用三菱PLC实现PID控制变频器教学提纲
plc 第七章 PID和变频器控制
如果程序中使用的是1相2计数计数器C246-C250中的一个计数器，则 TA2端子中也只使用一相输出，以使用A相为例，同样把TA2的2号端子和 PLC的输入端COM连接，而TA2的1号端子则需要根据所使用的计数器的计 数方向查手册来定， 如C246的加计数时TA2的1号端子和X0连接，而C246的减计数时TA2 的1号端子和X1连接； 如C248的加计数时TA2的1号端子和X3连接，而C248的减计数时TA2 的1号端子和X4连接。
二、三菱 VS-616G5变频器外部接线图
VS-616G5变频器属于电 压型变频器,它包括了4种 控制方式：标准V/F控制、 带PG反馈的V/F控制、无 传感器的磁通矢量控制和 带PG反馈的磁通矢量控制.
1、主电路的连接 主电路电源端子R、S、T经交流接触器和自动空气断 路器与电源连接，无需考虑相序。变频器输出电源接 到端子U、V、W上。 变频器的保护功能动作时，相应的继电器吸合，其常 闭触点断开变频器电源侧主电路接触器的线圈电路， 从而切断变频器主电路的电源。 请勿以主电路的通断来进行变频器的运行、停止操作， 必须通过控制电路端子1或端子2来操作。 DC电抗器连接端子⊕+1和 ⊕+2是连接改善功率因数 用电抗器的端子。这两端子在出厂时接有短路片，对 于30KW以上变频器需配置DC电抗器时，卸掉短路片后 再连接。 对小容量变频器，内设制动电阻接在B1和B2端子上。 对较大容量变频器，需连接外部制动电阻时，接在端 子B1、B2上。 变频器必须可靠接地。
2.PLC实现PID控制的方法
PLC实现PID控制的方法 1）使用PID过程控制模块。这种模块的PID控制程序是PLC生 产厂家设计的，并存放在模块中，用户在使用时只需要 设置一些参数，使用起来非常方便，一块模块可以控制 几路甚至几十路闭环回路。但是这种模块的价格昂贵， 一般在大型控制系统中使用。如三菱的A系列、Q系列PLC 的PID控制模块。 2）使用PID功能指令。现在很多中小型 PLC都提供PID控制 用的功能指令，如FX2N系列PLC的PID指令。它们实际上 是用于PID控制的子程序，与A/D、D/A模块一起使用，可 以得到类似于使用PID过程控制模块的效果，价格却便宜 得多。 3）使用自编程序实现PID闭环控制。有的PLC没有有PID过程 控制模块和 PID控制指令，有时虽然有PID控制指令，但 用户希望采用变型PID控制算法。在这些情况下，都需要 由用户自己编制PID控制程序
三菱系列变频器PID控制参数设置及校正
三菱变频器PID控制图三菱FR-F700系列变频器PID控制参数调节及校正对象：FR-F740 + 远程压力表（0－1.6MPa）＋控制电机控制方式：从PU板输入目标数值，通过压力表输入实时压力测量值，变频器自动调节输出频率一、硬件设置1 短接RT和SD端子，使X14端子为ON ,。
2 短接AU和SD端子,3二、三、X14信号置于··11”。
参数表：四、将压力表值调节到0MPa，设置参数Pr.c6＝0；将压力表值调节到1.6MPa，设置参数Pr.c7＝100.这样，0－100将和0－1.6MPa等比例对应，目标值设定Pr.133中设定值（0－100）与0－1.6MPa等比例对应。
1 调整步骤2 详细校正过程（1）按变频器PU板上的MODE键，调至参数选择界面，如图：，然后旋转旋钮使界面到Pr.C参数设置界面，如图：，再按SET键进入参数号选择界面，如图：，此时字母C后的光标闪烁。
（2）将压力表值调节到0MPa并保持，然后旋转旋钮，当字母C后面数字为6时停止旋值为字母100，1.4.1.2.通过C6 （Pr.904）进行校正。
3.端子4-5间外加检测器设定的100%的输出电流（例﹕20mA）。
