PLC控制变频器多段速运行

—306—技术改造引言西门子PLC 具有功能强大、可靠性高及响应时间短等优势，在我国化工生产、冶金及印刷等行业有广泛应用。

在各个生产领域，电动机存在多段速运行需求，可通过变频器多段运行实现。

西门子PLC 在变频器多段运行控制方面，呈现出编程简单、运行可靠的优势。

1 西门子PLC 控制变频器的7段调速控制电路西门子PLC 控制变频器的7段调速控制电路如图1所示。

图1 西门子PLC 控制变频器的7段调速控制电路2 西门子PLC 对变频器的7段调速控制电路整体架构本文以某企业的电动机控制系统为例，分析西门子PLC 对变频器的7段调速控制电路。

该企业电动机系统包括变频器、PLC 、断路器、接触器、继电器、电动机及电位器等设备。

其中，变频器选择三菱740型号；PLC 选择S7-200 224XP 型号。

在该企业的调速控制电路设计中，技术人员合理分配PLC 的I/O ，将变频器的按钮、开关与PLC 的各个输入点相对应，分别输出相应的指令，完成控制电路的设计。

在控制电路基本架构完成后，技术人员将变频器通电，输入PLC 程序，并根据参数表设置变频器的各项参数，保障变频器与PLC 的稳定运行；然后，技术人员通过PLC 控制变频器运行输出，完成调速控制电路的运行调试。

运行输出调试流程较复杂，技术人员按照如下规范流程进行:第一，将变频器运行输出按钮按下，输出继电器连接电源，PLC 的1号外接接点通电，常开点开启；第二，变频器外界端子和SD 闭合，转变变频器的频率出现变化，从原本的启动频率，增加到电位器的给定频率；第三，在变频器达到给定频率后，变频器的运行指示灯亮起，并显示屏呈现出“RUN ”字样，电动机按照正转方向运行；第四，关闭PLC 常开点，完成PLC 输入点的自锁，电动机此时持续稳定输出，完成控制电路的调试。

其中，PLC 输入点的自锁可避免操作人员出现误操作，引发变频器失电问题。

3 西门子PLC 对变频器的7段调速控制电路运行流程在西门子PLC 对变频器的7段调速控制电路运行中，变频器按钮及开关的调节有较高要求，PLC 控制程序需规范控制流程，保障变频器的7段调速，确保电动机的转速符合生产要求。

• 142•变频器是一种电压、频率变换设备，是将定频的交流电变换成电压、频率连续可调的交流电，从而供给电动机运转及调速使用。

实际生产中变频器常用于三相交流异步电动机的调速。

1 变频器七段速调速原理变频器在进行多段速调速控制时，主要是通过变频器外部信号指令控制来实现的。

三菱FR-D740变频器实现七段速的控制是通过变频器上的RH 、RM 、RL 三个端子之间的相互组合来完成的，七段速度的选择与三个端子之间的接通、断开状态有着密切的联系，具体速度的选择如图1所示。

图1 变频器七段速调速端子组合图图1中“ON ”表示在这个速度时处于变频器外部控制端子的接通状态。

可见，变频器输出不同速度时，其外部的RH 、RM 、RL 三个端子处于不同的组合接通状态。

根据三菱FR-D740变频器的这一特点，通过控制三个端子的闭合状态就可以实现对变频器的七段速的手动控制。

2 PLC基本指令控制变频器七段速调速在实际应用中，大多数三相异步电动机的调速是利用PLC 程序控制变频器来实现，下面以PLC 基本指令控制电动机正向七段速运行为例来介绍PLC 是如何控制变频器进行七段速运行的。

实际应用时要根据PLC 对变频器控制运行要求完成PLC 与变频器的外部接线设计。

图2 PLC控制变频器外部接线图2.1 PLC与变频器的外部接线图图2中SB1-SB7为七段速选择按钮，SB8为停止按钮，把它们对应的接到PLC 输入继电器X1-X7和X10的端子上。

PLC 输出继电器Y1接变频器STF 端子，Y2、Y3、Y4分别接变频器RH 、RM 、RL 端子，COM1和COM2公共端接变频器SD 端子。

完成PLC 与变频器外部接线后就要针对外部接线完成控制程序的编写。

2.2 基本指令编写的控制程序因控制程序较多，文中只列出部分控制程序如图3所示。

图3 部分PLC控制程序图3所示程序中X1-X7是外部控制选择七段速的输入信号，这七个输入继电器在程序段中相互制约，同一时间只允许一个输入继电器的常开点有效，具体方法是在对应的输入继电器控制的程序段中去除它本身的常闭点。

常州轻工职业技术学院电子电气工程系毕业设计常州轻工职业技术学院题 目 PLC 与变频器多段速度控制系统的设计姓 名学 号 1036623116班 级 10自动试点班指导教师职 称 副 教 授日 期 2013年5月毕业设计(论文)说明书中文摘要本文主要简介了可编程控制器与变频器在现代工业调速方面的应用。

