制系统和水泵共同构成了这个供水系统。管网的实际压力与给定压力进行比对，管网压力不足时，水泵转速在变频器增大输出频率的情况下，就会加快，管网压力在供水量的压力下就会上升。同样，供水量减小致使水泵转速减慢，管网压力相对下降，供水就会保持在恒定状态。变频器的输出频率通过压力检测转换装置对管道压力进行检测，检测到的信号会转换成0-5伏或4-20毫安的电信号，调节器通过运算并与设定值进行比较后，进行控制变频器。通过水泵的转速来调节管道的水压在系统的控制下达到恒定。同時，变频器具有软启动的功能，对电机有一定的保护功能。平滑无扰动切换和控制的实现，是因为变频器输出频率受到了检测。

2、PLC 变频调速恒压供水系统的硬件构成

中心控制装置由压力传感器、PLC 和变频器组成，所有功能均能实现。管网干线上的压力传感器对管网的水压进行检测，同时把压力转化为4-20毫安的电流信号，发送至PLC 与变频器。水泵电机的控制设备就是变频器，它能将0-5赫兹的频率信号，根据水压恒定的需要，传送给水泵电机，对它的转速进行调整。泵站供水的实际情况与需求，应该有三台水泵并用一台变频器，不仅要改变水泵电机的转速，而且水压的恒定也需要增减运行泵的台数进行维持，因为运行泵不能达到恒压的要求时，下一台水泵就要投入运行。压力在变频器输出频率降至最小后依然过高，就要停止一台运行泵，这就要求不仅对开关量进行控制，还要对数据进行处理。PLC 自动采样，将模拟量转换为数字量，放在数据寄存器中，通过数据处理指令调用，数据接触器随时接受指定的数据。压力传感器电流信号和变频器输出频率信号，都可以通过它被转换成数字量，提供给PLC，同时与恒压对应电流值、频率上限、频率下限进行比对，从而泵的切换与转换的变化可以实现。水泵在变频器和工频电网之间的切换过程在系统进行设计时就应该提高其速度，从而保证水能连续供应，尽可能减小水压的波动，使供水的质量提高。同时，硬件上必须设置闭锁保护防止故障的发生。

三、变频恒压供水系统控制流程

接收到有效的自控系统启动信号，系统通电启动变频器，变频泵M1开始工作，变频器的输出频率通过由压力变送器测得的用户管网实际压力和设定压力的偏差，进行调节，进而控制Ml的转速，供水量与用水量相平衡时，转速就会稳定在这个定值状态。

压力变送器在用水量增加水压减小时，就会反馈水压减小信号，进而PLC的输出信号因偏差变大而变大，继而变频器的输出频率变大，水泵的转速与供水量就会增大，这时水泵的转速就会达到一个新的稳定值。同样道理，水泵的转速在用水量减少水压增加时，压力闭环又会出现一个新的稳定值。

用户管网的实际压力，在用水量继续增加，变频器的输出频率达到上限频率50Hz时，还未达到设定压力，并且满足增加水泵的条件时，系统在变频循环式的控制方式下，将在PLC的控制下自动投入水泵M2，同时变频泵M1做工频运行，系统恢复对水压的闭环调节，直到水压达到设定值为止。如果用水量继续增加，满足增加水泵的条件，将继续发生如上转换，将另一台工频泵M3投入运行，变频器输出频率达到上限频率50Hz时，压力仍未达到设定值时，控制系统就会发出水压超限报警。

系统在用水量下降水压升高，变频器的输出频率降至下限频率，用户管网的实际水压仍高于设定压力值，并且满足减少水泵的条件时，工频泵M2将被关掉，恢复对水压的闭环调节，使压力重新达到设定值。如上转换在用水量继续下降，并且满足减少水泵的条件时，将会继续发生，将另一台工频泵M3关掉。

四、水泵切换条件分析

50赫兹成为频率调节的上限频率，是因为电网的限制以及变频器和电机工作频率的限制。同时，变频器的输出频率不能够为负值，最低只能是0赫兹。然而，变频器的输出频率在实际应用中，是不会降到0赫兹的。当水泵机组运行，电机带动水泵向管网供水时，管网中的水压会反推水泵，给带动水泵运行的电机一个反向的力矩。在一定程度上，水压会阻止源水池中的水进入管网，所以，水泵在电机运行频率下降到一个值时，就不会抽出水。同时，实际的供水压力也不会随着电机频率的下降而下降。水泵在电机运行频率下降到抽不出水时的值，就是电机运行的下限频率，一般在20赫兹左右。选择50赫兹和20赫兹作为水泵机组切换的上下限频率，就是这个原因。

供水压力在输出频率达到上限频率时，在设定压力上下波动。当设定压力大于反馈压力时，机组就会进行切换。供水压力在增加了一台机组运行时，就会快速超过设定压力。特殊情况下，实际供水压力在运行组增加后，就会超过设定供水压力，这时在变频器的下限频率运行的新增加机组，达到了机组切换的停机条件，工频状态下运行的机组有一个会停掉。这种情况会导致系统经常处于不稳定状态，增大了机组的切换频率。相应的判别条件在实际应用中是通过对上面两个判别条件的修改得到的，增加了回滞环的应用和判别条件的延时成立。

五、系统软件设计分析

工作泵组数量管理分析。启动第二台水泵是为了恒定水压。一台水泵水压降落，变频器的输出频率升高，不能满足恒压时，就会启动第二台水泵。变频器的输出频率达到设定的上限值是启动下一台水泵的前提。

泵组管理规范。只有制定了管理规范，才能实现各台水泵必须交替使用以及软启动电动机。一台泵连续变频运行不得超过3小时，就应进行切换变频泵。现行运行的变频器从变频器上切除，同时接上工频电源运行，变频器复位并用于新运行泵的启动，并实行泵的工作循环控制。

