LC与变频器工程应用讲座

PLC与变频器工程应用设计讲座胜利油田高级人才培训中心主讲人王德清实例一：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。1、三菱PLC实现输入点（4个）：SB1、SB2：X0，X1SA2：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：Y31）地址分配KMABC2）硬件连接：RST30A30B30CUVWFWDCMCOMX0X1X2X3GND24NL

F1-12MPLCCOMY0Y1Y2Y3COMY4Y5MSB1SB2SA2~220VKM~220V3）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2、用S7-200PLC实现输入点（4个）SB1、SB2：I0.0，I0.1SA2：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：Q0.21）地址分配KM2）硬件连接：RST30A30B30CUVWFWDCM1M0.00.10.20.32MM+24

CPU2221L0.00.10.22L0.30.40.5NLABCMSB1SB2SA2~220VKM3）PLC编程—梯形图变频电源变频运行故障指示变频停止(S)(R)Q0.2()I0.3Q0.0I0.01()Q0.0Q0.1I0.2()Q0.3Q0.0I0.3I0.1I0.2KAKMABC3、不改变梯形图——移植法RST30A30B30CUVWFWDCMCOM0。00。10。20。4GND24NL

CPU222COMY0Y1Y2Y3COMY4Y5MSB1SB2SA2~220VKM~220VKAPLC编程程—梯梯形图图变频电电源变频运运行故障指指示变频停停止(S)(R)Q0.3()I0.3Q0.0I0.01()Q0.0Q0.2I0.2()Q0.4Q0.0I0.3I0.1I0.2Q0.1()Q0.0实例二二：用用PLC控控制变变频到到工频频自动动切换换动作过过程和和要求求：1、工工频时时，按按SF1，，KM3动动作，，工频频起动动。按ST1，，工频频停止止；有有过载载保护护。2、变变频时时，按按SF1，，KM1、、KM2动动作，，变频频器接接通电电源与与负载载；按SF2，，KA动作作，发发出变变频器器运运行信信号；；按ST2变变频器器停止止；3、变变频故故障时时，发发出故故障报报警，，停止止变频频，延延时20秒秒后，，切换换到工工频上上运行行。方法一一用用继继电器器接触触器控控制实实现FRKM3KM23~QSKM1RSTUVWFRDCMVRFV+ACMKA电位器工作启启动控制电电路工频起起动变频接接通变频起起动工频投投切KM2FCFAKA2KTST2ST1SF1KASF2KM1KTKM3KRKA1KM3FBKA2KA1KM1KA1KM2SA1）地地址分分配输入点点（7个））：工频变变频切切换开开关：：SA2工频启启动停停止按按钮：：SF1、、ST1变频器器运行行停止止：SF2、ST2输出点点（6个））：工频启启动停停止：：Y2变频器器电源源：Y0、、Y1变频器器运行行：Y3变频器器报警警：Y4、、Y5X0、、X1X2、、X3X4、、X5工频过过载停停止：：KRX6方法二二、用用PLC实实现2、硬硬件连连接线线图工频运运转变频通通电变频运运行变频跳跳闸故障处处理3）PLC编程程问题:PLC与变变频器器工程程应用用就是是一控控一情情况?小结结：目前使使用PLC与变变频器器工程程应用用特点点2、给定方方法：手动动调速速或面面板输输入1、控制方方法：PLC只只是控控制变变频器器启动动、停停止、、指示示入水口口实例三三：采采油注注水恒恒压变变频控控制现场运运行工工作情情况1、有有功率率为110KW水水泵3台2、每每一台台都有有变频频/工工频运运行；；3、工工频与与变频频运行行选择择由操操作人人员选选定；；4、要要求出出水口口总管管压力力为30兆兆帕出水口口控制要要求：：1、要要求管管网出出口压压力为为30兆帕帕；压压力设设定在在面板板上操操作与与显示示；2、每每一台台泵都都有变变频/工频频运行行；3、工工频与与变频频运行行选择择由操操作人人员选选定；；4、控控制柜柜有电电源电电压、、电动动机电电流指指示；；5、控控制柜柜有电电动机机运行行状态态指示示；6、电电动机机在变变频运运行状状态下下，有有启动动、运运行、、停止止指示示；7、电电动机机工频频运行行时，，采用用自耦耦降压压起动动；8、有有工频频、变变频互互锁；；工频频过载载保护护；9、故故障报报警M1M2M3QS1QS2QS3QS4KM1KM3KM5FR1FR2FR3KM2KM4KM6RSTUVW主电路路图KM8KM自耦器器KM7RSTUVWHZFRDCMIRFACMFRQDCMKA变送器器PID调节节器外置PID控制制法门板布布置AAA1#电流2#电流3#电流工频2#3#1#工频工频变频变频变频变频起起动变频停停止运行报警输入点点（至少12个个）1#：：I0.0，I0.12#：：I0.2;I0.3变频频器器启启动动：：I0.6变频频器器停停止止：：I0.7变频频器器报报警警：：I1.01、、地地址址分分配配3#：：I0.4;I0.51#：：工工频频过过载载I1.12#：：工工频频过过载载I1.23#：：工工频频过过载载I1.3输出出点点（（10个个））1#工工频频:Q0.0/KM12#工工频频:Q0.1/KM33#工工频频:Q0.2/KM5变频频运运行行:Q1.0变频频输输出出:Q0.6/KM8变频频报报警警:Q1.11#变变频频:Q0.3/KM22#变变频频:Q0.4/KM43#变变频频:Q0.5/KM6自耦耦降降压压:Q0.7/KM7连接接原原理理图图：：~220V变频频过载载信信号号1#KAKAKAKAKAKA1L0.00.10.20.30.41L0.50.60.71.01.1CPU2260.00.10.20.30.40.50.60.71.01.11.21.3M+24DCKAKAKAKA2#3#问题题:变频频与与工工频频的的切切换换是是人人工工的的!!