在不外接控製器(如PLC)的情況下,直接操作變頻器有三種方式:①操作麵板上的按鍵;②操作接線端子連接的部件(如按鈕和電位器);③複合操作(如操作麵板設置頻率,操作接線端子連接的按鈕進行啟/停控製)。為(wei) 了操作方便和充分利用變頻器,也可以采用PLC來控製變頻器。
PLC控製變頻器有三種基本方式:①以開關(guan) 量方式控製;②以模擬量方式控製;③以RS485通信方式控製。
PLC以開關(guan) 量方式控製變頻器的硬件連接
變頻器有很多開關(guan) 量端子,如正轉、反轉和多檔轉速控製端子等,不使用PLC時,隻要給這些端子接上開關(guan) 就能對變頻器進行正轉、反轉和多檔轉速控製。當使用PLC控製變頻器時,若PLC是以開關(guan) 量方式對變頻進行控製,需要將PLC的開關(guan) 量輸出端子與(yu) 變頻器的開關(guan) 量輸入端子連接起來,為(wei) 了檢測變頻器某些狀態,同時可以將變頻器的開關(guan) 量輸出端子與(yu) PLC的開關(guan) 量輸入端子連接起來。
PLC以開關(guan) 量方式控製變頻器的硬件連接如下圖所示。當PLC內(nei) 部程序運行使Y001端子內(nei) 部硬觸點閉合時,相當於(yu) 變頻器的STF端子外部開關(guan) 閉合,STF端子輸入為(wei) ON,變頻器啟動電動機正轉,調節10、2、5端子所接電位器可以改變端子2的輸入電壓,從(cong) 而改變變頻器輸出電源的頻率,進而改變電動機的轉速。如果變頻器內(nei) 部出現異常時,A、C端子之間的內(nei) 部觸點閉合,相當於(yu) PLC的X001端子外部開關(guan) 閉合,X001端子輸入為(wei) ON。
PLC以模擬量方式控製變頻器的硬件連接
變頻器有一些電壓和電流模擬量輸入端子,改變這些端子的電壓或電流輸入值可以改變電動機的轉速,如果將這些端子與(yu) PLC的模擬量輸出端子連接,就可以利用PLC控製變頻器來調節電動機的轉速。模擬量是一種連續變化的量,利用模擬量控製功能可以使電動機的轉速連續變化(無級變速)。
PLC以模擬量方式控製變頻器的硬件連接如下圖所示,由於(yu) 三菱FX2N-32MR型PLC無模擬量輸出功能,需要給它連接模擬量輸出模塊(如FX2N-4DA),再將模擬量輸出模塊的輸出端子與(yu) 變頻器的模擬量輸入端子連接。當變頻器的STF端子外部開關(guan) 閉合時,該端子輸入為(wei) ON,變頻器啟動電動機正轉,PLC內(nei) 部程序運行時產(chan) 生的數字量數據通過連接電纜送到模擬量輸出模塊(DA模塊),由其轉換成0~5V或0~10V範圍內(nei) 的電壓(模擬量)送到變頻器2、5端子,控製變頻器輸出電源的頻率,進而控製電動機的轉速,如果DA模塊輸出到變頻器2、5端子的電壓發生變化,變頻器輸出電源頻率也會(hui) 變化,電動機轉速就會(hui) 變化。
PLC在以模擬量方式控製變頻器的模擬量輸入端子時,也可同時用開關(guan) 量方式控製變頻器的開關(guan) 量輸入端子。
PLC以RS485通信方式控製變頻器的硬件連接
PLC以開關(guan) 量方式控製變頻器時,需要占用較多的輸出端子去連接變頻器相應功能的輸入端子,才能對變頻器進行正轉、反轉和停止等控製;PLC以模擬量方式控製變頻器時,需要使用DA模塊才能對變頻器進行頻率調速控製。如果PLC以RS485通信方式控製變頻器,隻需一根RS485通信電纜(內(nei) 含5根芯線),直接將各種控製和調頻命令送給變頻器,變頻器根據PLC通過RS485通信電纜送來的指令就能執行相應的功能控製。
RS485通信是目前工業(ye) 控製廣泛采用的一種通信方式,具有較強的抗幹擾能力,其通信距離可達幾十米至上千米。采用RS485通信不但可以將兩(liang) 台設備連接起來進行通信,還可以將多台設備(最多可並聯32台設備)連接起來構成分布式係統,進行相互通信。
1.變頻器的RS485通信口
三菱FR500係列變頻器有一個(ge) 用於(yu) 連接操作麵板的PU口,該接口可用作RS485通信口,在使用RS485方式與(yu) 其他設備通信時,需要將操作麵板插頭(RJ45插頭)從(cong) PU口拔出,再將RS485通信電纜的一端插入PU口,通信電纜另一端連接PLC或其他設備。三菱FR500係列變頻器PU口外形及各引腳功能說明如下圖所示。