4.通过C7 （Pr.905）进行校正。
五、说明1 以上参数设置完成，参数校正成功后，变频器断电再次启动后，无需重新设置和校正参数。
2 校正参数前，须保证AU端子和SD端子短接，拨码开关置1（X14置ON）.3 Pr.c6设置值对应4号端子输入的测量值的最小值，Pr.c7设置值对应4号端子输入的测量值的最大值，建议分别设置为0和100.4 Pr.128参数值设定PID为负作用还是正作用，当在（目标值－测量值）为正时增加执行量（输出频率），为负时减小执行量时为负作用，Pr.128设定为20；当（目标值－测量值）为负时增加执行量，为正时减小执行量，选择正作用，Pr.128设置为21.5 Pr.133中设定值为当前测量值占最大测量值的百分数。
PLC控制实验--PID变频调速控制
实验三十二 PID变频调速控制一、实验目的了解变频器PID功能，掌握外部运行模式下变频器的操作方法。
二、实验设备序号名称型号与规格数量备注1 网络型可编程控制器高级实验装置THORM-D 12 实验挂箱CM51 13 电机WDJ26 14 实验导线3号/4号若干5 通讯电缆USB 16 计算机 1 自备三、控制要求1.正确设置变频器输出的额定频率、额定电压、额定电流。
2.通过操作面板控制电机启动/停止。
3.通过操作面板改变PID控制的设定值。
4.通过外部模拟量改变PID的反馈值。
四、参数功能表及接线图1.参数功能表序号变频器参数出厂值设定值功能说明1n1.00 50.00 50.00 最高频率2n1.05 1.5 0.01 最低输出频率3n1.09 10.0 10.0 加速时间4n1.10 10.0 10.0 减速时间5n2.01 0 0 操作器的RUN/STOP键有效6nA.00 0 4 PID控制目标值（nA.11）7nA.01 0 1 PID控制反馈输入8nA.02 1.0 1.0 比例增益9nA.03 1.0 1.0 积分时间10nA.04 0.00 0.00 微分时间11nA.11 0.00 25.00 设定PID控制目标值注: （1）设置参数前先将变频器参数复位为工厂的缺省设定值（2）设定n0.02=0可设定及参照全部参数2.变频器外部接线图五、操作步骤1.检查实验设备中器材是否齐全。
2.按照变频器外部接线图完成变频器的接线，认真检查，确保正确无误。
（转速盒模拟量输出为0～10V）。
3.打开电源开关，按照参数功能表正确设置变频器参数。
4.按下操作面板按钮“”，起动变频器，观察电机的运转情况。
5.调节nA.00～nA0.4的值，使PID调节为最佳状态。
6.按下操作面板按钮“”，停止变频器。
六、实验总结1.总结使用变频器外部端子控制电机点动运行的操作方法。
2.记录变频器与电机控制线路的接线方法及注意事项。
变频器PID控制
FX5U和三菱F800系列变频器PID控制本次实验主要是测试FX5U PLC与三菱变频器，通过PID调节控制，进行流量，风量或者压力等的过程控制；PID 动作是P（比例）和I（积分）及D （微分）动作的总和，PID 动作是将PI 动作和PD 动作组合后的动作功能，可以实现充分吸取各项动作长处后的控制；由端子2 输入信号或参数设定值作为目标和端子4 输入信号作为反馈量组成PID 控制的反馈系统。
一、系统配置PLC: FX5U-32MT/ES变频器：FR-F840-00170(7.5K)-2(CA)-60电机：三相异步电机线缆：若干线缆二、接线1、PLC端：FX5U相关信号的发送接收变频器：接线对应：PLC 0V----COM0 PLC 24V----PC0V----SE 24V----S/SY0----STF Y1-----RTX0----SU X1----IPFX2----OL X3----FU这里主要设置基本控制，模拟量的测量反馈未设置，根据实际情况设置三、参数设置① Pr.128=20，设定PID动作，目标值输入以及测定值驶入，偏差值输入，参照下表PID动作，当进行PID控制时需要根据实际情况来判断是正作用或负作用，这里选择的是负作用，判断可参照下面；目标值可通过2号端子或参数Pr.133，这里是设参数为目标值② Pr.131=50（PID上限）这里设置的是百分比，如果反馈量超过此设定，就输出FUP 信号。