自自动动化化程程度度低低!!!!!小结结：：这种种工工程程应应用用特特点点:2、、调速速方方法法：自自动动调调速速1、、控制制方方法法：PLC只只是是控控制制变变频频器器启启动动、、停停止止、、指指示示3、、使用用效效果果：变变频频器器特特点点未未利利用用实例例四四：：双双恒恒压压无无塔塔供供水水系系统统设设计计————复杂杂系系统统应应用用1、、工工艺艺过过程程：：水池池控制器进水水SLhSLlYV1EQ1#2#3#YV2消防用水生活用水出口口压压力力利用用压压力力传传感感器器信信号号及及有有关关电电气气控控制制信信号号，，根根据据供供水水管管道道的的压压力力值值控控制制水水泵泵电电机机转转速速，，将将压压力力维维持持在在所所需需的的压压力力值值上上，，将将平平时时不不必必消消耗耗的的能能量量节节省省下下来来，，从从而而达达到到节节电电的的目目的的。。PID控制压力传感器压力设定电网电机水泵出口压力变频器IRFRSTUVW电气气控控制制系系统统主主电电路路原原理理图图NL1L2L3FU1M13~QF2QF3QF4KM1KM3KM5FR1FR1FR1M13~M13~RSTUVWQF1VVVFKM2KM4KM6当压压力力稳稳定定时时压力力不不足足时时增增泵泵压力力超超过过设设定定时时减减泵泵QF1VVVFKM4RSTUVWQF1VVVFKM4RSTUVWKM2RSTUVWVVVFQF1QF1VVVFKM6RSTUVWKM2RSTUVWVVVFQF12、、系系统统控控制制要要求求：：1、、生生活活用用水水时时，，应应低低恒恒压压值值运运行行，，消消防防供供水水时时应应在在高高恒恒压压值值运运行行；；2、、三三台台泵泵采采取取““先开开先先停停”的的原原则则接接入入和和退退出出；；3、、一一台台泵泵运运行行3小小时时，，则则切切换换到到下下一一台台泵泵““倒泵泵功功能能”；；4、、三三台台泵泵在在启启动动时时要要有有软启启动动功能能；；5、、有有完完善善的的报报警警功功能能；；6、、对对泵泵有有手手动动控控制制功功能能；；面板板布布置置图图1、、开开关关控控制制手动动/自自动动指指示示2、、状状态态指指示示泵的的工工频频变频频指指示示3、、水水位位上上限限下下限限报报警警指指示示手动自动手动指示自动指示1#泵2#泵3#泵工频变频工频变频工频变频启动停止启动停止启动停止变频器故障水池水位上限水池水位下限控制制电电路路图图NL1SA102SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8Qo.oQo.1Qo.2Qo.3Qo.4Qo.5Q1.0Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q1.5KM1KM4KM3KM6KM5KM2KM1KM2KM3KM4KM5KM6KA1YV2HL7HL1HL8HL9HL10HL2HL3HL4HL5HL6KAKA1FR1FR2FR3HAKAPLCN14681012141618202224263、、I/O点点及及地地址址分分配配：：输入入地地址址分分配配：（（有有6个个开开关关量量输输入入、、1个个模模拟拟量量输输入入））名称代码地址编号手动、自动消防SA1I0.0水位下限信号SLlI0.1水位上限信号SLhI0.2变频报警信号SuI0.3消铃信号（报警消除）SB9I0.4试灯按钮（测试）SB10I0.5远程模拟信号UpAIW0输出出地地址址分分配配：（（12个个开开关关量量、、1个个模模拟拟量量））1#泵工频运行与指示KM1、HL1Q0.01#泵变频运行与指示KM2、HL2Q0.12#泵工频运行与指示KM3、HL3Q0.22#泵变频运行与指示KM4、HL4Q0.33#泵工频运行与指示KM5、HL5Q0.43#泵变频运行与指示KM6、HL6Q0.5生活/消防转换电磁阀YV2Q1.0水位下限报警指示HL7Q1.1变频器故障报警指示HL8Q1.2火灾报警指示HL9Q1.3报警电铃HAQ1.4变频器复位控制KAQ1.5频率控制信号VfAQW04、、PLC选选型型主机机单单元元CPU222AC/DC继继电电器器扩展展单单元元EM2228点点继继电电器器输输出出模拟拟单单元元EM2354AI/1AO8输输入入入入/6输输出出参看看课课本本P255、、P2578路出4路入/1路出出5、线路路连接原原理图：：1L0.00.10.22L0.30.40.5NL1CPU2221M0.00.10.20.32M0.40.50.60.7ML+~220VSLlSLhSuSB9S10SA1KAKAKAKAKAKAKAHA1L0.00.10.20.3

