PLC与变频器工程应用讲座-458PPT课件.ppt

PLC与变频器工程应用讲座 1 实例一 用PLC控制变频 用PLC控制一台变频器单向运行 动作步骤和要求 1 按SB1 KM动作 接通电源 并指示 2 合开关SA2 变频器起动 运转 指示 3 关开关SA2 变频器停止 4 按SB2 关断电源 5 故障时 关断电源 发出故障指示 2 1 三菱PLC实现 输入点 4个 SB1 SB2 X0 X1 SA2 X2 故障报警点 X3 输出点 5个 变频器电源 Y0 变频器电源指示 Y1 变频器运行 Y2 Y4 变频器报警 Y3 1 地址分配 3 KM ABC 2 硬件连接 RST30A30B30CUVWFWDCM SB1 SB2 SA2 220V KM 220V 4 5 3 PLC编程 梯形图 变频电源 电源指示 变频运行 故障指示 变频停止 6 2 用S7 200PLC实现 输入点 4个 SB1 SB2 I0 0 I0 1 SA2 I0 2 故障报警点 I0 3 输出点 4个 变频器电源 Q0 0 变频器运行 Q0 1Q0 3 变频器报警 Q0 2 1 地址分配 7 KM 2 硬件连接 RST30A30B30CUVWFWDCM SB1 SB2 SA2 220V KM 8 3 PLC编程 梯形图 变频电源 变频运行 故障指示 变频停止 S R 9 KA KM ABC 3 不改变梯形图 移植法 RST30A30B30CUVWFWDCM SB1 SB2 SA2 220V KM 220V KA 10 PLC编程 梯形图 变频电源 变频运行 故障指示 变频停止 S R 11 实例二 用PLC控制变频到工频自动切换 动作过程和要求 1 工频时 按SF1 KM3动作 工频起动 按ST1 工频停止 有过载保护 2 变频时 按SF1 KM1 KM2动作 变频器接通电源与负载 按SF2 KA动作 发出变频器运行信号 按ST2变频器停止 3 变频故障时 发出故障报警 停止变频 延时20秒后 切换到工频上运行 12 方法一用继电器接触器控制实现 13 工作启动 控制电路 工频起动 变频接通 变频起动 工频投切 14 1 地址分配 输入点 7个 工频变频切换开关 SA2 工频启动停止按钮 SF1 ST1 变频器运行停止 SF2 ST2 输出点 6个 工频启动停止 Y2 变频器电源 Y0 Y1 变频器运行 Y3 变频器报警 Y4 Y5 X0 X1 X2 X3 X4 X5 工频过载停止 KR X6 方法二 用PLC实现 15 2 硬件连接线图 16 工频运转 变频通电 变频运行 变频跳闸 故障处理 3 PLC编程 17 问题 PLC与变频器工程应用就是一控一情况 小结 目前使用PLC与变频器工程应用特点 2 给定方法 手动调速或面板输入 1 控制方法 PLC只是控制变频器启动 停止 指示 18 入水口 实例三 采油注水恒压变频控制 现场运行工作情况 1 有功率为110KW水泵3台2 每一台都有变频 工频运行 3 工频与变频运行选择由操作人员选定 4 要求出水口总管压力为30兆帕 出水口 19 控制要求 1 要求管网出口压力为30兆帕 压力设定在面板上操作与显示 2 每一台泵都有变频 工频运行 3 工频与变频运行选择由操作人员选定 4 控制柜有电源电压 电动机电流指示 5 控制柜有电动机运行状态指示 6 电动机在变频运行状态下 有启动 运行 停止指示 7 电动机工频运行时 采用自耦降压起动 8 有工频 变频互锁 工频过载保护 9 故障报警 20 M1 M2 M3 QS2 QS3 QS4 KM1 KM3 KM5 FR1 FR2 FR3 KM2 KM4 KM6 RSTUVW 主电路图 KM8 自耦器 KM7 21 RST UVW HZ FR DCM IRF ACM FRQ DCM KA 变送器 PID调节器 外置PID控制法 22 门板布置 变频起动 变频停止 运行 报警 23 输入点 至少12个 1 I0 0 I0 1 2 I0 2 I0 3 变频器启动 I0 6 变频器停止 I0 7 变频器报警 I1 0 1 地址分配 3 I0 4 I0 5 1 工频过载I1 1 2 工频过载I1 2 3 工频过载I1 3 24 输出点 10个 1 工频 Q0 0 KM1 2 工频 Q0 1 KM3 3 工频 Q0 2 KM5 变频运行 Q1 0 变频输出 Q0 6 KM8 变频报警 Q1 1 1 变频 Q0 3 KM2 2 变频 Q0 4 KM4 3 变频 Q0 5 KM6 自耦降压 Q0 7 KM7 25 连接原理图 220V 变频 过载信号 1 KA KA KA KA KA KA KA KA KA KA 2 3 26 问题 变频与工频的切换是人工的 自动化程度低 小结 这种工程应用特点 2 调速方法 自动调速 1 控制方法 PLC只是控制变频器启动 停止 指示 3 使用效果 变频器特点未利用 27 实例四 