PLC控制在电机变频调速系统中的应用

1、能源电力PLC控制在电机变频调速系统中的应用529500 阳江市高级技工学校(广东阳江) 卢业【摘 要】本文就是针对PLC控制的电机变频调速系统进行的分析，采用PLC来控制变频器调速，充分发挥可编程控制器的高可靠性、灵活性、通用性、扩展性等优点，通过PLC的开关量输入输出模块控制变频器的多功能输入端、实现对电机的多级调速。【关键词】PLC；电机变频器；控制系统在工业自动化控制系统中，最为常见的是PLC和变频器的组合运用，并且产生了多种多样的PLC控制变频器的方式，比如可以利用PLC的模拟量输出模块控制变频器，PLC还可以通过485通信接口控制变频器，也可以利用PLC的开关量输入/输出模块控制变

2、频器。下面我们以PLC控制变频器实现三段速控制为例来介绍PLC和变频器的组合运用情况。1.任务引入现有一台生产机械共有七挡转速，相应的频率为正转：15Hz、25Hz、50Hz、20Hz，中间停顿2s后反转：15Hz、30 Hz、10 Hz；最后停止。我们可以通过7个按钮来控制其速度的转换，通过前面的学习，我们知道变频器的调速可以连续进行，也可以分段进行，此机械不需要连续调速，只需分段调速即可，下面我们就通过具体的应用来学习PLC的开关量直接对变频器实现多段速调速。2.PLC控制电机变频调速系统构成PLC控制电机变频调速系统由计算机、S7-200 PLC、变频器、电机、控制按钮等组成，计算机通过

3、适配器(SC-09电缆线)，采用RS-232通讯协议与PLC相连接，利用普通网线将PLC与变频器(FR-A540)连接，通过PLC的程序控制，来改变变频器的频率，从而实现可编程控制器对电机频率改变的控制，达到了通过改变频率对电机进行了调速的目的。其原理框图如图1所示。3. 参数设置变频器选用三菱FRA540变频器，变频器用于单纯可变速运行时，可按出厂设定的参数运行即可，若考虑负荷、运行方式时，必须设定必要的参数。对于三菱FRA540变频器（有几百个参数），可以根据实5.1 PLC编程正确地编写程序是实现PLC控制功能的关键，根据控制要求，编写的程序可以分作几个模块，图2列举的是对几个按钮控制端

4、的分配，具体哪个按钮控制哪个段速，由读者自行决定。5. 控制系统的软件设计4.控制线路的连接PLC控制变频器实现多段速控制的接线图如图2所示。变频器的多段速控制端子RH、RM、RL分别由PLC的三个开关量输出控制，SF1和ST1控制接触器KM，从而控制变频器的通、断电；SF2和ST2控制变频器的运行；RST用于变频器排除故障后的复位；SB1-SB6是6挡转速的选择按钮。际需要来设定，结合本系统实际情况参数设定如下：设定基本参数：需要设置的基本参数有Pr.4、 Pr.5 、Pr.6、Pr.9、Pr.24、 Pr.25 、Pr.26 Pr.27等。设定Pr.79=3，“EXT”灯和“PU”灯均亮。

5、根据控制要求，除了设定变频器的基本参数以外，还必须设定操作模式选择和多段速度设定等参数，具体参数如下：上限频率Pr1=50Hz；下限频率Pr2=0Hz；基底频率Pr3=50Hz；加速时间Pr7=0.5S；减速时间Pr8=0.5S；电子过电流保护Pr9=电动机的额定电流；操作模式选择（组合）Pr79=3；多段速度设定（1速）Pr4=30Hz；多段速度设定（2速）Pr5=15Hz；多段速度设定（3速）Pr6=5Hz多段速度的不同组合就能实现所需速度之间的转换。科技与企业杂志 2011年第8期能源电力中，电机的转动都是稳定的，不会出现骤然的加速或者减速，使整个运作控制过程不会产生震动。5.3程序分析

6、将PLC与计算机相连接，当PLC开始运行时，主机发出一个初始脉冲给M8002，使M8002吸合，同时将特殊继电器M8161置位。把H0E70数据传送到特殊数据寄存器D8120当中。运行程序接通监视器，电机的设置转速频率为50Hz，再把设定值传送到寄存器D80当中，启动定时器T10开始记时0.5s，当M70强制为ON时，（即给M70一个上升沿脉冲），程序进入到加速区域，输出的频率开始增加，电机开始转动。运行监视器，当计数器记数到20时，把数据寄存器中D60、D74、D100中的数据与PLC进行交换，当频率开始上升时。MOV把数据H5传送到数据寄存器D60中，当执行P0，M8122置位。定时器T1

7、0接通时，执行在对于控制精度要求不高的拖动系统当中，单用变频器实现对电动机的无级调速，可能会由于所需控制开关较多，或者由于需要开关的不同组合而进一步降低实际控制精度；而适时地采用PLC控制变频器来完成控制过程，无疑将大大提高控制效率，从而更好地满足系统对于自动控制的要求。PLC编程见图3。5.2控制原理在程序的设计中，采用改变中间继电器M70的通断（即M70为ON或者为OFF）强制电机的转动和停止，利用数据寄存器D80来设置被控制对象-电机的转动频率，（如D80=8000的时候，运行时，电机可达到的最高频率是80Hz），通过Pr.4、Pr.5、Pr.6来设置“3速设定来控制电机的高速、中速、低

8、速”，变频器的输出频率工作过程如图4所示。加速时间是指从0Hz开始加速到基准频率Pr.20（出厂时为50Hz，也可以自己设定，但是不要超过50Hz）时所需的时间，减速时间时是指从Pr.20（出厂时为50Hz）到0Hz所需的时间。在电机的运作过程中，电机的频率改变是依靠可编程控制器的高速脉冲的周期来加以改变。无论是在加速还是在减速的过程保持程序，电机的转速保持不变。特殊辅助继电器M8122置位，当产生下降脉冲时，即M70为OFF，频率开始下降。直到程序运行到P0，特殊辅助继电器M8123复位，主程序结束。当监视器M8000接通后，Z1、D16分别先后复位，（ D74， D15） -1寄存到（D7

9、4，D15）当中，D15复位。同时把（D16）+（D61Z1）寄存到D16当中，输出“Z1+1”到下一步，并开始处理D16的数据，然后全部复位，程序结束。电机将保持设定的下限值运行。5.4 程序运行 程序写入。打开GX软件，调出相应的程序(bianp in ton txun)选择在线菜单下的PLC写入选项，进行程序的下载(由PC机进入P LC主机)或者找到bian pin ton txun 文件夹里的Gppw.gps文件直接运行，两种方法都要试一下。注意：写入程序的对话框中三项全选，写入完毕后PLC主机要断电两次。 软元件测试(即改变状态值来控制电机的运行和停止及频率)。点击标准工具条上的软件测试快捷项(或选择在线菜单下调试项中的软件测试项)，进入软件测试对话框。步骤：在位软元件中的软元件键入M70在字软元件/缓冲存储区栏中，软元件项中键入D80，设置值可各不相同由M70强制ON控制电机转动M70强制OFF控制电机停止转动由D80的设置值确定电机的转速(如D80=8000时，运行频率是80Hz)D80的值每改变一次点击一次设置变频器，便能马上做出响应。停止：M70强制OFF停止便可停止或Pr.7514时，按变频器上stop/reset按钮便可停止。6. 结束语综上所述，本文对PLC控制的电机变频调速系统进行了分析，构建了一个计算机通过