变频器多段调速的PLC控制
PLC在多段调速系统中的应用
1
《可编程控制器技术》
课程设计报告
题 目： PLC在多段调速系统中的应用
院 （系）： 机电与自动化学院
专业班级： 电气自动化技术
学生姓名：
学 号：
指导教师：
2013年01月14日至2013年01月23日
华中科技大学武昌分校
2 《可编程控制器技术》课程设计任务书
一、设计题目
PLC在多段调速系统中的应用
二、设计主要内容
在工业应用控制中，经常用到多段速度控制实际生产设备，用参数将多种速度预先设定，用输入端子进行转换。如恒压供水、电梯速度控制等。
本课题要求设计一个由PLC、变频器、异步电动机组成的变频调速控制系统，完成PLC接线图和控制梯形图的设计。学习力控组态组态软件，进行监控界面的设计，利用实验室设备完成PLC端子和变频器、异步电动机的接线，并进行运行调试。
具体设计内容如下：
1、掌握FR-S540变频器的基本工作原理
（1）了解变频器的基本结构及工作原理；
（2）掌握变频器各参数的意义及设置方法；
（3）掌握变频器操作面板的基本操作。
2、三相异步电动机3速系统控制设计
用PLC、变频器设计一个电动机的三速运行的控制系统。其控制要求如下：
按下起动按钮，电动机以30Hz速度运行，5s后转为45Hz速度运行，再过5s转为20Hz速度运行，按停止按钮，电动机即停止。
FR-S540变频器的设定参数：
（1）上限频率Pr1=50Hz；
（2）下限频率Pr2=0Hz；
（3）基底频率Pr3=50Hz；
（4）加速时间Pr7=2s；
（5）减速时间Pr8=2s；
（6）电子过电流保护Pr9=电动机的额定电流；
（7）操作模式选择（组合）Pr79=3；
（8）多段速度设定（1速）Pr4=20Hz；
西门子PLC、变频器和触摸屏在电机多段调速控制中的应用
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西门子PLC、变频器和触摸屏在电机多段调速控制中的应用
作者：陶肖
来源：《科技创新与应用》2015年第21期
摘 要：随着电气自动化行业的不断发展，PLC、变频器与触摸屏应用日益广泛，常用的多段调速控制系统就是这三者结合的典型应用。文章将介绍使用西门子PLC、变频器、触摸屏构成的电机多段调速控制系统，该系统界面简洁，操作方便。
关键词：西门子；PLC；变频器；触摸屏；组态
1 多段调速系统的控制说明
工业控制领域中常用到多段速度控制生产设备，在设备控制屏上选择控制模式，PLC进行信息处理后变频器将控制电机以用户指定方式运转。本控制系统中触摸屏作为上位机，主要进行控制方式的选择和电机转速的监控，运行系统时先在Smart 700 IE触摸屏上选择自动或手动方式，自动模式下电机按速度1到速度8循环运行，手动模式下通过调速开关1、开关2、开关3的组合选择不同速度；PLC作为下位机，读取输入信号并进行相关处理，然后输出信号给变频器数字输入端；变频器是执行机构，直接控制电机频率变化，可通过变频器参数设置各运行频率的具体值。
2 多段调速控制的PLC设计
本系统设有自动、手动、开关1、开关2、开关3共5个开关，即5个输入量，调速用变频器数字输入端共3个，即3个输出量，故选择西门子公司S7-200 CPU 224CN型号的PLC，采用STEP7 MicroWIN SP3软件编程[1]。本程序中设置I0.0、I0.1为触摸屏上自动、手动按钮，I0.2-I0.4为手动模式下组合选择开关，Q0.0-Q0.2为输出量，三者组合的BCD码为对应速度编号。自动模式时本设计通过定时器组成一脉冲发生器，用计数器进行计数，计数器不同值对应不同速度[2]。
3 多段调速控制的组态设计
西门子Smart 700 IE触摸屏面积小、分辨率高、处理器性能好、支持多种通讯方式、传输速度快，能与S7-200 PLC组成良好的人机交互平台，可使用WinCC flexible 2008 SP4 中文版进行组态[3]。
PLC控制变频器时,变频器参数设定值
多段速（三段速、外部控制信号）变频器参数设定值