测定值的最大输入（20mA/5V/10V）等于100%，例如测定反馈的是压力，对于压力表最大量程为0-60Mpa，那么60对应的100%，上限设为50%对应实际上限就是30Mpa。
③ Pr.132=30（PID下限）如果检测值超过此设定，就输出FDN 信号。
④ Pr.133=40（PID 动作目标值）设定PID 控制时的设定值这三个参数根据实际情况设定下面为PID控制过程中输入输出信号的设定⑤ Pr.183=14（设定RT端子输入PID开始信号）⑥ Pr.191=47 （设定SU端子输出PID控制中信号）⑦ Pr.192=16 （设定IPF端子输出PID正反动作信号）⑧ Pr.193=14 （设定OL端子输出PID下限信号）⑨ Pr.194=15 （设定FU端子输出PID上限信号）⑩ Pr.129=PID 比例范围测量值的微小变化会引起执行量的很大改变，当执行量上下波动大，稳定性变差，修改此参数可提高稳定性，影响灵敏度，增益Kp ＝ 1/ 比例常数，值越大，灵敏度越高，稳定性变差⑪ Pr.130=PID 积分时间随着积分时间的减少，到达设定值就越快，但也容易发生振荡。
三菱系列变频器PID控制参数设置及校正
三菱变频器PID控制图三菱FR-F700系列变频器PID控制参数调节及校正对象：FR-F740 + 远程压力表（0－1.6MPa）＋控制电机控制方式：从PU板输入目标数值，通过压力表输入实时压力测量值，变频器自动调节输出频率一、硬件设置1 短接RT和SD端子，使X14端子为ON ,。
2 短接AU和SD端子,3 将拨码开关置1，出厂时默认设置为0。
二、接线图三、参数设置·为了进行PID控制，请将X14信号置于ON。
该信号置于OFF时，不进行PID动作，而为通常的变频器运行。
（但是，通过LONWORKS，CC-Link通讯进行PID控制时，没有必要将X14信号置于ON。
）·在变频器的端子2-5间或者 Pr.133 中输入目标值，在变频器的端子4-5间输入测量值信号。
此时，Pr.128 请设定为“20或者21”。
·输入在外部计算的偏差信号时，请在端子1-5间输入。
此时，Pr.128 请设定为“10或者11”。
参数表：Pr.128＝20（PID负作用）Pr.183＝14（PID控制选择）Pr.267＝1或2（4号端子输入电压选择，1时为0－5VDC；2时为0－10VDC）Pr.133=设定目标值（也可以从2号端子输入，详见说明书）四、参数校正将上述参数设置完成以后，保证RT端子和AU端子均和SD端子短接后，再进行参数校正。
将压力表值调节到0MPa，设置参数Pr.c6＝0；将压力表值调节到1.6MPa，设置参数Pr.c7＝100.这样，0－100将和0－1.6MPa等比例对应，目标值设定Pr.133中设定值（0－100）与0－1.6MPa等比例对应。
1 调整步骤2 详细校正过程（1）按变频器PU板上的MODE键，调至参数选择界面，如图：，然后旋转旋钮使界面到Pr.C参数设置界面，如图：，再按SET键进入参数号选择界面，如图：，此时字母C后的光标闪烁。
（2）将压力表值调节到0MPa并保持，然后旋转旋钮，当字母C后面数字为6时停止旋转，并按SET键确认，键入Pr.C6的参数设置界面，此时显示的值不一定为0，旋转按钮是其值为0.并按下SET键确认，确认成功后，屏幕在参数号和参数设置值之间交替闪烁。
-三菱PLC和变频器控制实训参考资料..