变频调速恒压供水系统不仅具有节能和安全的特点，而且能够提供高质量的水。同时，运用PLC 作为控制器，降低了成本，实现了水泵电机无级调速，系统的运行参数能够依据用水量的变化进行自动调节，进而通过保持水压的恒定，在用水量发生变化时满足供水的需求。

PLC控制与变频调速系统设计 第4篇

1变频调速及分类

1.1按变频电源的性质分类

按变频电源性质分类可分为电压型变频器和电流型变频器。对于交—直—交型的变频器,中间直流环节采用什么样的滤波器是电压型变频器和电流型变频器的主要区别。在电路中间环节,直流环节多采用大电容滤波器,直流电压波形平直,施加在负载上的电压值一般不会受到负载的影响,电压值基本保持不变,电压型变频器通过逆变的方式输出的交流电压形状大多为矩形或阶梯形,但是当通过电动机负载滤波器后波形接近正弦式, 其含有的谐波分量较大。其优点是其运行方便,几乎不受负载等因素的影响。缺点是当负载短路时或者在变频运行时投入了负载,都会出现过电流的现象,需要短时间内采取有效措施进行保护。

1.2电流型变频器

在电路中间直流环节多采用大电感滤波电流波形平直,其不受施加在负载上的电流的影响,所以电流值比较稳定类似于电流源这就是电流型变频器。通过应用电流型变频器来控制直流电流时可以通过改变直流电压的方式,从而形成可调节的直流电源进一步可以控制输出。 因为电流的可控性好的特点所以电流型变频器可以限制因负载短路问题引起的过电流现象,经常用在频繁加减速和四象限运行的地方。交—交变频器没有滤波电容, 但是供电电源的低阻抗使它具有电压源的性质所以也属于电压型变频器,有的交—交变频器用电抗器把输出的电流波形变成矩形波,让它具有电流源的性质这时属于电流型变压器。

1.3 PLC的介绍

PLC中文名为可编程逻辑控制器,PLC是一种在数字运算操作下的电子系统,主要应用在工业环境中,其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时和计数与运算操作等指令主要采用可编程的存储器,同时在控制不同类型的机械生产过程时主要采用数字或模拟式输入输出的方式。在工作运行时PLC想要实现控制功能主要通过执行反应要求的客户程序,用户要求的程序需要不断重复输入直到停机或者切换到stop工作模式,这样PLC输出的信号才能不断的反馈可能会发生变化的输入信号。

2 PLC控制变频调速系统设计

2.1 PLC控制变频器的方法

在采用PLC控制变频器时常用两种方法模拟量控制法和通信方式。模拟量控制的方法操作简单而且直观, 在通过此方法实现对变速器的控制时主要是利用变频器的I/0端子将变频器的跟随速度设置成某个模拟量的输入,一般一个模拟量通道中只能有一个变频器。通信的方法不单单实现了对变频器的控制,还可以获取变频器的运行状态,它操作方式很简单只需要把变频器看做为一个设备,PLC来通信来读写出变频器内部的寄存器从而实现了对变频器的控制。

2.2变频器中数值型信号的输入

变频器中也存在一些频率、电压等数值型指令信号的输入,有数字输入和模拟输入两种,数字输入在给定时通常应用变频器面板上的键盘操作和串行接口,模拟输入给定时一般通过接线端子的内部,通常电压信号为0 ~ 10V/5V或者输入的电流信号为0/4 ~ 20m A。接口电路因输入信号来决定,所以在选择PLC的输入模块时必须要依据变压器的输入阻抗来决定。如果变频器和PLC的电压信号范围不同时,又加上变频器和PLC的输入、输出端晶体管所允许的电压、电流的限制因素,所以需要将限流电阻用串联的方式接入来确保开关时不超过PLC和变频器输入输出端的允许容量。

2.3 PLC的优点

如今大多数PLC的“梯形图编程方式”在控制线路上思绪清晰直观,满足了很多工厂企业中工人们和技术人员的编程水平和读图的习惯,所以让人易于接受,掌握速度快。在执行梯形图程序时用内部的解释程序将其翻译成汇编语言,虽然比直接执行汇编语言编写的程序消耗时间长一些,但是对于目前的大型机电控制装备来说这些都显得微不足道,就目前对控制的要求来讲完全可以满足。

3设计中应注意的问题

3.1启动变频器时

在启动变频器时,不能迅速地把给定电压达到设定值应该逐步达到设定值来实现软启动功能,这样就会减少起动电流对电网的冲击破坏,还节约了电能的损耗。 在启动阶段不能调节PID,防止出现震荡现象。负载过大时,可以在变频器的侧边加上电抗器来减少变频器高次谐波的影响。

3.2将变频器与PLC相连接时

对PLC进行接地时要按照规定的接线标准和接地条件,连线应使用双绞线或者屏蔽线这样可以提高抗噪声能力,注意和变频器用接地线要不是同一根。当电源条件不好时,可以将噪声滤波器和降低噪音用的变压器接入PLC的电源模块和输入输出模块的电源线上。如果在同一个操作柜安装了PLC和变频器时,尽量把与变频器有关的导线和PLC有关的导线分开。在PLC和变频器连接时,由于弱电控制强电的因素,所以要注意到连接时的干扰避免出现由于干扰造成的变频器故障发生,导致变频器和PLC受损。

3.3在进行变频切换时

电机在变频供电方式下切换时,必须保证接触器闭合和断开的顺序和开关时的时间,防止电机绕组产生的感应电动势加载到变频器的输出逆变桥上,造成损坏。 在PLC自动调节时,PLC运算中断要定时防止受到扫描周期的影响,可以依据系统的调速指标和控制精度来设定中断的时间周期,当然也要考虑到系统在给定到系统运行输出时的时间的延迟。

4结论

目前的PLC技术能够满足大多数企业的技术人员的编程水平,变速调控技术和PLC相结合让两者优点共同发挥更有益于现在企业的发展。总而言之,虽然现在PLC技术还可以满足工厂企业的需求但是也要不断发展和完善可编程逻辑控制器技术,将其与变频调速系统相结合共同应用于所需的领域范围来推动我国工业水平的发展。

参考文献

[1]曹亚丽,宋爱娟,高玉强.PLC电梯控制系统设计[J].可编程控制器与工厂自动化,2011(1):74-75.