EM222ML+2L0.40.50.60.7KAKAKAYV2HL7HL8HL9参看课本本P257~220V~220V+24VRAA+A-RBB+B-RCC+C-RDD+D-

EM235ML+M0V0I0+24V远程压力力变送器器4~20mA变频器频频率端子子4~20mA(IRF)AIW0AQW06、PLC编程程要考虑虑的问题题：1、生活活用水时时，应低低恒压值值运行，，消防供供水时应应在高恒恒压值运运行；---设设定值如如何输入入?4、三台台泵采取取“先开先停停”的原则则接入和和退出；；一台泵运运行3小小时，则则切换到到下一台台泵“倒泵功能能”；------泵切换问问题2、数据据采集问问题；3、PID运算算问题；；5、程序序运行问问题；VD104MOV_RENENOINOUTI0.00.9MOV_RENENOINOUT0.7

VD104NOT消防用水水生活用水水1）设定值输输入问题题根据要求求:生活用用水时，，应低恒恒压值(0.7倍)运运行；消消防供水水时,应应在高恒恒压值(0.9倍)运运行；参看课本本P2572）数据采集集应用问题提出出:如何将将模拟输输入端的的模拟量量变换成成数字量量?----如何滤波波问题!!1、将采采样计数数器、采采样当前前值、采采样和、、采样平平均值清清零，并并预置采采样次数数为128次；；2、判断断是否到到预置的的采样次次数，采采样次数数到达预预置值，，则采用用移位法法求平均均值。3、重新新初始化化参数VW12MOV_WENENOINOUTSM0.0AIW0INC_WENENOINOUTVW0VW0MOV_WENENOINOUT16#FFFFVW10NOTMOV_WENENOINOUT+0VW10VW12>=I0ADD_DIENENOIN1OUTIN2VD10VD14SM0.0VD14采集判断求和采集次数数加1ENCOENENOINOUTVW2AC1MOV_DWENENOINOUT+0VD14MOV_DWENENOINOUT>=1VD18VD14VW0VW2SHR_DWENENOINOUTNVD18VD18AC1

