用三菱PLC實現(xiàn)PID控制變頻器

1、用三菱PLC-FX2N與F940變頻器設(shè)計一個帶PID控制的恒壓供水系統(tǒng)控制要求：（1）有兩臺水泵，按設(shè)計要求一臺運行，一臺備用，自動運行時泵運行累計100小時輪換一次，手動時不切換。（2）兩臺水泵分別由m1、m2電動機拖動，電動機同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/min，由km1、km2控制。（3）切換后起動和停電后起動須5s報警，運行異常可自動切換到備用泵，并報警。（4）采用plc的pid調(diào)節(jié)指令。（5）變頻器（使用三菱fr-a540）采用plc的特殊功能單元fx0n-3a的模擬輸出，調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。（6）水壓在010kg可調(diào)，通過觸摸屏（使用三菱f940）輸入調(diào)節(jié)。（7）觸摸屏可以顯示設(shè)定水壓、實

2、際水壓、水泵的運行時間、轉(zhuǎn)速、報警信號等。（8）變頻器的其余參數(shù)自行設(shè)定。 軟件設(shè)計：1fx2n-48mrplc 的i/o分配：根據(jù)控制要求及i/o分配，其系統(tǒng)接線圖如圖所示。plc輸入，x1：1號泵水流開關(guān)；x2：2號泵水流開關(guān)；x3：過壓保護。 plc輸出，y1：km1；y2：km2；y4：報警器；10：變頻器stf。 2觸摸屏畫面設(shè)：根據(jù)控制要求及i/o分配，制作觸摸屏畫面。觸摸屏輸入：m500：自動起動。m100：手動1號泵。m101：手動2號泵。m102：停止。m103：運行時間復(fù)位。m104：清除報警。d300：水壓設(shè)定。 觸摸屏輸

3、出：y0：1號泵運行指示。y1：2號泵運行指示。t20：1號泵故障。t21：2號泵故障。d101：當(dāng)前水壓。d502：泵累計運行的時間。d102：電動機的轉(zhuǎn)速。  3. plc的程序：根據(jù)控制要求，畫出fx2n-48mr的程序梯形圖、plc程序如下圖所示。 此主題相關(guān)圖片如下，點擊圖片看大圖： plc的程序簡述：plc得電后，通過程序把模塊中的摸擬量壓力信號轉(zhuǎn)化成壓力數(shù)字量(d160)，將壓力的數(shù)據(jù)寄存器d160的值除以25以校正壓力的實際值(由特殊功能模擬模塊fx0n-3a的資料可知：因0-10kg對應(yīng)的是數(shù)值是0-250，所以壓力與數(shù)值的關(guān)

4、系是1：25)。 在該系統(tǒng)中我們規(guī)定了電動機同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/min，所以同步轉(zhuǎn)速的設(shè)定低于3000轉(zhuǎn)/min對電機的保護是有好處的。這里我們把轉(zhuǎn)速設(shè)定為不能超過1250轉(zhuǎn)/min，則數(shù)值與通過pid程序運算的mv（輸出）值d150（即電動機轉(zhuǎn)速量）的關(guān)系為1：5(由特殊功能模擬模塊fx0n-3a的資料可知：因數(shù)值是0-250對應(yīng)的是0-1250轉(zhuǎn)/min，則數(shù)值與轉(zhuǎn)速的關(guān)系是1：5)。所以電動機的轉(zhuǎn)速實際值校正數(shù)d102=d150×5÷10（其中除以10是因為所有實數(shù)參與pid的sv設(shè)定值>d500，pv當(dāng)前值>d160，運算都是以1000%加入

5、的。所以要得到mv輸出值>d150的實際數(shù)值需要除以10）。因該系統(tǒng)中電機的轉(zhuǎn)速是與壓力成正比的,轉(zhuǎn)速加大;壓力也加大!（這里要注意：動作方向【s3】+1,當(dāng)前值pv，d500設(shè)定值sv，d160；即bit=1，選擇逆動作）所以將壓力數(shù)字量寄存器d160用于pid程序的pv（當(dāng)前）數(shù)字量做為時刻檢查管內(nèi)的當(dāng)前壓力狀況。  4變頻器設(shè)置：（1）上限頻率pr1=50hz；（2）下限頻率pr2=30hz；（3）基底頻率pr3=50hz；（4）加速時間pr7=3s；（5）減速時間pr8=3s；（6）電子過電流保護pr9=電動機的額定電流；（7）起動頻率pr13=10hz；（8

6、）du面板的第三監(jiān)視功能為變頻繁器的輸出功率pr5=14；（9）智能模式選擇為節(jié)能模式pr60=4；（10）設(shè)定端子25間的頻率設(shè)定為電壓信號010v， pr73=0；（11）允許所有參數(shù)的讀/寫pr160=0；（12）操作模式選擇（外部運行）pr79=2；（13）其他設(shè)置為默認值。 5. 系統(tǒng)調(diào)試：（1）將觸摸屏rs232接口與計算機連接，將觸摸屏rs422接口與plc編程接口連接，編寫好fx0n-3a偏移/增益調(diào)整程序，連接好fx0n-3a i/o電路，通過gain和offset調(diào)整偏移/增益。（2）按圖設(shè)計好觸摸屏畫面，并設(shè)置好各控件的屬性，按圖所示編寫好plc程序，并傳送到觸摸屏和plc。（3）將plc運行開關(guān)保持off，程序設(shè)定為監(jiān)視狀態(tài)，按觸摸屏上的按鈕，觀察程序觸點動作情況，如動作不正確，檢查觸摸屏屬性設(shè)置和程序是否對應(yīng)。（4）系統(tǒng)時間應(yīng)正確顯示。（5）改變觸摸屏輸入寄存器值，觀察程序?qū)?yīng)寄存器的值變化。（6）按圖連接好plc的i/o線路和變頻器的控制電路及主電路。（7）將plc運行開關(guān)保持on，設(shè)定水壓調(diào)整為3kg。（8）按手動起動，設(shè)備應(yīng)正常起動，觀察各設(shè)備運行是否正常，變頻器輸出頻率是否相對平穩(wěn)，實際水壓與設(shè)定的偏差。（9）如果水壓在設(shè)