[2]宋家成.交流调速系统应用与维修[M].北京:中国电力出版社,2009.

基于PLC的变频调速电梯系统设计 第5篇

可编程控制器 (PLC:Programmable Logic Controller) 是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的, 是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。同时, 由于电机交流变频调速技术的发展, 电梯的拖动方式已由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速, 不仅能满足乘客的舒适感和保证平层的精度, 还可以降低能耗、节约能源、减小运行费用。

1 可编程控制器 (PLC) 在电梯控制中的应用

可编程控制器 (PLC) 的特点PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机, 实质上属于计算机控制方式。PLC与普通微机一样, 以通用或专用CPU作为字处理器, 实现字运算和数据存储, 另外还有位处理器 (布尔处理器) , 进行点 (位) 运算与控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修, 编程简单, 灵活性强等特点。

可编程控制器 (PLC) 控制电梯的优点在电梯控制中采用了PLC, 用软件实现对电梯运行的自动控制, 可靠性大大提高。去掉了选层器及大部分继电器, 控制系统结构简单, 外部线路简化。PLC可实现各种复杂的控制系统, 方便地增加或改变控制功能。PLC可进行故障自动检测报警显示, 提高运行安全性, 并便于检修。用于群控调配和管理, 并提高电梯运行效率。更改控制方案时不需改动硬件接线。

2 变频调速控制电梯

电动机交流变频技术是当今节电, 改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种手段。

变频调速控制电梯的特点:

变频调速电梯使用的是异步电动机, 比同容量的直流电动机具有体积小、占空间小、结构简单、维护方便、可靠性高、价格低等优点。

变频调速电源使用了先进的SPWM技术SVPWM技术, 明显改善了电梯运行质量和性能;调速范围宽、控制精度高, 动态性能好, 舒适、安静、快捷, 已逐渐取代直流电机调速。

变频调速电梯使用先进的SPWM和SVP-WM技术, 明显改善了电动机供电电源的质量, 减少谐波, 提高了效率和功率因数, 节能明显。

3 PLC控制系统的硬件开发

电梯控制系统硬件由轿厢操纵盘、厅门信号、PLC、变频器、调速系统构成, 变频器只完成调速功能, 而逻辑控制部分是由PLC完成的, 如图3.1所示。

PLC负责处理各种信号的逻辑关系, 从而向变频器发出起停信号, 同时变频器也将本身的工作状态输送给PLC, 形成双向联络关系。系统还配置了与电动机同轴连接旋转编码器及PG卡, 完成速度检测及反馈, 形成速度闭环和位置闭环。此外系统还必须配置制动电阻, 当电梯减速运行时, 电动机处于再生发电状态, 向变频器回馈电能, 抑制直流电压升高。

电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等, 如图3.2所示。

系统控制核心为PLC主机、操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC, 存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号, 向拖动和门机控制系统发出控制信号。

电梯的控制系统实现如下功能:

一台电机控制上升和下降, 各层设上/下呼叫开关 (最顶层与起始层只设一只) 。电梯到位后, 具有手动或自动开门关门等功能。

电梯操作方式:

单台电梯的操作方式有手柄操纵控制、按钮控制、信号控制和集选控制等。在乘客电梯中几乎全部采用集选控制方式。

速度给定曲线:

为了满足舒适感, 提高运输效率及正确平层要求, 电梯的速度给定曲线是一个关键环节。人们对于速度变化的敏感度主要是加速度的变化率, 舒适感就意味着要平滑的加速和减速, 如图3.3所示。

在0 t3时间内加速启动阶段, 其中0 t1和t2 t3时间内为抛物线速度曲线, 在t1 t2时间内为直线速度曲线;t3 t4时间内为稳速运行阶段;t4 T时间内为减速制动阶段。减速制动阶段速度曲线与加速起动阶段相对称。

减速及平层控制:

电梯的工作特点是频繁起制动, 为了提高工作效率、改善舒适感, 要求电梯能平滑减速至速度为零时, 准确平层, 即“无速停车抱闸”, 不要出现爬行现象或低速抱闸, 即直接停止, 要做到这一点关键是准确发出减速信号, 在接近层楼面时按距离精确的自动矫正速度给定曲线。系统采用旋转编码器检测轿厢位置, 只要电梯一运行, 计算器就可以精确地确定走过的距离, 到达与减速点相应的预制数时即可发出减速命令。

4 系统软件开发

在电梯控制中, 有大量的逻辑信号需要处理, 这部分工作是由PLC来完成的, 系统软件根据运行要求及保护要求由PLC来实现逻辑控制。

设计模块化编程:

系统是集选式控制系统, 控制比较复杂, 适合采用模块化编程方法, 将各个输出信号的属性分类, 模块与模块之间的衔接可以用中间寄存器来传递信息。

系统软件大致分为:楼层检测电路模块、控制七段数码管显示楼层电路模块、电梯选向电路模块、减速点信号产生电路模块、电梯轿厢开关门电路模块和按钮记忆灯显示电路模块六大模块。

模块化编程的作用:

楼层检测电路模块主要是读入楼层编码并将该记忆信号存入对应的中间寄存器, 直到楼层改变为此。

控制七段数码管显示楼层电路模块主要控制数码管的显示。

电梯的选向模块主要是完成电梯在响应呼叫时作出的向上运行还是向下运行的判断。

减速点信号产生电路模块完成将减速点信号通知系统的任务。

电梯轿厢开关门电路模块和按钮记忆灯显示电路模块是为了便于控制组成的模块, 分别控制轿厢的开关门和按钮接通之后需要记忆显示的发光二极管电路。

5 电梯系统模拟调试

电梯PLC程序应在未带载情况下模拟调试好, 在接触器等输出状态正确后, 再将电机接上, 模拟调试完成后, 则进行现场安装, 并进行运行调试, 确定参数, 完善程序, 最后交付运行使用。电梯系统经过模拟调试后, 能实现绝大部分功能, 包括:门厅召唤功能、轿厢内选层功能、顺/反向截梯功能、电梯自动开关门功能、电梯手动开关门功能、消防/检修功能、楼层显示功能和电梯平滑变速功能。结果表明, 电梯的运行更加平稳, 能够按照选层的要求正确的运行, 已能满足基本的电梯运行要求。

结论

本文通过对可编程控制器 (PLC) 和调速变频器的特点介绍以及它们各自在电梯控制系统中的运用、PLC系统的硬件开发及软件开发过程的详细阐述, 完成了对基于PLC的变频调速电梯控制系统的研究。

摘要：电梯已经成为人们日常生活必不可少的代步工具, 为了保证电梯运行既高效节能又安全可靠, 基于PLC的变频调速电梯系统设计技术就成为现代电梯行列的一个热点。本文通过使用变频调速技术和PLC程序设计实现楼层计数、换速信号、开门控制和平层信号的数字控制, 从而取代井道位置检测装置, 提高了电梯系统的可靠性和平层精度。

关键词：电梯,PLC,变频调速

参考文献

[1]唐勇奇.电梯变频调速PLC控制的设计与实现.电机电器技术.2000

[2]王丽梅、郭庆鼎.基于转子凸极跟踪的永磁同步电机自检测方法.沈阳:电工技术学报.2001年4月16卷第2期

PLC交流变频调速 第6篇

可编程控制器 (PLC) 的核心微处理器, 通过将计算机技术与传统的继电器控制系统有机结合起来, 能够实现高度灵活、高可靠性的工业控制。为了进一步提高设备的自动化程度, 越来越多的企业将PLC技术应用于其工厂设备中。通过对原有电机控制系统的技术改造, 引入电机控制系统的数据自动采集、监控以及变频、组态技术完善并改进电机变频调速机构[1]。在此基础上, 成为目前提升电机效率的主要方式, 为最终产品的生产效率与质量提供了保障。

1 PLC的工作原理及其应用

1.1 PLC的工作原理

PLC是一种专业用于工业控制的微型计算机系统, 与一般的计算机系统类似, PLC也是由中央存储器 (CPU) 、存储器、电源、输入输出元件、编程器以及外设等部分组成。一般将P L C的运行过程大体分为输入采样、用户程序执行以及输出刷新三个阶段。在PLC的运行过程中, 其CPU会控制系统重复执行由此三阶段组成的运行周期。在输入的采用阶段, PLC将所输入状态以及数据通过扫描的方式一次读取, 然后将其存入I/O映象区中。当进入用户程序的执行阶段后, PLC将按照一定的顺序依次扫描并读取用户程序, 并根据其逻辑运算的结果, 对输入点在I/O映象区以外的存储数据进行刷新。此后, PLC进入输出刷新阶段, 该阶段里, PLC会通过CPU将I/O映象区内部对应的状态数据对所有的输出锁存电路进行刷性, 然后通过输出电路驱动相应的外设执行输出结果。

1.2 三菱FX2N系列PLC

本文的研究对象采用日本三菱公司的三菱FX2N-48MR型PLC, 与其他系列产品相比, FX系列是PLC产品中在中国应用最为广泛, 销量最大的产品系列。FX2N更是小型PLC中性能与运算速度最高的程序装置。该系统内置800步RAM可使用存储盒, 最大可扩充至16K步, 并可兼容包括16点到128点之间的所有型号主机, 并支持最小8点的扩展模块, 配置灵活, 扩展方便。

2 直流电机的PLC控制

图1描绘了他励直流电机的等效电路图, 由此推得其计算模型如式1。

上式中, 感应电动势为Ea=K eΦn, 由此我们可以推算出该直流电机的转速如式2所示, 其电磁转矩为TM=KTIa。

由此, 直流电机机的转矩平衡方程如式3所示。

根据以上系列对直流电机控制的基本原理的数学推导, 我们基本可以将对其转速控制的方法分为对励磁磁通的控制与对电枢电压的控制两种方式, 分别称作励磁控制法与电枢电压控制法。

PLC能够集成脉宽调制 (PWM) 控制信号发生器, 这样PWM的工作方式和主要通过调整事件管理器的定时器控制寄存器来进行调整;PWM的占空比的调节主要通过调整比较值来实现。由于采用了专用们P W M输出口来输出占空比可调的带有死区的P W M控制信号, 其外围的P W M波发生电路和延时电路被省去, 从而使得整个控制器的结构得以简化[3]。

3 交流异步电机的PLC控制的实现

与直流电机相比, 交流异步电机具有结构简单、体积小、成本低以及维护方便的特点, 因而得到广泛运用。计算机技术的引入, 为交流异步电机的发展开辟了全新的空间。

3.1 交流异步电机的变速原理

交流异步电机的转速的计算公式为n=60 (1-s) fp, 其中p、f分别代表电机的磁极对数以及电源的频率 (Hz) , s代表转差率, n即为所求的交流异步电机转速 (r/min) 。由此, 我们可以得出影响电机转速的因素主要包括p、s和f, 亦即电机的磁极对数、转差率以及电源的频率。从实际操作的角度来看, 通过调整电源频率的方式来对交流异步电机的转速进行调整, 最具可操作性。

3.2 交流异步电机的PLC控制

通过以上分析, 可以推断为维持交流异步电机的稳定性, 针对电机在向低于其额定转速调节时, 可以考虑通过转矩补偿的方式进行调整。其基本原理是当转速降低引起频率响应降低时, 电源电压同时也呈现下降趋势, 这时我们采取补偿电压的方式来维持磁通量不变, 从而使的电机的转矩回升。而通过PLC的应用, 我们能够方便的实现在电机频率改变的同时, 调整电机电压。