三菱FR500係列變頻器隻有一個(ge) RS485通信口(PU口),麵板操作和RS485通信不能同時進行,而三菱FR700係列變頻器除了有一個(ge) PU接口外,還單獨配備了一個(ge) RS485通信口(接線排),專(zhuan) 用於(yu) 進行RS485通信。三菱FR700係列變頻器RS485通信口外形及各腳功能說明如下圖所示,通信口的每個(ge) 功能端子都有2個(ge) ,一個(ge) 接上一台RS485通信設備,另一個(ge) 端子接下一台RS485通信設備,若無下一台設備,應將終端電阻開關(guan) 撥至“100Ω”側(ce) 。
2.PLC的RS485通信口
三菱FX PLC一般不帶RS485通信口,如果要與(yu) 變頻器進行RS485通信,須給PLC安裝FX2N-485BD通信板。485BD通信板的外形和端子如下圖(a)所示,通信板的安裝方法如下圖(b)所示。
(a)外形
(b)安裝方法
3.變頻器與(yu) PLC的RS485通信連接
(1)單台變頻器與(yu) PLC的RS485通信連接
單台變頻器與(yu) PLC的RS485通信連接如下圖所示,兩(liang) 者在連接時,一台設備的發送端子(+\-)應分別與(yu) 另一台設備的接收端子(+\-)連接,接收端子(+\-)應分別與(yu) 另一台設備的發送端子(+\-)連接。
(2)多台變頻器與(yu) PLC的RS485通信連接
多台變頻器與(yu) PLC的RS485通信連接如下圖所示,它可以實現一台PLC控製多台變頻器的運行。
PLC控製變頻器驅動電動機正反轉的電路、程序及參數設置
1.PLC與(yu) 變頻器的硬件連接線路圖
PLC以開關(guan) 量方式控製變頻器驅動電動機正反轉的線路圖如下圖所示。
2.變頻器的參數設置
在使用PLC控製變頻器時,需要對變頻器進行有關(guan) 參數設置,具體(ti) 見下表。
參數名稱 | 參數號 | 設置值 |
加速時間 | Pr.7 | 5s |
減速時間 | Pr.8 | 3s |
加減速基準頻率 | Pr.20 | 50Hz |
基底頻率 | Pr.3 | 50Hz |
上限頻率 | Pr.1 | 50Hz |
下限頻率 | Pr.2 | 0Hz |
運行模式 | Pr.79 | 2 |
3.編寫(xie) PLC控製程序
變頻器有關(guan) 參數設置好後,還要用編程軟件編寫(xie) 相應的PLC控製程序並下載給PLC。PLC控製變頻器驅動電動機正反轉的PLC程序如下圖所示。
PLC控製變頻器驅動電動機多檔轉速運行的電路、程序及參數設置
變頻器可以連續調速,也可以分檔調速,FR-500係列變頻器有RH(高速)、RM(中速)和RL(低速)三個(ge) 控製端子,通過這三個(ge) 端子的組合輸入,可以實現7檔轉速控製。如果將PLC的輸出端子與(yu) 變頻器這些端子連接,就可以用PLC控製變頻器來驅動電動機多檔轉速運行。
1.PLC與(yu) 變頻器的硬件連接線路圖
PLC以開關(guan) 量方式控製變頻器驅動電動機多檔轉速運行的線路圖如下圖所示。
2.變頻器的參數設置
在用PLC對變頻器進行多檔轉速控製時,需要對變頻器進行有關(guan) 參數設置,參數可分為(wei) 基本運行參數和多檔轉速參數,具體(ti) 見下表。
分類 | 參數名稱 | 參數號 | 設定值 |
基本運行參數 | 轉矩提升 | Pr.0 | 5% |
上限頻率 | Pr.1 | 50Hz | |
下限頻率 | Pr.2 | 5Hz | |
基底頻率 | Pr.3 | 50Hz | |
加速時間 | Pr.7 | 5s | |
減速時間 | Pr.8 | 4s | |
加減速基準頻率 | Pr.20 | 50Hz | |
操作模式 | Pr.79 | 2 | |
多檔轉速參數 | 轉速一(RH為ON時) | Pr.4 | 15 Hz |
轉速二(RM為ON時) | Pr.5 | 20 Hz | |
轉速三(RL為ON時) | Pr.6 | 50 Hz | |
轉速四(RM、RL均為ON時) | Pr.24 | 40 Hz | |
轉速五(RH、RL均為ON時L) | Pr.25 | 30 Hz | |
轉速六(RH、RM均為ON時) | Pr.26 | 25 Hz | |
轉速七(RH、RM、RL均為ON時) | Pr.27 | 10 Hz |
3.編寫(xie) PLC控製程序
PLC以開關(guan) 量方式控製變頻器驅動電動機多檔轉速運行的PLC程序如下圖。