首先恢复出厂值（断电后，再送电）
参数
代号 设定值 设定意义 参数意义 D700
页 码 E700
页 码 备注
Pr1 50 50Hz 上限频率 P74 P84
Pr2 0 0Hz 下限频率 P74 P84
Pr79 2 外部运行模式 运行模式选择 P154 P175
Pr4 50 高速频率50Hz 多段速设定 P80 P90
Pr5 25 中速频率25Hz 多段速设定 P80 P90
Pr6 15 低速频率15Hz 多段速设定 P80 P90
多段速（七段速、外部控制信号）变频器参数设定值
首先恢复出厂值（断电后，再送电）
参数
代号 设定值 设定意义 参数意义 D700
页 码 E700
页 码 备注
Pr1 50 50Hz 上限频率 P74 P84
Pr2 0 0Hz 下限频率 P74 P84
Pr79 2 外部运行模式 运行模式选择 P154 P175
Pr4 50 高速频率50Hz 多段速设定 P80 P90
Pr5 25 中速频率25Hz 多段速设定 P80 P90
Pr6 15 低速频率15Hz 多段速设定 P80 P90
Pr24 30 四速频率30Hz 多段速设定 P80 P90
Pr25 40 五速频率50Hz 多段速设定 P80 P90
Pr26 45 六速频率50Hz 多段速设定 P80 P90
Pr27 50 七速频率50Hz 多段速设定 P80 P90
多段速（十五段速、外部控制信号）变频器参数设定值
首先恢复出厂值（断电后，再送电）
参数
代号 设定值 设定意义 参数意义 D700
页 码 E700
页 码 备注
Pr1 50 50Hz 上限频率 P74 P84
Pr2 0 0Hz 下限频率 P74 P84
Pr79 2 外部运行模式 运行模式选择 P154 P175
Pr4 50 高速频率50Hz 多段速设定 P80 P90
基于三菱PLC的多段速调速控制
基于三菱ＰＬＣ的多段速调速控制
王啸东 丁效平巩玮徐桂华南京铁道职业技术学院
【摘要】ＰＬＣ和变频器的速度调节系统已被广泛应用于三相交流异步电机的运行与控制，本文重点介绍了基于三菱ＰＬｃ的 多段速调速控制方法，包括ＰＬＣ－￣变频器的通讯方式、接线图以及参数设定方法等。 【关键词】ＰＬＣ；变频器；多段速度控制；通信协议
１．引言
ＰＬＣ（可编程序控制器）是现代工业
控制的基础部件，它是以微处理器为
基础发展起来的，是集自动化技术、
通信技术、先进制造技术为一体的新
型工业自动控制装置。三菱Ｆｘ系列ＰＬＣ
拥有无以匹及的速度，高级功能逻辑
选件以及定位控制等特点；ＦＸ 是从１６ 路￣Ｊ２５６路输入／输出的多种应用的选
择方案；ＦＸ 系列是小型化，高速度， 高性能和所有方便都是相当于Ｆｘ系列
中最高档次的超小形程序装置。除输 入出１６－２５点的独立用途外，还可以适
用于在多个基本组件间的连接，模拟 控制，定位控制等特殊用途，是一套
可以满足多样化广泛需要的ＰＬＣ。
三菱变频器ＦＲ—Ｅ７４０系列是一款小
型、高性能（自带控制面板）的变频
器。功率范围是０．４ １５ＫＷ；采用磁通
矢量控制，实现１Ｈｚ运行１５０％转矩输
出：ＰＩＤ，１５段速度等多功能选择；内 置独立ＲＳ４８５通讯口；柔性ＰＷＭ，实现
更低噪音运行；允许短时超载（２００％
时持续３ｓ）；变频器表面带ＰＵ接口；
维护简单，配有梳型配线盖板，接线
更方便。
基于ＰＬＣ和变频器的速度调节系统 已被广泛应用于三相交流异步电机的
运行与控制。通过ＰＬＣ控制变频器选择
速级并且实现对应频率电流输出，在实
际生产中，往往要求对同一台电机在不
同时刻的不同转速实现自动调节，这就
需要一个功能完备的速度调节系统，并 且需要精确计算出各段速度间的调节时
间。本文介绍基于三菱ＰＬＣ通信方式的
多段速度变频调速的方法。 ２．ＰＬＣ与变频器的通讯方式
２．１传统模拟接口通讯 采用传统模拟接口通讯方式，ＰＬＣ
用PLC控制变频器调速的实例（图与程序）
用PLC控制变频器调速的实例（图与程序）
《PLC控制变频器调速》实例的要求
用PLC控制变频器，通过光电编码器反馈速度信号达到电动机调速的精确控制。