通过对SPWM实现载波机调制波频率的调整, 可以实现对电机的同步控制、异步控制以及分段式控制[4]。电压SPWM技术能够通过生成电压SPWM信号控制逆变器的开关管, 从而实现了对电机电源的频率调整。一般来讲, 生成SPWM信号的方法主要有硬件法与软件法两种, 前者通常采用集成电路来实现对逆变器的控制。

4 结语

随着电力电子以及信号处理技术的日益完善, 电机控制的数字化逐渐成为现实。尤其以PLC为内核的集成电机控制芯片的引入, 不仅避了免采用微处理器、专门陈列组合以及外围芯片构成的复杂系统所带来的高成本和高复杂性, 同时大大提高了系统的运算精度与可靠性。本文通过对两种电机控制基本原理的概述, 针对PLC技术的特点分析了其在电机控制领域中的优势与应用前景。

参考文献

[1]许大中.交流电机调速理论[M].浙江大学出版社, 2001.

[2]陈彦彪.基于WIN95多线程技术的电机变频调速的设计[J].自动化仪表, 2001 (4) .

[3]李永东.交流电机数字控制系统[M].机械工业出版社, 2001.

PLC交流变频调速 第7篇

关键词：PLC控制技术,变频调速器,恒压供水控制,优化控制

在实际应用中, 变频调速技术主要应用于变频恒压供水系统。恒压供水系统基本控制原理是:基于可编程控制器 (PLC) 和变频调速器构成供水的整体性控制系统。其基本的工作原理是通过PLC自动调整供水泵运行数量, 完成整个供水系统的压力闭环控制, 使得供水管网内实现水流量压力变化稳定可控, 并实现节能的目的。

一、PLC和变频调速技术的特点

1可编程控制器 (PLC) 的特点

可编程控制器是专门针对工业化生产而研究设计的一款数字化电子操作系统, 随着实践的不断深入和技术的发展, PLC形成以计算机、仪器仪表设备、电器控制的“三机一体化”。在操作中具体有可靠性、经济性、便捷性、维护维修方便等优点, 在实际应用中由于自身的优点加上PLC在系统升级改造上, 产品逐渐形成连标准化, 产业化, 集成化, 使得操作控制更加简单, 而且效率极高, 在未来发展中具有非常好的市场前景。

2变频调速技术的特点

变频调速技术的发展主要基于电子科技的创新和发展。作为一种新型的自动化控制设备, 在自动化控制行业中, 以现代控制为基础, 融入了模糊控制盒神经网络控制, 加上电子技术的进步, 电机控制技术进步, 推动了变频控制技术的发展, 主要未来发展特点是市场前景广阔, 功率器件加速变革, 微电子技术不断应用。

二、卷烟厂恒压供水系统的控制方案选择

该卷烟在供水系统中, 供水管网相对封闭, 泵站的供水流量主要根据各生产部门和生活部门的实际用水量决定, 供水的出口压力和管网中供水压力的压力损失值△P和流量Q之间用数学函数表示:△P=KQ2 (K为系数) , 假设P1为两者之间压力最不利点的最小值, 那么泵站出口总压力就可以表示为P=P1+△P=P1+KQ2, 此时可以满足用水压力, 并达到最佳的供水效果, 可以得出整个供水系统中出口的压力是不会随着水流量的变化而变化, 这种以泵站出口水压力恒值不变的技术称为变量恒压供水技术。

供水控制系统主要保证水泵出口压力恒值不变, 主要实现途径是通过安装压力传感器、管内流量传感器, 通过变频控制技术将管内和出口管压力、水流量等数据, 通过电量信号传入PLC控制系统中, 电量信号经计算机中央处理器运算处理, 结合之前设定电量信号进行比较分析通过计算机运算, 得出最优运行参数, 并通过终端控制技术输出逻辑控制指令和数据变频器, 对每一台水泵机组实现控制, 每台供水水泵根据计算机中央处理指令实施调整、切换及变频实现最优控制。PLC还针对卷烟厂的实际用水量的变化情况, 实现智能自动化控制水泵的运行, 实现水资源的有效运用, 提高供水系统的稳定性、安全性及整个供水质量和效率。

三、恒压供水系统的系统功能

该卷烟厂恒压供水系统选用选用Siemens S7-300PLC可编程控制器和Danfoss VLT5000变频器。PLC主要工作是对供水系统的泵组、出水和进水阀门监测控制, 通过变频器实现对供水系统的恒压控制。

PLC控制变频调速供水系统主要有三种种工作模式。第一, 远程控制。整个系统控制主要取决于系统上位, 通过上位位控制达到PLC系统的运行和停止。这种远程控制通过上位机进行切换来完成整个操作流程。第二, 本地程控控制。PLC具有整个系统控制权和决定权。因为PLC实现的是自动控制, 主要取决于主控制柜的系统程序实现系统自动模式的开启或者停止, 这个时候上位机手动操作是没有效果的。第三, PLC手动控制。供水系统控制与PLC控制不存在关系, 整个操作通过手动装置完成, 这样的目的在于方便工作人员现场操作和进行设备检修操作。

供述系统网络结构划分主要有三个方面, 分别是现场设备控制、过程控制和信息管理。

现场设备控制, 采用Profibus-DP现场总线网络完成, 把现场数据通过网络连接到系统控制器实现对现场设备的监测和控制。并需要保证现场数据的实时性和真实性, 为系统决策提供依据。

