PLC編程與應(yīng)用技術(shù)（三菱FX3U）（第二版） 課件 項(xiàng)目十三 基于PLC的多段速控制

項(xiàng)目十三

基于PLC的多段速控制一、項(xiàng)目?jī)?nèi)容一、項(xiàng)目?jī)?nèi)容7段速度1段2段3段4段5段6段7段設(shè)定值10Hz20Hz25Hz30Hz35Hz40Hz45Hz二、相關(guān)知識(shí)二、相關(guān)知識(shí)二、相關(guān)知識(shí)整流器主要是將電網(wǎng)的交流整流成直流；逆變器是通過三相橋式逆變電路將直流轉(zhuǎn)換成任意頻率的三相交流；中間環(huán)節(jié)又叫中間儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，由于變頻器的負(fù)載一般為電動(dòng)機(jī)，屬于感性負(fù)載，運(yùn)行中中間直流環(huán)節(jié)和電動(dòng)機(jī)之間總會(huì)有無功功率交換，這種無功功率將由中間環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件（電容器或電抗器）來緩沖；控制電路主要是完成對(duì)逆變器的開關(guān)控制，對(duì)整流器的電壓控制以及完成各種保護(hù)功能。二、相關(guān)知識(shí)3．變頻器的操作面板三菱公司的FR-A500系列變頻器的外形如圖13-2所示，操作面板外形如圖13-3所示，操作面板各按鍵及各顯示符的功能如表13-2、表13-3所示。二、相關(guān)知識(shí)二、相關(guān)知識(shí)4．操作面板的使用通過FR-DU04型操作面板可以進(jìn)行改變監(jiān)視模式、設(shè)定運(yùn)行頻率、設(shè)定參數(shù)、顯示錯(cuò)誤、報(bào)警記錄清除、參數(shù)復(fù)制等操作，下面介紹幾個(gè)最常用的操作方法。（1）PU工作模式。按“MODE”鍵可改變PU工作模式，如圖13-4所示。（2）監(jiān)視模式。在監(jiān)視模式下，按“SET”鍵可改變監(jiān)視類型，其操作如圖13-5所示，監(jiān)視顯示在運(yùn)行中也可改變。二、相關(guān)知識(shí)二、相關(guān)知識(shí)二、相關(guān)知識(shí)5．外部端子接線圖三菱公司的FR-A500系列變頻器的各電路接線端子如圖13-9所示，有關(guān)端子的說明如表13-4所示。二、相關(guān)知識(shí)二、相關(guān)知識(shí)6．變頻器的外部運(yùn)行操作方式（1）外部信號(hào)控制變頻器連續(xù)運(yùn)行圖13-10是外部信號(hào)控制變頻器連續(xù)運(yùn)行的接線圖。當(dāng)變頻器需要用外部信號(hào)控制連續(xù)運(yùn)行時(shí)，將P79設(shè)為2，此時(shí)，EXT燈亮，變頻器的起動(dòng)、停止以及頻率都通過外部端子由外部信號(hào)來控制。若按圖13-10a所示接線，當(dāng)合上SBl、調(diào)節(jié)電位器RP時(shí)，電動(dòng)機(jī)可正向加、減速運(yùn)行；當(dāng)斷開SBl時(shí)，電動(dòng)機(jī)即停止運(yùn)行。當(dāng)合上SB2、調(diào)節(jié)電位器RP時(shí)，電動(dòng)機(jī)可反向加、減速運(yùn)行；當(dāng)斷開SB2時(shí)，電動(dòng)機(jī)即停止運(yùn)行。當(dāng)SBl、SB2同時(shí)合上時(shí)，電動(dòng)機(jī)即停止運(yùn)行。二、相關(guān)知識(shí)若按圖13-10b所示接線，將RL端子功能設(shè)置為“STOP”(運(yùn)行自保持)狀態(tài)(P60=5)，當(dāng)按下SBl、調(diào)節(jié)電位器RP時(shí)，電動(dòng)機(jī)可正向加、減速運(yùn)行，當(dāng)斷開SBl時(shí)，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)按下SB時(shí)，電動(dòng)機(jī)即停止運(yùn)行；當(dāng)按下SB2、調(diào)節(jié)電位器RP時(shí)，電動(dòng)機(jī)可反向加、減速運(yùn)行，當(dāng)斷開SB2時(shí)，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)按下SB時(shí)，電動(dòng)機(jī)即停止運(yùn)行。當(dāng)先按下SB1(或SB2)時(shí)，電動(dòng)機(jī)可正向(或反向)運(yùn)行，之后再按下SB2(或SB1)時(shí)，電動(dòng)機(jī)即停止運(yùn)行。(2)外部信號(hào)控制變頻器點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行(P1S、P16)當(dāng)變頻器需要用外部信號(hào)控制點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行時(shí)，可將P6O～P63的設(shè)定值定為9時(shí)，這時(shí)對(duì)應(yīng)的RL、RM、RH、STR可設(shè)定為點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行端口。點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行頻率由Pl5決定，并且請(qǐng)把P15的設(shè)定值設(shè)定在P13的設(shè)定值之上；點(diǎn)動(dòng)加、減速時(shí)間參數(shù)由P16設(shè)定。二、相關(guān)知識(shí)按圖13-11所示接線，將P79設(shè)為2，變頻器只能執(zhí)行外部操作模式。將P60設(shè)為9，并將對(duì)應(yīng)的RL端子設(shè)定為點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行端口（JOG)，此時(shí)，變頻器處于外部點(diǎn)動(dòng)狀態(tài)，設(shè)定好點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行頻率(P15)和點(diǎn)動(dòng)加、減速時(shí)間參數(shù)(P16)。在此條件下，若按SBl，電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)正向運(yùn)行；若按SB2，電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)反向運(yùn)行。二、相關(guān)知識(shí)7．操作面板PU與外部信號(hào)的組合控制(1)外部端子控制電動(dòng)機(jī)起停，操作面板PU設(shè)定運(yùn)行頻率(P79＝3)當(dāng)需要操作面板PU與外部信號(hào)的組合控制變頻器連續(xù)運(yùn)行時(shí)，將P79設(shè)為3，“EXT”和“PU”燈同時(shí)亮，可用外部端子“STF”或“STR”控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止，用操作面板PU設(shè)定運(yùn)行頻率。在圖13-10a中，合上SBl，電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)行在PU設(shè)定的頻率上，斷開SBl，即停止；合上SB2，電動(dòng)機(jī)反向運(yùn)行在PU設(shè)定的頻率上，斷開SB2，即停止。(2)操作面板PU控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止，用外部端子設(shè)定運(yùn)行頻率(P79＝4)若將P79設(shè)為4，“EXT”和“PU”燈同時(shí)亮，可用按操作面板PU上的“RUN”和“STOP”鍵控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止，調(diào)節(jié)外部電位器RP，可改變運(yùn)行頻率。二、相關(guān)知識(shí)8．多段速度運(yùn)行變頻器可以在3段(P4～6)或7段(P4～P6和P24～P27)速度下運(yùn)行，見表13-5所示，其運(yùn)行頻率分別由參數(shù)P4～P6和P24～P27來設(shè)定，由外部端子來控制變頻器實(shí)際運(yùn)行在哪一段速度。圖13-12為7段速度對(duì)應(yīng)的端子示意圖。7段速度1段2段3段4段5段6段7段輸入端子閉合RHRMRLRM、RLRH、RLRH、RMRH、RM、RL參數(shù)號(hào)P4P5P6P24P25P26P27三、項(xiàng)目實(shí)施項(xiàng)目評(píng)價(jià)和總結(jié)項(xiàng)目調(diào)試項(xiàng)目軟件設(shè)計(jì)項(xiàng)目硬件接線圖設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)項(xiàng)目分析四、項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)2.