《PLC控制变频器调速》实例的目的
1. 通过电动机变频调速控制系统实验，进一步了解可编程控制器在电动机变频调速控制中的应用。
2. 通过系统设计，进一步了解PLC、变频器及编码器之间的配合关系。
3. 通过实验线路的设计，实际操作，使理论与实际相结合，增加感性认识，使理论知识更加巩固。
4. 培养动手能力，增强对可编程控制器运用的能力。
5. 培养分析，查找故障的能力。
6. 增加对可编程控制器外围电路的认识。
《PLC控制变频器调速》实例的器件
欧姆龙CPM2AH-40CDR可编程控制器（PLC），欧瑞F1000-G系列变频器， 三相异步电机。
本次实例由3部分组成
第一部分 采样 ：转速的采样采用的是欧姆龙的光电编码器，结合PLC的高速计数器端子，实现高精度的采样。
编码器是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。
编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者成为码盘，后者称码尺．按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．
欧姆龙（OMRON）编码器是用来测量转速的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出（REP）。它分为单路输出和双路输出两种。
第二部分 控制部分： 变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。
第三部分 软件:：控制的基本思路是讲采样的结果作为反馈量，输入到PLC中与所想要的频率对应值比较，然后再由PLC做出相应的控制。
实例中的电路图与梯形图
一、光电编码器
二、变频器
三、实例总结
四、梯形图
变频器与PLC在电机多段速控制中的应用
应用技术
ｌ■ Ｃｈｉｎａ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗ
变频器与ＰＬＣ在电机多段速控制中的应用
邓丽霞 （浙江工业职业技术学院浙江绍兴３１２０００）
［摘要］在许多制造业和企业中生产中都离不开异步电机，如生产线中传送带可由电机拖动，而在生产加工时要求对物料能够进行可靠、迅速的停止，并在 规定的位置进行加工，因此对电机的速度要求可调。但生产线中由于传统电机控制体积大、速度改变不灵活等缺点使得其控制存在不足。采用变频器和ＰＬＣ的组合 控制对系统的运用能弥补不足，本文从分析从电机多段速的控制人手，采用变频器与ＰＬＣ组合，对系统研究有一定的意义。 ［关键词］变频器ＰＬＣ电机多段速 中图分类号：ＴＮ７７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１３）０９～０２９２一叭
１、变颤器与ＰＬＣ的简介 本文中主要采用Ｅ７００的变频器和三菱ＰＬＣ控制。变频器主要由主电路和 ６０ 控制电路组成，变频器的变频原理是ｎ — 【Ｉ一），由式可知改变电动机的速 度可改变极对数Ｐ、改变电动机的转差率Ｓ及改变异步电动机的电源频率 ｆ１。结合实际常用的方法是改变电源的频率实现速度的改变。由三相异步电 动机的等效电路知：Ｅｌ＝ｕｌ＋△ｕ，当Ｅ１和ｆｌ的值较大时，定子的漏阻抗相对 比较小，漏阻抗压降△Ｕ可以忽略不计，即可认为电动机的定子电压，因此： Ｕ Ｅ。 。为维持电动机输出转矩不变，我们希望在调节频率的同时能 够维持主磁通中ｍ不变当在额定频率以下调频，ｌ￣ｐｆｌ＜ｆｉＮ时，为了保证中ｍ不 Ｅ 山 变，得７‘－ 幂瓤，也就是说在频率ｆ１下调时也同步下调反电动劳＿Ｅｌ，但是由于异 步电动机定子绕组中的感应电动势Ｅ１无法直接检测和控制，根据，可以通过控 １ Ｔ ． 制Ｕｌ达到控制Ｅ１的目的，即了－ｉ 常数。 流、过电压引起的损坏外，还应保护异步电动机及传动系统等。