过程控制层, 采用工业以太网, 快速准确的提供各系统之间的高速信息传输, 对现场设备的控制和数据采集。控制层通过工业以太网接入监控中心, 保证数据传输的通畅。

信息管理, 采用100兆宽带连接以及以太通讯网络和工业标准数据通路, 实现操作人员可随时监测供水系统中出现的各种问题, 并适时的改变参数数据保证供水系统的正常运行, 并对提供的数据信息实现管理控制, 保证数据量和数据有效性。通过该网络可实现系统的信息共享和信息公开, 保证供水效果。

本系统利用PLC系统上位计算机可以监测和控制供水系统内电压、电压频率、水泵转速并通过变频器的参数, 以及供水系统中设备的工作状态和具体的运行参数。此外, 系统还具有故障预警、数据显示、供水流量查询等全方位的功能, 实现烟厂供水系统的控制管理, 达到优化管理效果, 实现供水的经济、节能、快速。

结语

在供水系统中PLC控制变频调速技术的应用, 具有非常大的市场前景, 它能够保证供水系统中各数据参数的实时监测控制, 调节水泵内水量的大小和管内压力, 实现优化供水目的。具有自动化控制, 经济节能, 方便快捷的优点。

参考文献

[1]刘庆明.PLC在卷烟厂自动供水系统中的应用[J].科技风, 2010 (05) :272-273.

[2]杨欣.变频调速技术及PLC控制在小型恒压供水系统中的应用[J].商场现代化, 2006.

[3]方桂笋.基于PLC的变频恒压供水系统的设计[D].兰州:兰州理工大学硕士论文, 2008 (05) .

PLC交流变频调速 第8篇

PLC控制是自动控制系统中比较广泛的, 也可节省一些中继, 定时器及电箱的空间。利用变频器调速可节能降耗。因为变频器以改变电动机的电源频率, 从而改变电机输入电压的方法, 利用PLC与变频器控制大大提高了自动化程度。原来可口可乐公司的废水直接经处理后, 排到珠江河的。厂区洗地与冲厕所都用自来水, 用水量较大, 使成本较大。中水处理系统项目完成后, 按计划投入使用, 把废水经处理后, 即经中水处理系统后的水, 作为厂区洗地与冲厕所用水, 大大的节约用自来水 (每日约15方水) , 合理利用废水, 从而降低成本, 创造效益。

1 采用PLC控制的原因

整个系统的控制输入点及输出点较多, 废水池的水位由低水位和高水位组成, 分别以K1与K2表示。清水池水位由低水位、中水位和高水位组成, 分别以K3与K4及K5表示, 如图1所示。这是控制系统硬件需要PLC控制的必要性。

由于中继控制与PLC控制有不同之处。利用PLC控制可以减少中继的使用, PLC的中继, 它的触点无数对任用, 实物中继的触点有限对数。而且中间继电器的故障率较高, 中间继电器的触点因种种原因或线圈的故障, 造成不能正常工作, 特别是没设岗位的, 也不能及时被发现, 给后果带来不少的麻烦。比如由中间继电器故障引起电机不转或控转, 甚至误转最终导致烧坏电机, 即自控系统中所说的失控现象。用PLC控制故障率较低, 并且可靠, 不会产生误动作造成空转甚至失控的现象, 可编程序控制器作为一种通用的自动控制装置, 在不改变系统硬件接线的情况下, 通过改变程序的办法, 可改变被控对象的运行方式, 即可编程序控制器的通用性和灵活性校好。这在中间继电器回路系统中是无法实现的, 因为在中间继电器构成的控制系统都是按预先设定好的时间或条件顺序地工作, 若要改变控制顺序就必需改变控制系统的硬件接线。因中继控制有以上的不足, 不得不采用PLC。

PLC与中间继电器控制的重要区别之一就是工作方式不同, 中间继电器控制是按“并行”方式工作的, 或者说是同时执行的, 只要形成电流通路, 可能同时有好几个电器动作。而PLC是按顺序扫描的方式工作, 也就是说PLC是以“串行”方式工作的。它是循环地、连续地顺序逐条指令执行程序, 任意一时刻它只能执行一条指令。PLC的这种串行工作方式可避免中间继电器控制的触点竟争和时序失配的问题。所以控制系统采用PLC控制。

本控制系统选用较好的三菱牌PLC, 型号为FX2N-30MR, 又因为PLC具有以下特点。

(1) 可靠性高, 抗干扰能力强。可编程序控制器的生产厂家, 在硬件方面和软件方面上采取了一系列抗干扰措施, 并且采用了冗余设计和差异设计, 进一步提高了可靠性。可编程序控制器的平均无故障时间可达几十万小时, 这是一个难以置信的数字, 也就是说, 一台可编程序控制器可连续运行30年不出故障。大概到目前为止没有一种工业控制设备有如此高的可靠性。一般说, 可编程序控制器的系统中发生的故掌绝大多数是由传感器, 执行器等外围部件所造成的。适合用于无人看管的自控设备岗位。

(2) 适应性强, 应用灵活。为设计带来方便, 根据整个系统的控制需要而灵活选用, 满足系统大小不同及功能繁简各异的控制需要。

(3) 编程方便, 易于使用。可编程序控制器的编程可采用与继电器电路极为相同的梯形图语言, 简单易懂, 深受现场电气技术人员的欢迎。即使是普通的工人, 也能在较短的时间内掌握。

(4) 控制系统的设计安装及调试比较方便。可编程序控制器中含有大量的相当于中间继电器, 时间继电器以及计数器等软元件, 又用序代替硬件接线, 安装接线工作量少。设计人员要有可编程序控制器, 就可以进行控制系统的设计, 并且在实验室进行模拟调试。

(5) 维修方便, 并且工作量小。可编程序控制器有完善的自诊断, 监视功能。可编程序控制器对于其内部的工作状态, 均有显示, 工作人员通过它可以查出故障原因, 便于迅速处理。