-三菱PLC和变频器控制实训参考资料..实训一三相鼠笼式异步电动机点动和自锁控制一、实训目的了解使用PLC代替传统继电器控制回路的方法及编程技巧，理解并掌握三相鼠笼式异步电动机的点动和自锁控制方式及其实现方法。
二、实训仪器1.THPJC-3型电工实训考核装置一台2.安装有GX Developer编程软件的计算机一台3.SC-09下载电缆一根4.实验导线若干5.三相鼠笼异步电动机一台三、实训内容及说明在传统的强电控制系统中，使用了大量的接触器、中间继电器、时间继电器等分立元器件。
由于使用的元器件数量和品种多，使得系统接线复杂，给系统调试以及修改接线带来困难。
因其潜在故障点多，故降低了整个系统的安全可靠性。
采用PLC对强电系统进行控制，就可以取代传统的继电接触控制系统，还可构成复杂的过程控制网络。
在需要大量中间继电器以及时间继电器和计数继电器的场合，PLC无需增加硬件设备，利用微处理器及存储器的功能，就可以很容易地完成这些逻辑组合和运算，大大降低了控制成本。
因此用PLC作为强电系统的控制器件是一种行之有效的解决方案。
本实验中，PLC对电机的控制方式分两种：1.点动控制启动：按启动按钮SB1，X0的动合触点闭合，Y1线圈得电，即接触器KM2的线圈得电，0.1S后Y0线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，电动机作星形连接启动。
每按动SB1一次，电机运转一次。
2.自锁控制启动：按启动按钮SB2,X1的动合触点闭合，Y1线圈得电，即接触器KM2的线圈得电，0.1S 后Y0线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，电动机作星形连接启动。
只有按下停止按钮SB3时电机才停止运转。
四、实训接线图五、梯形图参考程序见E盘文件夹“电动机PLC实验程序”实训二三相鼠笼式异步电动机联锁正反转控制一、实训目的了解用PLC控制代替传统接线控制的方法，编制程序控制电机的联锁正反转。
二、实训说明三相异步电动机的旋转方向取决于三相电源接入定子绕组的相序，故只要改变三相电源与定子绕组连接的相序即可改变电动机旋转方向。
三菱PLC(温度PID)实验
三菱PLC(温度PID)实验指导书主讲:雷老师湖北祥辉电气自动化培训中心温度PID控制实验一、实验目的熟悉使用三菱FX系列的PID控制，通过对实例的模拟，熟练地掌握PLC控制的流程和程序调试。
二、实验设备1.THPLC-D型（挂箱式）实验装置一台2.FM-26温度控制挂箱一个（包含Pt100热电偶一个）3.计算机一台(或与FX0N系列PLC相配套的手持编程器一个)4.PC/PLC编程数据线一根5.实验导线若干三、接线“Pt100输入”接电热偶（注意补偿端的连线）；“加热指示”和“冷却风扇”接PLC 主机24V电源；“控制输入”接模拟量模块（FXon-3A）的IOUT和COM；“信号输出”接模拟量模块（FXon-3A）的VIN1和COM1。
四、实验原理(1)本实验说明本实验为温度PID控制的演示实验。
其中，系统中的Pt100为热电偶,用来监测受热体的温度，并将采集到的温度信号送入变送器，再由变送器输出单极性模拟电压信号，到模拟量模块，经内部运算处理后，输出模拟量电流信号到调压模块输入端，调压模块根据输入电流的大小，改变输出电压的大小，并送至加热器。
欲使受热体维持一定的温度，则需一风扇不断给其降温。
这就需要同时有一加热器以不同加热量给受热体加热，这样才能保证受热体温度恒定。
本系统的给定值（目标值）是受热体温度为50℃时的值，可以预先设定后直接输入到回路中；过程变量由在受热体中的Pt100测量并经温度变送器给出，为单极性电压模拟量；输出值是送至加热器的电压，其允许变化范围为最大值的0%至100%。
