在設計一個控制系統(tǒng)或對一個已有的設備進行改造時,常常會需要對電機的速度進行控制,利用PLC的模擬量控制模塊的輸出來對變頻器實現(xiàn)速度控制則是一個經濟而又簡便的方法。
下面以三菱FX2N系列PLC為例進行說明。同時選擇FX2N-2DA模擬量模塊作為對變頻器進行速度控制的控制信號輸出。如圖1所示,控制系統(tǒng)采用具有兩路模擬量輸出的模塊對兩個變頻器進行速度控制。
圖2為變頻器的控制及動力部分,這里的變頻器采用三菱S540型,PLC的模擬量速度控制信號由變頻器的端子2、5輸入。
1.系統(tǒng)中PLC模擬量控制變頻調速需要解決的主要問題
(1)模擬量模塊輸出信號的選擇
通過對模擬量模塊連接端子的選擇,可以得到兩種信號,0~10V或0~5V電壓信號以及4~20mA電流信號。這里我們選擇0~5V的電壓信號進行控制。
(2)模擬量模塊的增益及偏置調節(jié)
模塊的增益可設定為任意值。然而,如果要得到最大12位的分辨率可使用0~4000。如圖3,我們采用0~4000的數字量對應0~5V的電壓輸出。當然,我們可對模塊進行偏置調節(jié),例如數字量0~4000對應4~20mA時。
(3)模擬量模塊與PLC的通訊
對于與FX2N系列PLC的連接編程主要包括不同通道數模轉換的執(zhí)行控制,數字控制量寫入FX2N-2DA等等。而最重要的則是對緩沖存儲器(BFM)的設置。通過對該模塊的認識,BFM的定義如附表。
附表BFM的定義
從附表中可以看出起作用的僅僅是BFM的#16、#17,而在程序中所需要做的則是根據實際需要給予BFM中的#16和#17賦予合適的值。其中:
#16為輸出數據當前值。
#17:b0:1改變成0時,通道2的D/A轉換開始。
b1:1改變成0時,通道1的D/A轉換開始
(4)控制系統(tǒng)編程
對于上例控制系統(tǒng)的編寫程序如圖4所示。
(http://www.tuo13886.net.cn版權所有) 在程序中:
1)當M67、M68常閉觸點以及Y002常開觸點閉合時,通道1數字到模擬的轉換開始執(zhí)行;當M62、M557常閉觸點以及Y003常開觸點閉合時,通道2數字到模擬的轉換開始執(zhí)行。
2)通道1
將保存第一個數字速度信號的D998賦予輔助繼電器(M400~M415);
將數字速度信號的低8位(M400~M407)賦予BFM的16#;
使BFM#17的b2=1;
使BFM#17的b2由1→0,保持低8位數據;
將數字速度信號的高4位賦予BFM的16#;
使BFM#17的b1=1;
使BFM#17的b1由1→0,執(zhí)行通道1的速度信號D/A轉換。
3)通道2
將保存第二個數字速度信號的D988賦予輔助繼電器(M300~M315);
將數字速度信號的低8位(M300~M307)賦予BFM的16#;
使BFM#17的b2=1;
使BFM#17的b2由1→0,保持低8位數據;
將數字速度信號的高4位賦予BFM的16#;
使BFM#17的b0=1;
使BFM#17的b0由1→0,執(zhí)行通道2的速度信號D/A轉換。
4)程序中的K0為該數模轉換模塊的位置地址,在本控制系統(tǒng)中只用了一塊模塊,因此為K0,假如由于工藝要求控制系統(tǒng)還要再增加一塊模塊,則新增模塊在編程時只要將K0改為K1即可。
5)變頻器主要參數的設置
根據控制要求,設置變頻器的運行模式為外部運行模式,運行頻率為外部運行頻率設定方式,Pr.79=2;模擬頻率輸入電壓信號為0~5V,所以,Pr.73=0;其余參數根據電機功率、額定電壓、負載等情況進行設定。
2.注意事項
(1)FX2N-2DA采用電壓輸出時,應將IOUT與COM短路;
(2)速度控制信號應選用屏蔽線,配線安裝時應與動力線分開。
上述控制在實際使用過程中運行良好,很好的將PLC易于編程與變頻器結合起來,當然不同的可編程序控制器的編程和硬件配置方法也不同,比如羅克韋爾PLC在增加D/A模塊時,只要在編程環(huán)境下的硬件配置中添加該模塊即可。總之,充分利用PLC模擬量輸出功能可以控制變頻器從而控制設備的速度,滿足生產的需要。