双恒压无塔供水系统设计 复杂系统应用 1 工艺过程 水池 控制器 进水 SLh SLl YV1 EQ 出口压力 28 利用压力传感器信号及有关电气控制信号 根据供水管道的压力值控制水泵电机转速 将压力维持在所需的压力值上 将平时不必消耗的能量节省下来 从而达到节电的目的 29 电气控制系统主电路原理图 当压力稳定时 压力不足时增泵 压力超过设定时减泵 30 2 系统控制要求 1 生活用水时 应低恒压值运行 消防供水时应在高恒压值运行 2 三台泵采取 先开先停 的原则接入和退出 3 一台泵运行3小时 则切换到下一台泵 倒泵功能 4 三台泵在启动时要有软启动功能 5 有完善的报警功能 6 对泵有手动控制功能 31 面板布置图 1 开关控制手动 自动指示2 状态指示泵的工频变频指示3 水位上限下限报警指示 32 控制电路图 33 3 I O点及地址分配 输入地址分配 有6个开关量输入 1个模拟量输入 34 输出地址分配 12个开关量 1个模拟量 35 4 PLC选型 主机单元CPU222AC DC继电器 扩展单元EM2228点继电器输出 模拟单元EM2354AI 1AO 8输入入 6输出 参看课本P255 P257 8路出 4路入 1路出 36 5 线路连接原理图 220V SLl SLh Su SB9 S10 SA1 KA KA KA KA KA KA 37 KA HA KA KA KA YV2 HL7 HL8 HL9 参看课本P257 220V 220V 24V 38 24V 远程压力变送器4 20mA 变频器频率端子4 20mA IRF AIW0 AQW0 39 6 PLC编程要考虑的问题 1 生活用水时 应低恒压值运行 消防供水时应在高恒压值运行 设定值如何输入 4 三台泵采取 先开先停 的原则接入和退出 一台泵运行3小时 则切换到下一台泵 倒泵功能 泵切换问题 2 数据采集问题 3 PID运算问题 5 程序运行问题 40 消防用水 生活用水 1 设定值输入问题 根据要求 生活用水时 应低恒压值 0 7倍 运行 消防供水时 应在高恒压值 0 9倍 运行 参看课本P257 41 2 数据采集应用 问题提出 如何将模拟输入端的模拟量变换成数字量 如何滤波问题 1 将采样计数器 采样当前值 采样和 采样平均值清零 并预置采样次数为128次 2 判断是否到预置的采样次数 采样次数到达预置值 则采用移位法求平均值 3 重新初始化参数 42 采集 判断 求和 采集次数加1 43 求平均值 重新初始化 和清零 次数清零 和送VD18 次数送AC1 求平均值 44 3 PID回路指令 TBL 回路的起始地址 LOOP 回路号0 使用PID运算步骤 1 将工程实际值16位整数转化为实数值 32位孚点数 2 将实数格式的工程实际值转化为 0 0 1 0 之间的无量纲相对值 3 回路输出转换为按工程量标定的整数值 问题提出 如何将模拟输入端的模拟量进行采集并处理后 与期望值进行运算后 以模拟量的形式控制控制对象 参看课本P221 45 MOV DWENENOINOUT SM0 0 MOV DWENENOINOUT MOV DWENENOINOUT MOV RENENOINOUT MOV RENENOINOUT MOV RENENOINOUT MOV RENENOINOUT MOV BENENOINOUT ATCHENENOINEVNT VD204 1800 22400 0 25 30 0 200 28800 0 20 0 00 INT 0 10 VD208 VD112 VD120 SMB34 VD212 VD116 VD124 上电初始化程序 参看课本P262 设置参数 增益 0 25 积分时间 30min 生活 消防 采样时间 微分时间 中断时间 增益 积分时间 46 PID运算 PID运算 A D转换并成孚点数 转换并标准值0 0 1 0 送回路表输入单元 换算回实际值 参看课本P263 47 SM0 0 PID运算输出 输出模拟量 实数转换成双整数 结果暂存 双整数转换成整型 PID回路参数VB100 VD100VD104VD108WD112VD116VD120VD124VD128VD132 参看课本P221 48 4 泵切换问题 判断 变频泵复位信号 判断切换条件并且在5秒内 49 先工频泵启动信号 变频泵启动信号 延时3秒后启动变频泵 50 工频泵启动原理 1 工频泵启动运行的条件 1 2 泵为变频泵 无工频泵时 2 3 泵为变频泵 2 已经工频运行 2 工频泵启动运行的条件 3 工频泵启动运行的条件 1 3 泵为变频泵 无工频泵时 2 1 泵为变频泵 3 已经工频运行 1 1 泵为变频泵 无工频泵时 2 2 泵为变频泵 1 已经工频运行 51 Q0 0 M1工频 M2工频 Q0 4 M3工频 52 变频泵启动原理 1 变频泵启动运行的条件 变频泵号VB300 1时 2 变频泵启动运行的条件 