(6) 功能完善。除基本的逻辑控制, 定时和计数等功能外, 还可以配合模块控制。

由于具有上述的优点。使得可编程序控制器的应用范围极为广泛, 因而本控制系统采用PLC控制。

2 采用变频器调速的原因

科学技术的进步, 大功率晶体管电子技术的迅速发展, 交流电动机变频调速技术已广泛应用。其性能胜过任何一种交流调速方式, 而且结构简单。在节能及减少维修, 提高产量, 保证质量等方面都取得了明显的经济效益。变频器调速具有精度高, 稳定性好以及噪音小, 可连续调速, 起动电流小, 最高速度不受电源影响。中水处理系统采用西门子型号MM430, 7.5 k W输入380 V的变频器。经过过滤后的清水作为淋花及洗地用, 一天当中, 有的时间段需用水量大, 有的时间段需用水量较小, 为了适应节能降耗的前提要求, 用水量多的时间段尽量加大转速抽水, 利用变频器调速及PID控制功能, 完全达到上述要求。在用水量较少的时间段, 水泵慢转, 起到节约用电的效果, 利用变频器调速也达到所需要求, 也更好的节约用电, 对用户来说节约成本, 说大一点为国家节省能源。这是该系统采用变频器的理由。

变频器具有以下的特点:变频器有过电流保护, 过载保护, 过热及短路保护, 并且对电机具有过载超速, 防止失速过电流。急加速时, 如果电机跟踪不好, 则过电流保护电路动作, 运转就不能继续进行, 在负载电流减少之前要进行控制, 抑制频率上升或使频率下降。防止失速在生过电压等的保护功能。

3 控制系统的组成

该控制系统的组成主要由废水回收控制系统和变频控制系统。可口可乐公司的工业废水汇流到废水池里, 且废水池设高水位及低水位。由水泵把废水抽到过滤系统进行过滤, 过滤后的水排到清水池里, 这个系统属于废水回收制系统, 由液位控制水泵启动泵抽废水。清水通过水泵抽到淋花及洗地的地方, 这一系统统称为变频控制系统, 具体的速度根据用水而自动调速。如图2所示。

4 系统的控制原理

废水汇流到废水池后, 废水池有高水位及低水位, 废水池低水位3#泵停止抽水, 废水池高水位3#泵开始抽水到过滤系统, 废水池水位处于高水位与低水位之间, 3#泵正常抽水。低位与高位用浮球来检测, 作为PLC的输入信号, 通过PLC全自动控制3#泵工作以及停止。

清水池也分高中低水位且用浮球来监测, 抽清水由1#泵及2#泵互为备用, 由时间来控制, 早晚早晚轮流自动切换来控制。手动可两台同时工作, 也可单独工作。以下叙述变频控制, 清水池低位时, 1#或2#泵停, 水位处于高与中水位之间1#或2#泵正常工作, 水位在中位时1#或2#泵启动且速度由变频调速。变频器根据用水量的大小, 由压力变送器监测压力的大小, 通过PID控制变频的输入信号从而控制了水泵的速度, 如设定供水正常压力为六公斤, 此时电机慢速运转, 节约用电, 用水量大, 水压自然下降, 即低于六公斤, 压力传感输出信号到PID表, 经过PID的调节, 而输出信号控制变频器的输出频率, 使抽水泵加速抽水。过一段时间少用水, 水压超过控制值, PID调节变频器输出频率减小, 使压力在控制值的范围之内。总而言之, 水泵的速度由变频控制, 变频由实际用水压力信号控制, 电机的启动与停止由PLC控制, 而PLC根据具体的水位监测信号反馈到PLC的输入端。

因没有废水的情况下, 清水池安装了自来水供水, 即该系统有补水攻能。废水没有或大量用水, 使清水池水位到低水位时, 电池阀开启动作, 自来水补到清水池中, 当达到清水池的中水位时电磁阀自动关闭。

5 控制系统设计

控制的主电路部分如图3所示。

PLC的I/O接线图如图4所示。

PID信号回路简图如图5所示。

梯形图部分如图6所示。

PLC的I/O分配表部分如表1所示。

6 经济效益

该系统投入使用以来, 运行正常, 实现无人看管。经过处理后的水, 用于洗地淋花, 冲洗手间以及其他用水等等, 每天用这些水约220m3, 为可口可乐公司每一天节约880元人民币。

7 结束语

可口可乐有限公司的废水回收这个工程是笔者独自设计并亲自安装及调试。以上所述是笔者对该工程的整个控制系统的控指过程描述。在调试过程中也出现了问题, 如液位高低不太理想, PID参数多次修改, 最后达到较好的状态。作为一个工程设计者, 刚接到工程经过深思熟虑, 反复研究控制系统的可行性。经过理论可行性的依据判定, 实践也行得通, 这项工程投入使用到现在, 各方面都较好。这说明经过努力学习, 能够扩大业务技术知识范围, 从而大大提高了设计水平。

摘要：利用PLC与变频器控制设计了中水处理系统, 介绍了选用PLC及变频器的原因, 强调了该系统的先进性。水池液位决定水泵的启动与停止, 具体由PLC执行, 运行过程水泵的速度由变频器控制。采用PLC控制与变频调速, 节能效果与经济效益显著。

关键词：PLC,变频调速,中水处理系统

参考文献

[1]刘介才.工厂供电[M].北京:机械工业出版社, 2010.