着重讲解了多段调速的使用。

硬件上使用的是三菱可编程控制器中的FX3U-48M和三菱变频器。

如今，变频调速已被公认为是最理想、最有发展前途的调速方式之一，采用变频器构成变频调速传动系统能满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求。

变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值，因而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目的。

变频调速器调速不仅操作方便，故障率低，且节能效果明显，优于调压调速、变级调速、滑差调速、串级调速、整流子调速和液力偶合器调速等。

并且变频调速在电动机运行时很容易实现电动机的正、反转。

只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序，即可实现输出换相，也不存在因换相不当而烧毁电动机的问题。

通过可编程控制器来控制变频器调速，是现代工业应用最为广泛的调速方法之一，所以本文主要研究的就是通过可编程控制器来控制变频器改变交流电机供电的频率和幅值，从而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目的。

关键词：可编程控制器，变频器，工业调速，变频调速ABSTRACTThis paper mainly introduces the programmable controller and inverter in modern industrial control on multiple segments hardware is used on Mitsubishi programmable controller in FX3U-48M and Mitsubishi , VVVF has been recognized as the most ideal, the most promising control one way, using PLC variable frequency speed control system can meet the needs of improving labor productivity, improve product quality, improve the degree of automation equipment, improve the quality of life and improve the living environment and other requirements.Inverter AC motor power supply is used to change the frequency and amplitude, and thus change its motion magnetic cycle, so as to achieve the smooth control of motor speed conversion speed governor has the advantages of convenient operation, low failure rate, and has obvious energy-saving effect, better than the voltage regulating speed, variable speed control, slip control, cascade control, speed control and hydraulic coupler speed variable frequency speed regulation in the motor run time is easy to achieve the motor is, need to change the frequency converter inverter tube inside the switching sequence, you can achieve the output exchange phase, there is no improper burning of the electric motor by phase change problems.Through the programmable controller to control the frequency converter, is a modern industrial application is most wide speed regulation method, so this paper mainly studies is that through the programmable controller to control the frequency converter to change the frequency and amplitude of the AC motor power supply, so as to change the moving magnetic field cycle, so as to achieve the smooth control of motor speed to.Keywords:Programmable controller, inverter, industrial control, variable frequency speed regulation目录第一章概述 (6)课题背景 (6)PLC的发展历程 (6)PLC的分类 (6)PLC的应用领域 (8)变频器基本原理与应用 (8)课题的目的和意义 (9)课题的目的 (9)课题的意义 (11)课题任务及要求 (11)课题的主要任务 (12)课题的主要要求 (12)第二章设计内容简介 (13)课题目前研究及应用现状 (13)设备的结构分析 (13)第三章PLC实现的过程 (15)工作流程 (15)工作过程叙述 (15)工作过程示意图 (15)PLC的I/O分配表 (15)PLC控制的设备清单及原理图 (17)元器件设备清单 (17)PLC控制的原理图 (17)梯形图及程序指令表 (18)梯形图 (18)程序指令表 (23)第四章控制装置的柜屛设计及安装调试 (27)元件安装图 (27)控制柜与操作屏设计图 (28)参考文献 (30)致谢 (31)第一章概述课题背景可编程逻辑控制器，英文称Programmable Logic Controller，简称PLC，它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，PLC由CPU，存储器、I/0接口、内嵌的精简高效操作系统组成。

| Techniques of Automation & Applications78PLC 变频器三段速控制编程技巧孙 娜(辽宁工程职业学院,辽宁 铁岭 112008)摘 要:PLC 在实际生产生活中已经得到广泛应用,而在实际的运用中存在大量的编程技巧,文中以PLC 变频器控制三段速为例,简单介绍系统硬件设计、I/O 分配,详细介绍软件编程方法,按照控制要求,实现顺时切换并自动循环。

详细叙述了几种不同的编程方法,并加以对比,分析每种编程方法的优缺点,引申出PLC 的几种编程技巧。

关键词:PLC;编程;技巧中图分类号:TN081 文献标识码:A 文章编号:1003-7241(2018)09-0078-03PLC Programming Skills for Three Stage Speed Control of InverterSUN Na( Liaoning Engineering V ocational College, Tieling 112008 China )Abstract: PLC has been widely used in the actual production and life, and there are a lot of programming skills in practical applications.In this paper, PLC inverter control three segment speed as an example, the hardware design of the system and the I/O is introduced, then software programming method is introduced in detail, in accordance with the control requirements, the time switch and automatic cycle. Several different programming methods are described in detail, compare and contrast, analyze the advantages and disadvantages of each programming method, several programming techniques for PLC are derived.Key words: PLC; programming; skills收稿日期:2017-08-161 引言可编程控制器(PLC)以其功能强大、编程简单、性能可靠等诸多优点已经占据了工业控制系统的主流,而且编程指令简单易懂,非常适合工程技术人员操作,提高了生产效率[1]。