硬件配置3.梯形圖設(shè)計(jì)

1.

輸入輸出地址分配五、任務(wù)實(shí)施1．設(shè)計(jì)思路電動(dòng)機(jī)的7段速運(yùn)行可采用變頻器的多段運(yùn)行來控制，變頻器的多段運(yùn)行信號(hào)通過PLC的輸出端子來提供，即通過PLC控制變頻器的RL、RM、RH、STR、STF端子與SD端子的通和斷。將P79設(shè)為3，采用操作面板PU與外部信號(hào)的組合控制，用操作面板PU設(shè)定運(yùn)行頻率，用外部端子控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止。五、任務(wù)實(shí)施2．變頻器的參數(shù)設(shè)定根據(jù)表13-1的控制要求，設(shè)定變頻器的基本參數(shù)、操作模式選擇參數(shù)和多段速度設(shè)定等參數(shù)，具體如下:1)上限頻率P1＝50Hz。2)下限頻率P2＝0Hz。3)基波頻率P3＝50Hz。4)加速時(shí)間P7＝2.5s。5)減速時(shí)間P8＝2.5s。6)電子過電流保護(hù)P9設(shè)為電動(dòng)機(jī)的額定電流。7)操作模式選擇(組合)P79＝3。8)多段速度設(shè)定(1速)P4＝10Hz。9)多段速度設(shè)定（2速)P5＝20Hz。五、任務(wù)實(shí)施2．變頻器的參數(shù)設(shè)定根據(jù)表13-1的控制要求，設(shè)定變頻器的基本參數(shù)、操作模式選擇參數(shù)和多段速度設(shè)定等參數(shù)，具體如下:10)多段速度設(shè)定(3速)P6＝25Hz。11)多段速度設(shè)定(4速)P24＝30Hz。12)多段速度設(shè)定(5速)P25＝35Hz。13)多段速度設(shè)定(6速)P26＝40Hz。14)多段速度設(shè)定(7速)P27＝45Hz。15)將STR端子功能選擇設(shè)為“復(fù)位”(RES)功能，即P63＝10。五、任務(wù)實(shí)施根據(jù)系統(tǒng)的控制要求、設(shè)計(jì)思路和變頻器的設(shè)定參數(shù)，PLC的輸入/輸出分配表見表13-6。表13-67段速PLC控制輸入/輸出分配表輸