３ 变频器参数与ＰＬＣ的程序设计分析 可根据电机拖动对象，对它的工作情况分析并画出流程图。结合信号组合 与 工作频率（速度）表进行程序编写。例如生产机械在运行过程中要求按 ２０Ｈｚ、２５Ｈｚ、３０Ｈｚ、３５Ｈｚ、４０Ｈｚ、４５Ｈｚ、５０Ｈｚ的速度运行，通过外部端子控制电 机多段速的运行，对ＲＨ、ＲＭ、ＲＬ的开关信号进行控制，可选择７段速度。要求 变频器加速：（ ＞２Ｏ一＞２５一＞３Ｏ一＞３５一＞４Ｏ一＞４５一＞５Ｏ）过程中时间为 ２ｓ。变频器减速：（５Ｏ一＞４５一＞４０一＞３５一＞３Ｏ一＞２５一＞２Ｏ一＞Ｏ）过程中时间 也为２ｓ。这样可设置变频器参数：Ｐｒ．７９＝２；Ｐｒ．１８０＝０；Ｐｒ．１８１＝１；Ｐｒ．１８２＝２。及 多段频率：Ｐｒ．４＝３５Ｈｚ，Ｐｒ．５＝２５Ｈｚ，Ｐｒ．６＝２０Ｈｚ，Ｐｒ．２４＝３ＯＨｚ，Ｐｃ．２５＝４０Ｈｚ，Ｐｒ． ２６＝４５Ｈｚ，Ｐｒ．２７＝５０Ｈｚ。 根据多段速组合关系写出程序图如下：
完整版)基于PLC控制的变频器调速系统
完整版)基于PLC控制的变频器调速系统
目录
第一章 系统的功能设计分析和总体思路
1.1 概述
本文旨在对系统的功能设计和总体思路进行分析和讨论，以确保系统的高效运行和稳定性。
1.2 系统功能设计分析
在系统功能设计分析中，我们需要考虑系统的需求和目标，以及用户的使用惯和需求。在此基础上，我们可以确定系统的主要功能和模块，并对其进行详细的设计和实现。
1.3 系统设计的总体思路
系统设计的总体思路包括系统的整体架构设计、模块之间的关系和数据流程，以及系统的系统性能和稳定性等方面。在设计过程中，我们需要充分考虑系统的可维护性和可扩展性，并采用合适的技术和工具来实现系统的设计。
第二章 PLC和变频器的型号选择
2.1 PLC的型号选择
在PLC的型号选择中，我们需要考虑系统的需求和目标，以及PLC的性能和稳定性等方面。在此基础上，我们可以选择合适的PLC型号，并进行详细的参数设置和调试。
2.2 变频器的选择和参数设置
在变频器的选择和参数设置中，我们需要考虑系统的负载和功率需求，以及变频器的性能和稳定性等方面。在此基础上，我们可以选择合适的变频器型号，并进行详细的参数设置和调试，以确保系统的高效运行和稳定性。
第一章 系统功能设计分析和总体思路
1.1 概述
在工业自动化生产中，调速系统的快速性、稳定性和动态性能是基本要求。调速系统在国防、汽车、冶金、机械、石油等工业中具有举足轻重的作用。然而，调速控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此需要更为先进的控制技术和控制理论。
1.2 可编程控制器（PLC）
可编程控制器（PLC）是一种工业控制计算机，它是继续计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。PLC具有抗干扰能力强、价格便宜、可靠性高、编程简单易学等特点，因此在工业领域中被广泛使用。
尽管在控制领域中逐步采用了电子计算机这个先进技术工具，特别是石油化工企业普遍采用了分散控制系统（DCS），但在控制策略方面，常规的PID控制仍然占据主导地位。PID结构简单、稳定性好、工作可靠、使用中不必弄清系统的数学模型。PID的使用已经有60多年了，有人称赞它是控制领域的常青树。
实验一变频器功能参数设置多段速度选择变频器调速实训
实验一 变频器功能参数设置多段速度选择变频器调速实训
一、实验目的
了解PLC控制变频器做多段速度选择变频调速的方式
二、实验设备 序号 名 称 型号与规格 数量 备注
1 单相交流电源 220V 1 PDX-01
2 三相鼠笼式异步电动机 DJ24 1
3 变频器 MM420 1 PDX-01
图7-2-1
三、实验原理 1. 根据输入选择，PLC输出相应的驱动信号到变频器数字输入端，变频器根据预先设
置的参数输出相应的电压信号到电动机。
四、实验内容和步骤 1.连接
变频器和电
机之间的导线，打开变
频器电源。
2.先恢复变频参数
为工厂缺省
值，再设置本实验参数。 P0010=30 P3900=1 重新上电 P0010=1 P0700=2
P1000=3 P3900=1 重新上电