(2)理解FXon系列的PID功能指令FXon系列的PID回路运算指令的功能指令编号为FNC88,源操作数[S1],[S2],[S3]和目标操作数均为D，16位运算占9个程序步，[S1],[S2]分别用来存放给定值SV和当前测量到的反馈值PV,[S3]--[S3]+6用来存放控制参数的值,运算结果MV存放在[D]中。
第五节三菱PLC实现对变频器的控制
上述数据格式中数据指的是PLC与变频器传输的数据（如频率和参 数）。 等待时间是规定变频器从收到PLC来的数据和传输应答数据之间的等 待时间。根据PLC的响应时间在0～150ms之间设定等待时间，最小设定 单位10ms。当变频器的Pr.123参数单元不设为9999时，则等待时间不 由通信数据设定，通信数据格式中无等待时间（少一个字符）。 总和校验码是由被校验的ASCII数据的总和（二进制）的最低一个字节 （8位）表示的两个ASCII数字（十六进制）。
PLC与变频器的连接是利用网线连接的，即用网线的RJ45插头和变频器的 PU插座相接。
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二、三菱FR-A500系列变频器
1、FR-A500变频器的端子接线图
2、FR-A500变频器的通信参数设置
为了正确地建立通信，必须设置变频器与通信有关的参数， 如站号、通信速率、停止位长/字长、奇偶校验等。 变频器内的Pr.117～Pr.124参数号用于设置通信参数。 参数设置采用操作面板或变频器设置软件FR-SW1-SETUPWE在PU口进行。
RST D21 FMOV K0 D500 K10 BMOV D500 D600 K10 SET M8122
发送前将 各存储单 元清零 M8122=ON时，开始发送
D500～D509为接 收数据的地址， D600～D609为接 收数据的存储地址。
D603 D700 K4 读出的频率存D700
字符数 1
格式E′ STX 变频器 读出数 ETX 站号 据 字符数 1 2 3 4 5 6
总和 校验 7 8
CR/ LF代码 9
4）读出数据时从PLC到变频器的发送数据格式
[未发现数据错误] 格式G ACK 字符数 1 变频器 CR/ 站号 LF代码 2 3 4 [发现数据错误] 格式H NAK 字符数 1 变频器 CR/ 站号 LF代码 2 3 4
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用三菱PLC-FX2N与F940变频器设计一个带PID控制的恒压供水系统
控制要求：
（1）有两台水泵，按设计要求一台运行，一台备用，自动运行时泵运行累计100小时轮换一次，手动时不切换。
（2）两台水泵分别由m1、m2电动机拖动，电动机同步转速为3000转/min，由km1、km2控制。
（3）切换后起动和停电后起动须5s报警，运行异常可自动切换到备用泵，并报警。
（4）采用plc的pid调节指令。
（5）变频器（使用三菱fr-a540）采用plc的特殊功能单元fx0n-3a的模拟输出，调节电动机的转速。
（6）水压在0～10kg可调，通过触摸屏（使用三菱f940）输入调节。
（7）触摸屏可以显示设定水压、实际水压、水泵的运行时间、转速、报警信号等。
（8）变频器的其余参数自行设定。
软件设计：
1．fx2n-48mrplc 的i/o分配：根据控制要求及i/o分配，其系统接线图如图所示。
plc输入，x1：1号泵水流开关；x2：2号泵水流开关；x3：过压保护。
plc输出，y1：km1；y2：km2；y4：报警器；10：变频器stf。
2．触摸屏画面设：根据控制要求及i/o分配，制作触摸屏画面。