PLC在变频调速试验系统中的应用 第9篇

PLC控制变频调速试验系统是电工技师考证用教学自制设备。通过立项研制开发,在改善实验教学条件、提高技术人员和教师的科研、教学水平和加强实验室建设等方面都起到了积极作用。我们研制的PLC控制变频调速试验系统融CPU224PLC、变频器、电机、按钮、指示灯和开关电源等于一体,形象逼真,便于学生观察理解外部硬件接线等。在PLC的教学和高级工、技师考证中起到了良好的效果。

1 控制系统构成

控制系统核心是以西门子S7-200 CPU224和三菱变频调速器(FR-S540E-0.4K-CHT)为主,CPU模块采用整体式结构,它的体积小、价格低,CPU模块、I/0模块和电源装在一个箱形机壳内,前盖下面有模式选择开关、模拟量电位器和扩展模块连接器。I/0模块中输入14点,输出10点,可实现高速输入输出响应,内部具有高速计数和中断处理功能。

该控制板将PLC主机固定于板子中央,PLC的输入输出端子均接到面板相应的接线端子排,输入输出信号通过这些接线端子排可由其他地方直接引入,这些接线端子排的布置与PLC的输入输出端子以及电源端、接地端和公共端的实际位置一一对应。在控制板的一侧安装有开关电源,其作用是将220V交流电转变为24V直流电源。

I/0模块接口将输入输出信号引入到控制主板上。正转STF,反转STR,多段速度RH,RM,RL分别与对应输出相连接。PLC变频器电机外部硬件接线图(自动控制生产流水线)如图1所示。PC/PPI编程电缆上标有PC的RS-232端连接电脑的RS-232通信接口,标有PPI的RS-485端连接到CPU模块的通信口,并拧紧两边接口的螺丝。PC/PPI编程电缆通常在教学中下载梯形图程序时使用。

2 控制系统原理及调试

上位机选用PC机,PLC作为从机,PC/PPI编程电缆连接电脑与PLC。主机和从机之间通过标准串行接口RS-232实施数据传输。RS-485串行通信口的外部信号与逻辑电路之间不隔离,支持PPI自由通信口协议和PROFIBUS点对点协议。PPI/MPI协议的波特率设置为9.6kB/s,PC机主要的任务是通过STEP7-Micro/WIN编程软件进行PLC程序的编辑、修改、监控以及在线状态监控。

可编程序控制器有两种工作方式,即RUN(运行)方式与STOP(停止)方式。在RUN方式,通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。在CPU模块的面板在用编程软件控制CPU的工作方式之前,首先应在编程软件与可编程序控制器之间通过PC/PPI电缆建立起通信连接,并将方式开关设置在RUN或TERM位置。允许用编程软件改变CPU的工作方式,在软件中单击工具条上的运行按钮可进入运行方式,单击停止按钮可进入停止方式。

2.1 编写程序

STEP 7-Micro/WIN是专门为S7-200设计的在个人计算机Windows操作系统下运行的编程软件,它的功能强大,使用方便,简单易学。我们可以方便地对PLC控制变频调速试验系统对项目进行编程操作,在此不作介绍。部分梯形图程序(自动控制生产流水线模拟装置)如图2所示。

2.2 控制系统连接

将PLC主板和演示板相应的输入输出点连接起来。作为输入元件的按钮,其一端接PLC的输入点,另一端接输入的L+,而M和1M端接地;正转STF接Q0.0,反转STR接Q 0.1,多段速度RH,RM和RL分别与Q 0.2,Q 0.3,Q 0.4相连接。公共端SD接PLC输出端的M,1M和2M端,而1L+,2L+和L+则接L1端。L1,L2和L3接工频电源,而U,V和W接三相鼠笼电机。开关电源其作用是将220V交流电转变为24V直流电源,最后插上电源。置PLC为STOP(停止)方式,最后用PLC编程电缆PC/PPI电缆将PLC与PC机连接起来即可。为了防止触电,电机和三菱变频调速器必需良好的接地。

2.3 程序运行及调试

CPU通过与计算机建立通信。1)确信PC机与CPU的通讯电缆已连接好,并且CPU上的工作方式选择开关处于“TERM”或STOP位置。2)从主菜单的“检视”中选择“通讯”,或单击“通讯”图标,出现通讯设定对话框,此时显示没有连接CPU。3)双击通讯设定对话框中的刷新图标,STEP 7-Micro/WIN32检查所连接的任何S7-200CPU(站)。在通讯设定对话框中所连接的每个站显示为一个CPU图标。4)双击要进行通讯的站,在通讯设定对话框中可以看到所选站的通讯参数。5)建立与S7-200CPU的在线联系(下载、上装、监控)。下载梯形图程序到对应模拟装置,并对程序进行上机调试运行。

三菱变频调速器参数设置:切换按下PU/EXT键,切换PU操作模式和EXT外部操作模式。PU操作模式下设置P79“0”按SET键。参数清零CLR“10”、扩张功能显示P30“1”,在结合具体项目输入P4,P5,P6,P7,P8,P24和P25对应参数数值按下SET确认,最后按下MODE键两次确认。并在按下EXT外部操作模式进入项目运行与调试。

3 PLC控制变频调速试验系统特点

1)PLC控制变频调速试验系统可应用于学生的认识性实验、应用性实习,高级工、技师考证用;2)可利用PLC控制变频调速试验系统作项目导入,任务驱动法教学,并根据不同需要完成不同的教学内容;3)采用PLC控制变频调速试验系统开发柔性好、抗干扰性强及自动化程度高;4)本装置相对独立,只要接入220V的交流电源,接好输入输出端线,弄清地址分配即可进行各种试验,所需的各种直流电源、PLC的硬件设备也由实验系统提供,只须改变应用程序即可,具有很高的可靠性、灵活性好,突出了教学的实用性。

4 结束语

该控制系统将PLC、变频器、电动机和相应的传感器有机地结合起来,发挥各自优势,配套的界面美观、简洁,使得系统调试和使用都十分方便。

实践证明,所研制的PLC控制变频调速试验系统具有结构简单、操作的方便性,在教学设备的安全、可靠性方面独具特色。

利用PLC控制变频调速试验系统模拟实际的系统运行,为PLC理论教学和实践教学创造了良好的的教学条件和环境,为更好地培养学生的职业技能具有较高的实用价值。

参考文献

[1]廖常初.PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社,2005.

[2]李建兴.可编程序控制器应用技术[M].北京:机械工业出版社,2004.

[3]吴江贤.自动送料装车模拟板研制[J].机械制造与自动化,2007(2):132-133.