P0003=2 P0700-P0703=17 P1001=5 P1002=10 P1003=20
P1004=30 P1005=40 P1006=50 P1007=55 P1082=55 P1120=1.0 P1121=1.0
以上设置最多可以选择7 个固定频率。各个固定频率的数值根据下表选择：
3.参数设置完成后将变频器重新上电，再接通SB1键，激活变频器数字信号输入端DIN1，
变频器由此根据设定的参数值输出5 Hz驱动信号给电动机，电机以此运行。断开SB1键，变频器无信号输出，电机停止运转。
4.接通SB2键，激活变频器数字信号输入端DIN2，变频器由此根据设定的参数值输出
10 Hz驱动信号给电动机，电机以此频率运行。断开SB2键，变频器无信号输出，电机停止运转。
5.其余各开关分别对应不同的频率值，对三个开关的不同组合,可构成七种速度。
五、实验报告 写出完成此实验的具体步骤和注意事项。
PLC编程实例西门子PLC控制变频器实现3段速控制电路
PLC编程实例西门子PLC控制变频器实现3段速控制电路
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今天和大家一起学习西门子PLC控制变频器实现3段速控制电路，首先我们先看下原理图。
从上面的原理图中我们先来分析下所需要的元件都有哪些，给大家做了个图片：
参数设定：
Pr.77：参数禁止写入选择：参数值为1（停止过程中可以写入）
ALLC：功能：参数全部清除：设定值为1（参数恢复初始值）。
Pr.79：功能：操作模式选择：设定值为3（外部与面板PU组合运行）。
Pr.178：功能：正转运行STF：参数值60（为端子STF设置为正转运行指令功能）。
Pr.184：功能：端子4输入选择AU：参数值：4（讲AU端子设置为端子4输入有效无效选择，只有当ON时候才有效）。
数字输入公共端SD：数字输入的公共端入SD,STF,STOP等数字量输入。
模拟量公共端5：频率设定信号端子2,14的公共端子，ON状态输入有效 Pr.267：功能：端子4频率输入模式选择：参数值：2（在端子4-5之间输入0-10V信号有效）。
Pr.195：功能：多功能端子功能选择：参数设定99（端子异常时候输出我们选用的是常开点A1,C1）。
接下来就需要把程序传到PLC中，程序给大家截图了：
原理分析：
一、变频合闸
1.闭合总电源空开QF1，PLC控制电源QF3，以及变频器输入接触器控制电源QF2,控制器PLC是将输出输出的电压信号(0-10V) 或电流信号（4-20mA）转换成中间变量（0-32000）。程序中把频率10HZ,20HZ,40HZ,换算成了6400,12800,25600.
2.变频器上电，按下变频器合闸按钮SB1，梯形图中的I0.0闭合，输出继电器Q0.0得电，PLC外接接点Q0.0与1L接点接通，主交流接触器KM线圈得电，主触点闭合，变频器得电。同时梯形图中Q0.0动合触点闭合自锁，保证KM持续吸合。
3.根据参数表设定好变频参数
(整理)学习变频器多段调速的参数设置和外部端子的接线.
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精品文档 三菱变频器多段速的PLC控制
学习变频器多段调速的参数设置和外部端子的接线，学习PLC和变频器综合控制的一般方法。
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按下起动按钮，电动机以30Hz速度运行，5s后转为45Hz速度运行，再过5s转为20Hz速度运行，按停止按钮，电动机即停止。下面是三菱变频器设定参数：
（1）上限频率Pr1=50Hz；
（2）下限频率Pr2=0Hz；
（3）基底频率Pr3=50Hz；
（4）加速时间Pr7=2s；
（5）减速时间Pr8=2s；
（6）电子过电流保护Pr9=电动机的额定电流；
（7）操作模式选择（组合）Pr79=3；（8）多段速度设定（1速）Pr4=20Hz；
（9）多段速度设定（2速）Pr5=45Hz；
（10）多段速度设定（3速）Pr6=30Hz。