入輸入點(diǎn)輸

出輸出點(diǎn)起動(dòng)按鈕SB1X0運(yùn)行信號(hào)STFY0停止按鈕SB2X11速（RH）Y1

2速（RM）Y2

3速（RL）Y3

復(fù)位（STR/RES）Y4五、任務(wù)實(shí)施4．輸入/輸出接線圖用三菱FX2N型可編程控制器實(shí)現(xiàn)7段速PLC控制的輸入/輸出接線，如圖13-13所示。五、任務(wù)實(shí)施5．編寫梯形圖程序根據(jù)系統(tǒng)控制要求，可設(shè)計(jì)出控制系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，如圖13-14所示。五、任務(wù)實(shí)施6.系統(tǒng)調(diào)試（1)先給變頻器上電，按上述變頻器的設(shè)定參數(shù)值進(jìn)行變頻器的參數(shù)設(shè)定。（2)輸入PLC梯形圖程序，將圖13-14所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖轉(zhuǎn)換成步進(jìn)梯形圖，通過編程軟件正確輸入計(jì)算機(jī)中，并將PLC程序文件下載到PLC中。（3)PLC模擬調(diào)試。按圖13-13所示的系統(tǒng)接線圖正確連接好輸入設(shè)備(按鈕SBl、SB2)，進(jìn)行PLC的模擬調(diào)試，觀察PLC的輸出指示燈是否按要求指示(按下起動(dòng)按鈕SBl，PLC輸出指示燈YO、Yl亮，5s后Yl滅，YO、Y2亮，再過5s后Y2滅，YO、Y3亮，再過5s后Yl滅，YO、Y2、Y3亮，再過5s后Y2滅，YO、Yl、Y3亮，再過5s后Y3滅，YO、Yl、Y2亮，再過5s后YO、Yl、Y2、Y3亮，任何時(shí)候按下停止按鈕SB2，YO～Y3都熄滅，Y4閃一下)。若輸出有誤，檢查并修改程序，直至指示正確。五、任務(wù)實(shí)施6.系統(tǒng)調(diào)試（4）空載調(diào)試。按圖13-13所示的系統(tǒng)接線圖，將PLC與變頻器連接好，但不接電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行PLC、變頻器的空載調(diào)試，通過變頻器的操作面板觀察變頻器的輸出頻率是否符合要求(即按下起動(dòng)按鈕SBl，變頻器輸出10Hz，5s后輸出20Hz，以后分別以5s的間隔輸出25Hz、3OHz、35Hz、4OHz、45Hz，任何時(shí)候按下停止按鈕SB2，變頻器在2s內(nèi)減速至停止)，若變頻器的輸出頻率不符合要求，檢查變頻器參數(shù)、PLC程序，直至變頻器按要求運(yùn)行。（5)系統(tǒng)調(diào)試。按圖13-13所示的系統(tǒng)接線圖正確連接好全部設(shè)備，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，觀察電動(dòng)機(jī)能否按控制要求運(yùn)行(即按下起動(dòng)按鈕SBl，電動(dòng)機(jī)以10Hz速度運(yùn)行，5s后轉(zhuǎn)為20Hz速度運(yùn)行，以后分別以5s的間隔轉(zhuǎn)為25Hz、30Hz、35Hz、40Hz、45Hz的速度運(yùn)行，任何時(shí)候按下停止按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)在2s內(nèi)減速至停止)。否則，檢查系統(tǒng)接線、變頻器參數(shù)、PLC程序，直至電動(dòng)機(jī)按控制要求運(yùn)行。（6）記錄程序調(diào)試的結(jié)果。五、拓展訓(xùn)練用PLC、變頻器設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)料小車控制系統(tǒng)，控制要求如下：1、啟動(dòng)按鈕SB1用來開啟運(yùn)料小車，停止按鈕SB2用來手動(dòng)停止運(yùn)料小車，小車運(yùn)行到位用左右限位開關(guān)模擬。2、工藝流程：按SB1，小車從原點(diǎn)啟動(dòng)，右行，直到碰到SQ2，KM1接觸器吸合，使料斗開啟7S裝料。隨后，小車自動(dòng)返回原點(diǎn)，直到碰到原點(diǎn)限位開關(guān)為止。小車卸料時(shí)，KM2接觸器吸合，小車卸料時(shí)間為5S，5S后卸料結(jié)束，完成任務(wù)。3、小車不在原位不能啟動(dòng)，如果小車不在原位，按停止按鈕可回到原點(diǎn)。要求：編制其PLC程序，安裝接線并調(diào)試運(yùn)行。鞏固提高1．某電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)過程中的控制要求如下：按下起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)以表13-7設(shè)定的頻率進(jìn)行5段速度運(yùn)行，每隔8s變化一次速度，按停止按鈕，電動(dòng)機(jī)即停止。試用PLC和變頻器設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)5段速運(yùn)行的控制系統(tǒng)。2.用PLC、變頻器設(shè)計(jì)一個(gè)工業(yè)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)。其控制要求如下。工業(yè)洗衣機(jī)的控制流程如圖13-15所示。系統(tǒng)在初始狀態(tài)時(shí)，按起動(dòng)按鈕則開始進(jìn)水。到達(dá)高