MOV_DWENENOINOUT+0VW0求平均值值重新初始始化和清零次数清零零和送VD18次数送AC1求平均值值3）PID回路指指令PIDENENOTBLLOOPTBL:回路的的起始地地址LOOP:回路路号0～～７使用PID运算算步骤:1、将工工程实际际值16位整数数转化为为实数值值（32位孚点点数）；；2、将实实数格式式的工程程实际值值转化为为[0.0—1.0]之间的的无量纲纲相对值值;3、回路路输出转转换为按按工程量量标定的的整数值值问题提出出:如何将将模拟输输入端的的模拟量量进行采采集并处处理后,与期望望值进行行运算后后,以模模拟量的的形式控控制控制制对象?参看课本P221MOV_DWENENOINOUTSM0.0MOV_DWENENOINOUTMOV_DWENENOINOUTMOV_RENENOINOUTMOV_RENENOINOUTMOV_RENENOINOUTMOV_RENENOINOUTMOV_BENENOINOUTATCHENENOINEVNTVD204+1800224000.2530.0200288000.200.00INT_010VD208VD112VD120SMB34VD212VD116VD124上电初始化化程序参看课本P262设置参数:增益:0.25积分时间:30min生活消防采样时间间微分时间间中断时间间增益积分时间间PID运运算DI_RENENOINOUTAC0AC0MOV_RENENOINOUTAC0VD100I_DIENENOINOUTAC0AWI0SM0.0DIV_RENENOIN1OUTIN2AC0AC032000.0