PLC编程实例西门子PLC控制变频器实现3段速控制电路发现更多电气知识电气达人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：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二、PLC控制变频运行按下变频器运行按钮SB3，梯形图中的I0.2闭合，输出继电器Q4.0得电，PLC外接接点Q4.0与2L接通，变频端子STF与SD端子闭合，同时Q4.0常开点闭合自锁，梯形图中所有的Q4.0都闭合，准备多段速运行三、3段速运行1.按下频率1按钮SB5，梯形图中的I0.4闭合，上升沿触发并输出，内部继电器M0.0,M0.1,M0.2复位一次，各频率输出复位，同时内部继电器M0.0得电，将频率1赋值给了PLC的模拟量输出，输出2V的电压加在与变频器外接端子的4和5上，变频器按照频率10HZ 运行。

基于三菱PLC和变频器的多段速控制应用三菱PLC系统在应用过程中离不开变频器的辅助，而变频器中不同端子的相互组合在很大程度上决定了该系统的运行频率，其中以RH端子、RM端子和RL端子为主要参数代表，不同的端子组合所代表的运行频率之间存在较大的差异性，如何科学合理的控制PLC系统和变频器是笔者将要与大家进行探究的主要问题。

标签：三菱PLC；变频器；多段速控制一、三菱PLC系統设计三菱PLC系统主要是由主单元、PLC构件、变频器、电机设备、负载检测设备、位置检测设备等构件共同组成，其在应用过程中主要经过以下几项流程操作：第一，由系统内部的主单元根据系统的功能特性发出相应的指令，控制系统在接收到该指令后在第一时间内做出启动或者停止的指令操作；第二，通过对三菱PLC系统具体位置的诊断要求对其输送频率进行适当的调整，确保输送频率的设定符合相应的运行标准；第三，当三菱PLC系统在运行过程中所承担的负载达到一定的极限值时，该系统的位置信息会直接传输至PLC的数据处理中心，为工作人员的故障诊断和维护提供相应的理论依据[1]。

二、变频器分析（一）七段速控制该控制方法是三菱PLC系统的变频器在实际应用中经常采用的一种运行控制方法，主要是指工作人员通过对变频器内不同的信号端子进行相互组合，如表1所示，从而更好的加强对变频器内RH端子、RM端子、RL端子的控制力度，通过这种方法可以显著提高变频器的应用效率，因此该方法也得到了广泛的应用。

（二）参数设置目前市场上比较常见的变频器的频率设定范围大多在Pr.4- Pr.6或者Pr.24- Pr.27范围内，其中变频器在实际应用过程中常见的默认频率为50Hz、30Hz、10Hz 等等，变频器的功能使用要求不同，其所对应的频率数值也会具有较大的差异性，因此工作人员在设定变频器的参数值时，需要综合考虑变频器的使用范围以及对变频器功能特性的要求，在此基础上将变频器的频率参数调至合理的范围之内，以求达到较为理想的应用效果[2]。

电气自动化技术专业?操作步骤BOP显示结果1按键，访问参数2按键，直到显示P10003按键，直到显示in000，即P1000的第0组值4按键，显示当前值25按键，达到所要求的值16按键，存储当前设置7按键，显示r00008按键，显示频率4任务解决方案控制程序注：W#16#047E、W#16#0C7F和W#16#047F为控制字，分别表示电机运行准备中、电机反转和电机正转运行。

有关控制字和状态字的含义如下：〔详细见附表〕047E 0000 0100 0111 1110 电机停止运行状态0C7F 0000 1100 0111 1111 电机反转运行047F 0000 0100 0111 1111 电机正转运行运行调试1 按下电动机的运行按钮SB1，MM440工作在第一频率段〔设为10H〕上，延时10s后，MM440自动切换到第二频率段〔设为25H〕上运行，再延时10s后MM440自动切换到第三频率段〔设为50H〕上运行。

2 按下电动机停车按扭SB2，MM440停止运行，电动机停车。

平安防护措施：1、实施操作前，必须进行用电平安教育。

2、学生操作时，教师必须在场。

附录1：工作任务单工作任务单调速的控制。

1 MM440数字输入口“7〞端设为电动机运行/停止控制。

“5〞端“6〞端数字输入口设为3段固定频率控制端，2 按下电动机的运行按钮SB1，MM440工作在第一频率段〔设为10H〕上，延时10s后，MM440自动切换到第二频率段〔设为25H〕上运行，再延时10s后MM440自动切换到第三频率段〔设为50H〕上运行。

3 按下电动机停车按扭SB2，MM440停止运行，电动机停车。

接线图如下：附录2：山西工程职业技术学院电气自动化技术专业?M440数字输入口“7〞端设为电动机运行/停止控制。

“5〞端“6〞端数字输入口设为3段固定频率控制端，2 按下电动机的运行按钮SB1，MM440工作在第一频率段〔设为10H〕上，延时10s 后，MM440自动切换到第二频率段〔设为25H〕上运行，再延时10s后MM440自动切换到第三频率段〔设为50H〕上运行。