触摸屏输入：m500：自动起动。
m100：手动1号泵。
m101：手动2号泵。
m102：停止。
m103：运行时间复位。
m104：清除报警。
d300：水压设定。
触摸屏输出：y0：1号泵运行指示。
y1：2号泵运行指示。
t20：1号泵故障。
t21：2号泵故障。
d101：当前水压。
d502：泵累计运行的时间。
d102：电动机的转速。
3. plc的程序：根据控制要求，画出fx2n-48mr的程序梯形图、plc程序如下图所示。
此主题相关图片如下，点击图片看大图：
plc的程序简述：plc得电后，通过程序把模块中的摸拟量压力信号转化成压力数字量(d160)，将压力的数据寄存器d160的值除以25以校正压力的实际值(由特殊功能模拟模块fx0n-3a的资料可知：因0-10kg 对应的是数值是0-250，所以压力与数值的关系是1：25)。
在该系统中我们规定了电动机同步转速为3000转/min，所以同步转速的设定低于3000转/min对电机的保护是有好处的。
这里我们把转速设定为不能超过1250转/min，则数值与通过pid程序运算的mv（输出）值d150（即电动机转速量）的关系为1：5(由特殊功能模拟模块fx0n-3a的资料可知：因数值是0-250对应的是0-1250转/min，则数值与转速的关系是1：5)。
所以电动机的转速实际值校正数d102=d150×5÷10（其中除以10是因为所有实数参与pid的sv设定值>d500，pv当前值>d160，运算都是以1000%加入的。
所以要得到mv输出值>d150的实际数值需要除以10）。
因该系统中电机的转速是与压力成正比的,转速加大;压力也加大!（这里要注意：动作方向【s3】+1,当前值pv，d500设定值sv，d160；即bit=1，选择逆动作）所以将压力数字量寄存器d160用于pid程序的pv（当前）数字量做为时刻检查管内的当前压力状况。
4．变频器设置：
（1）上限频率pr1=50hz；（2）下限频率pr2=30hz；（3）基底频率pr3=50hz；（4）加速时间pr7=3s；（5）减速时间pr8=3s；（6）电子过电流保护pr9=电动机的额定电流；（7）起动频率pr13=10hz；（8）du面板的第三监视功能为变频繁器的输出功率pr5=14；（9）智能模式选择为节能模式pr60=4；（10）设定端子2～5间的频率设定为电压信号0～10v， pr73=0；（11）允许所有参数的读/写pr160=0；（12）操作模式选择（外部运行）pr79=2；（13）其他设置为默认值。
5. 系统调试：
（1）将触摸屏rs232接口与计算机连接，将触摸屏rs422接口与plc编程接口连接，编写好fx0n-3a偏移/增益调整程序，连接好fx0n-3a i/o电路，通过gain和offset调整偏移/增益。
（2）按图设计好触摸屏画面，并设置好各控件的属性，按图所示编写好plc程序，并传送到触摸屏和plc。
（3）将plc运行开关保持off，程序设定为监视状态，按触摸屏上的按钮，观察程序触点动作情况，如动作不正确，检查触摸屏属性设置和程序是否对应。
（4）系统时间应正确显示。
（5）改变触摸屏输入寄存器值，观察程序对应寄存器的值变化。
（6）按图连接好plc的i/o线路和变频器的控制电路及主电路。
（7）将plc运行开关保持on，设定水压调整为3kg。
（8）按手动起动，设备应正常起动，观察各设备运行是否正常，变频器输出频率是否相对平稳，实际水压与设定的偏差。
（9）如果水压在设定值上下有剧烈的抖动，则应该调节pid指令的微分参数，将值设定小一些，同时适当增加积分参数值。
如果调整过于缓慢，水压的上下偏差很大，则系统比例常数太大，应适当减小。
（10）测试其他功能，是否跟控制要求相符。