3 变频泵启动运行的条件 变频泵号VB300 2时 变频泵号VB300 3时 53 M1变频启动 M2变频启动 M3变频启动 54 5 减工频泵判断原理 如何理解滤波的含义 当PID运算结果小于下限时 并且有工频泵时 55 6 变频泵定时倒泵原理 计时时间到3小时时 倒泵一次 计时时间为0 有工频泵时 不能倒泵 56 火灾时 开YV2阀 水池低水位时 低水位报警 变频器故障报警 火警报警 火灾故障销铃 故障测试 低水位故障销铃 变频器故障销铃 57 7 报警电铃及消除 水位下限报警 火警报警 变频故障报警 报警测试 58 问题 这是不是PLC与变频器工程应用最好的使用方法 本节小结 使用PLC与变频器应用特点 3 调速方法 完全自动调速 2 控制方法 PLC控制变频器启动 停止 指示 并多台变频器的切换 1 控制方法 一控多台变频器的切换 59 M1 M2 M3 QS2 QS3 QS4 KM1 KM3 KM5 FR1 FR2 FR3 KM2 KM4 KM6 变频器选用 森兰或三垦或华为专用供水变频器 并对功能参数进行预置 RSTUVW 实例五 供水专用变频器应用 60 手动控制参见说明书 设定 RUSVTWFRDCMV VRFACMIRF QS1 QS2 KM2 KM4 KM6 KM1 KM3 KM5 电源 IWS供水基板COMRY1RY2RY3 K KM1 KM4 KM6 KM2 KM3 KM2 KM6 KM4 KM5 KM2 KM4 KM6 N KM2 KM4 KM6 压力 变频器电气接线原理图 61 供水任选模式的选择 CD160 62 Cd007 008 压力指令 加减速斜率 压力极限 PID运算 频率极限 电流压力换算 滤波器 压力指令 cd175 Cd176cd177 cd125 cd180 cd178cd179 Cd122 124 压力反馈 特点 不需要设计 只需要根据参数设置就可以完成工艺要求 使用方便 可靠 63 S7 200PLC 实例六 S7 200与变频器通信 通信技术应用 问题提出 当一台PLC要控制多台变频器时 如果还要前面的办法 就会增加硬件的成本 解决办法 PLC通过RS485 422通信 通信口为PORT0控制变频器的启动 停止 加速 减速 S7 200BA SAMCO eTRATRBRXR 三垦变频器 条件 s7 200CPU226 西门子网络接头 装有STEP7V4 0的个人电脑 64 1 利用通信技术要考虑的问题 1 选择运转指令 1 对变频器参数设置 2 选择运转频率 3 选择串行通信功能 4 变频器编号 5 通信速率 6 奇偶校验 7 停止位 8 终止码 Cd001 3串行通信 Cd002 14 Cd146 1非连续模式 Cd147 4 Cd148 49600bps Cd149 0无 Cd150 11位 Cd151 1CR LF 9 cd142 1 10 cd144 0 65 2 PLC网络通信技术 1 数据通信方式 1数据传输方式 2数据传输方向 3传送介质 4串行通信接口 并行与串行通信 同步与异步传送 单工通信方式 半双工通信方式 全双工通信方式 双交线 同轴电缆 光缆 RS 232接口 RS 485接口 RS 422接口 参看课本P227 66 2 S7 200网络通信协议 1PPI协议 PPI协议是专门为S7 200开发的通信协议 西门子S7 200系列PLC是一种小型整体结构形式的PLC 内部集成的PPI接口为用户提供了强大的通信功能 其PPI接口 即编程口0的物理特性为RS485 根据不同的协议通过接口与不同的设备进行通信或组成网络 67 2MPI协议 S7 200可以通过通信接口连接到MPI网上 用于S7 300 400与S7 200通信网络 通信距离50m 最多连接32个节点 通信支持的波特率为19 2KB S或187 5KB S 3Profibus协议 用于实现分布式I O设备的高速通信 通过EM277Profibus DP扩展模块连接到Profibus DP协议支持的网络中 通信支持的波特率为9600KB S或12MB S 68 4用户自定义协议 自由口通信协议 1 使用RS 485 双交线 或232 PC电缆 接口 波特率在1 2 115 2KB S 2 通过设定特殊存储字节SM30 端口0 或SM130 端口1 允许自由口模式 自由通信口模式是S7 200PLC的一个很有特色的功能 用户可以通过程序对通信口进行操作 69 5USB协议 是西门子传动产品 变频器 通信的一种协议 70 3 S7 200网络通信指令 1 网络读NETR 2 网络写NETW 应用网络写指令 通过指令指定的通信端口 PORT 向另外S7 200写指令指定的缓冲区表 TBL 中的数据 TBL 缓冲区首址 PORT 0 网络读 网络写指令 PPI协议 应用网络读指令 通过指令指定的通信端口 PORT 从另外S7 200上接收数