PIDENENOTBLLOOPVB1000PID运运算A/D转转换并成成孚点数数

MOV_RENENOINOUTVB108AC0MUL_RENENOIN1OUTIN2VD108AC032000.0转换并标标准值0.0-1.0,送回回路表输输入单元元换算回实实际值参看课本本P263MOV_DWENENOINOUTAC0VD250MOV_WENENOINOUTAC0AQW0ROUNDENENOINOUTAC0AC0SM0.0DI_IENENOINOUTAC0AC0PID运运算输出出输出模拟拟量实数转换换成双整整数结果暂存存双整数转转换成整整型变量当前设定值输出值增益采样时间积分时间微分时间积分项前值变量前值PID回回路参数数VB100VD100VD104VD108WD112VD116VD120VD124VD128VD132参看课本本P221T38I0.0M0.1T37IN+50TONPTVD250>=DVD212I0.0VD250>=DVD208M0.1()T37<=B1PINC_BENENOINOUTVB301VB301VB301M0.1(S)M0.3M2.01M2.0()Q1.5INTONPTT331PT33M0.4()4）泵泵切换换问题----判断变频泵复复位信号号判断切换换条件并并且在5秒内M0.4INC_BENENOINOUTVB300M2.1(S)VB300M2.1INTONPTT342(R)M2.1PT34M0.5()M0.5(S)M2.21M2.2INTONPTT3930M2.2(R)PT39M0.6()M2.0(R)先工频泵泵启动信信号变频泵启启动信号号延时3秒秒后启动动变频泵泵工频泵启启动原理理1#工频频泵启动动运行的的条件:(1)2#泵为为变频泵泵,无工工频泵时时;(2)3#泵为为变频泵泵,2#已经工工频运行行2#工频频泵启动动运行的的条件:3#工频频泵启动动运行的的条件:(1)3#泵为为变频泵泵,无工工频泵时时;(2)1#泵为为变频泵泵,3#已经工工频运行行(1)1#泵为为变频泵泵,无工工频泵时时;(2)2#泵为为变频泵泵,1#已经工工频运行行Q0.0M1工频频M0.5()Q0.0Q0.1VB300=B2VB301>B0VB300=B3VB301>B1M2工频频M0.5Q0.2()Q0.2Q0.3VB300=B3VB301>B0VB300=B1VB301>B1Q0.4M0.5()Q0.4Q0.5VB300=B1VB301>B0VB300=B2VB301>B1M3工频频变频泵启启动原理理1#变频频泵启动动运行的的条件:变频泵号号VB300=1时2#变频频泵启动动运行的的条件:3#变频频泵启动动运行的的条件:变频泵号号VB300=2时变频泵号号VB300=3时M1变频频启动SM0.1M3.0Q0.1()M0.0Q0.1Q0.0M0.4VB300=B1M0.6M0.6M3.0Q0.3()Q0.3Q0.2M0.4VB300=B2M0.6M3.0Q0.5()Q0.5Q0.4M0.4VB300=B3M2变频频启动M3变频频启动M0.2T38IN100TONPTVD250<=D+1800M0.2()T38>B0PDEC_BENENOINOUTVB301VB301VB3015）减减工频频泵判断断原理如何理解解滤波的的含义?当PID运算结结果小于于下限时时,并且且有工频频泵时;M0.3()>=D180PMOV_DWENENOINOUT0VB310VD3106）变频频泵定时时倒泵原原理PVD310VD301=B0INC_DWENENOINOUTVD310SM0.4<>B0MOV_DWENENOINOUT0VB310VB301计时时间间到3小小时时,倒泵一一次计时时间间为0有工频泵泵时,不不能倒泵泵?I0.0Q1.0(S)火灾时,开YV2阀I0.1M3.1I0.2M3.1()SM0.5M3.2M3.1Q1.1()I0.5SM0.5M3.3I0.3Q1.2()I0.5SM0.5M3.4I0.0Q1.3()I0.5I0.4M3.2M3.1M3.2()I0.4M3.3I0.3M3.3()I0.4M3.4I0.0M3.4()水池低水水位时低水位报报警变频器故故障报警警火警报警警火灾故障障销铃故障测试试低水位故故障销铃铃变频器故故障销铃铃M3.1M3.2Q1.4()I0.5I0.0M3.4I0.3M3.37）报警警电铃及及消除水位下限限报警火警报警警变频故障障报警报警测试试问题:这这是不是是PLC与与变频器器工程应应用最好好的使用用方法?本节小结结：使用PLC与变变频器应应用特点点:3、调速方法法：完全自自动调速速2、控制方法法：PLC控制变变频器启启动、停停止、指指示;并并多台变变频器的的切换1、控制方法法：一控多多台变频频器的切切换M1M2M3QS1QS2QS3QS4KM1KM3KM5FR1FR2FR3KM2KM4KM6变频器选选用：森兰或或三垦或或华为专专用供水水变频器器,并对对功能参参数进行行预置RSTUVW实例五：：供水专专用变频频器应用手动控制制参见说说明书设定RUSVTWFRDCMV+VRFACMIRFM1M2M3QS1QS2KM2KM4KM6KM1KM3KM5电源IWS供供水基板板COMRY1RY2RY3KKM1KM4KM6KM2KM3KM2KM6KM4KM5KM2KM4KM6NKM2KM4KM6压力KA变频器电电气接线线原理图图供水任选选模式的的选择（（CD160=？）模式序号驱动方式辅助泵停止顺序停机方式UPF端子主泵数量0

供水选购件无效1变频泵固定方式无先开后关全部停机1~72变频泵停3先开后关全部停机4变频泵停5有先开后关全部停机1~66变频泵停7先开后关全部停机8变频泵停9变频泵循环方式无全部停机1~410变频泵停11有全部停机1~312变频泵停13有全部停机1~414变频泵停Cd007-008压力指令令加减速斜率压力极限PID运算频率极限电流压力力换算滤波器压力指令令cd175Cd176cd177cd125cd180cd178cd179Cd122-124压力反馈馈+-特点：不需要要设计,只需要要根据参参数设置置就可以以完成工工艺要求求,使用用方便,可靠S7-200PLC实例六：：S7——200与变频频器通信信——通信技术术应用问题提出出:当一台PLC要要控制多多台变频频器时,如果还还要前面面的办法法,就会会增加硬硬件的成成本。解决办法法:PLC通通过RS485/422通信信,通信信口为PORT0控制变频频器的启启动、停停止、加加速、减减速。S7-200BASAMCO-eTRATRBRXR三垦变频频器条件:s7-200CPU226西门子网网络接头头装有STEP7V4.0的的个人电电脑1、利用用通信技技术要考考虑的问问题?（1）选选择运转转指令1）对变变频器参参数设置置（2）选选择运转转频率（3）选选择串行行通信功功能（4）变变频器编编号（5）通通信速率率（6）奇奇偶校验验（7）停停止位（8）终终止码Cd001=3串串行通信信Cd002=14Cd146=1非非连续模模式Cd147=4Cd148=49600bpsCd149=0无Cd150=11位Cd151=1CR,LF（9）cd142=1（10）cd144=02、PLC网网络通信技术术1）数据通信信方式1数据传输输方式2数据传输输方向3传送介质质4串行通信信接口并行与串行通信同步与异步传传送单工通信方式式半双工通信方方式全双工通信方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P2272)S7-200网络通通信协议1PPI协协议PPI协议是是专门为S7-200开开发的通信协协议西门子S7-200系列列PLC是一一种小型整体体结构形式的的PLC,内内部集成的PPI接口为为用户提供了了强大的通信信功能,其PPI接口(即编程口0的物理特性性为RS485,根据不不同的协议通通过接口与不不同的设备进进行通信或组组成网络2MPI协协议S7-200可以通过通通信接口连接接到MPI网网上。用于S7—300/400与与S7—200通信网络络。通信距离离50m,最多连接接32个节点.通信支持的波波特率为19.2KB/S或187.5KB/S3Profibus协协议用于实现分布布式I/O设设备的高速通通信通过EM277Profibus——DP扩展模块连接接到Profibus——DP协议支支持的网络中中,通信支持的波波特率为9600KB/S或12MB/S4用户自定定义协议(自自由口通信协协议)1)使用RS---485(双交线)或或232(PC电缆)接接口,波特率率在1.2～～115.2KB/S2)通过设定特殊殊存储字节SM30(端端口0)或SM130(端口1)允允许自由口模模式自由通信口模模式是S7-200PLC的一个很很有特色的功功能.用户可以通过过程序对通信信口进行操作作5USB协协议是西门子传动动产品(变频频器)通信的的一种协议3）S7-200网络通通信指令（1）网络读读NETR（2）网络络写NETW应用网络写指指令:通过指指令指定的通通信端口(PORT)向另外S7-200写指令令指定的缓冲冲区表(TBL)中的数数据NETRENENOTBLPORTRCVENENOTBLPORTTBL：缓冲冲区首址PORT：0网络读/网络络写指令---PPI协议应用网络读指令:通过过指令指定的的通信端口(PORT)从另外S7-200上接收收数据,并将将接收的数据据存储在指定定的缓冲区表表TBL中发送与接收指指令---自自由端口通信信模式（1）发送指指令（2）接收收指令将发送缓冲区区（TBL））中的数据通通过指令指定定的通信端口口（PORT）发送出处处，发送完时时，将产生一一个中断事件件，数据缓冲冲区的第一个个数据指明了了要发送的字字节数通过指令指定定通信端口（（PORT））接收信息并并存储于接收收数据缓冲区区（TBL））中，接收完完也将产生一一个中断事件件，第一个数数据指明了要要接收的字节节数XMTENENOTBLPORTRCVENENOTBLPORTTBL：缓冲冲区首址PORT：04）用户自定义协协议(自由口口通信协议)（1）端口初初始化（2）发送一一帧数据格式式PPDBBBMMSMB30校验选择位数波特率协议选择00100111字节数开始符变频器号命令频率值结束参看课本P2430100100111接收字符数MOV_BENENOINOUT16#F0SMB87MOV_BENENOINOUT16#0DSMB89MOV_BENENOIN