三菱变频器

三菱变频器（精选5篇）

三菱变频器 篇1

0 引言

目前,PLC控制变频器最常见的方式有两种:一种是通过硬接线I/O接口控制;另一种是通过现场总线控制。而采用现场总线控制方式可以减少配线,缩短安装时间,并带给系统设备级的诊断功能。本文介绍了DeviceNet现场总线在某公司轮胎成型设备的应用。

1 控制系统介绍

目前,某公司轮胎成型设备的电气系统采用ControlLogix控制系统,主站控制器型号为1756-L61。现在通过DeviceNet网络控制1台新增的E740-1.5K-CH三菱变频器,相应的DeviceNet接口通信卡型号为FR-A7ND KIT。另外,1756-L61控制器在本地0号槽,1756-DNB模块在本地1号槽。

2 设计步骤

设计分4个步骤完成:第1步把三菱变频器接入DeviceNet网络;第2步在三菱变频器操作面板上设置变频器的参数,包含DeviceNet通信参数和普通参数;第3步在RSNetWorx for DeviceNet组态软件中进行DeviceNet网络组态;第4步在编程软件RSLogix5000中进行PLC程序设计。

2.1 变频器参数设置

参数设置前,必须把FR-A7ND KIT通信卡插到三菱变频器上,否则DeviceNet通信参数无法在面板上出现,需设置的DeviceNet通信参数见表1。

表1中的大部分参数为系统默认,只需设定参数Pr79、Pr340、Pr345和Pr346。这里要特别注意参数Pr346的结构(如图1所示,参数内部具体含义见表2),因为它不仅包括波特率,还包括变频器通信数据报文形式的选择。此参数中输入和输出实例类型类似于西门子变频器中的PPO数据报文形式,它定义了控制字、速度设定值及状态字、速度反馈值等内容。

根据实际使用需要,下面以输出实例21(见表3)和输入实例71(见表4)为例对其进行介绍。根据要求,波特率键设置为0,波特率为250kb/s,所以最终Pr346的参数设定值为00000010000101,即十进制值133。

另外,对于普通参数Pr7和Pr8,即加速度和减速度,把它们设置成0.5s。

2.2 DeviceNet网络组态

2.2.1 安装EDS文件

首先,从三菱变频器供货商获得E700系列的EDS(电子数据表)文件。EDS文件类似于西门子的GSD文件,是一个专门由设备制造商提供的文本文件,主要存储设备的参数信息、输入/输出信息等重要信息。然后,打开罗克韦尔EDS文件安装专用工具EDS Hardware Installation Tool,安装三菱变频器的EDS文件。

2.2.2 网络映射

打开RSNetWorx for DeviceNet组态软件并设置通信路径后进行扫描,这时接入的三菱变频器会自动扫描并显示在右边窗口。双击组态软件右边窗口中的1756-DNB模块进行变频器的网络配置,在Scanlist项把Available Devices中的E700添加到Scanlist,并在Scanlist里选择三菱变频器。点击Edit I/O Parameters按钮,配置通信格式,在这里选择Polled方式,并分别设置Input Size和Output Size为4个Bytes。在本应用中,输出数据映射到Local:1:I.Data[5],输入数据映射到Local:1:O.Data[5]。

2.3 PLC程序设计

PLC程序的功能是实现电机运转方向、速度和错误复位等控制,需要根据输出实例21和输入实例71的结构来编写。从输出实例21可以看出:字节0的位0、位1分别为正、反转控制信号,位2为错误复位信号;字节2和字节3为速度设定值;字节0的位5为控制信号的使能信号,位6为速度设定值的使能信号,这两个使能信号位必须按通,否则,即使给定控制信号和速度设定值程序也无效。

本应用通过编写一个Add-On指令块(相当于一个子程序,可以在主程序中重复调用)来实现相关功能。使用该指令块不仅可避免程序的重复编写,而且使程序的逻辑结构简单清晰。指令块编写如图2和图3所示。

(1) Add-On指令块中使用的变量含义如下:(2)在主程序中调用Add-On指令程序(如图4所示)。

在Add-On指令调用程序中可以看出,左边一栏变量与右边一栏变量一一对应,左边变量类似于西门子中的形参,右边变量类似于西门子中的实参。

3 结束语

在ControlLogix平台下通过DeviceNet网络控制三菱E740变频器,实现了对变频器的方向、速度、错误复位等的控制。实际使用表明,系统结构简单、控制方便、运行可靠,电机速度可根据现场要求方便地在上位机更改。

摘要：介绍一种在ControlLogix平台下通过DeviceNet控制三菱E740变频器运行的电气系统设计方案,阐述了变频器参数设置,DeviceNet网络组态及PLC程序设计。

关键词：ControlLogix平台,DeviceNet控制,变频器

三菱变频器 篇2

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。

三菱变频器 篇3

本文介绍通过MODIBUS通讯协议的三菱FX系列PLC控制台达变频器的一种方法, 它只需在PLC主机上安装一块RS-485通讯板或挂接一块RS-485通讯模块, 即可用一台PLC实现对8台变频器参数的读取、写入、各种运行的监视和控制, 通讯距离可达50m或500m。本文以三菱产品和台达PLC为范例, 将这种控制方法介绍一下。

1 三菱PLC采用通讯控制变频器的系统配置

1.1 系统硬件组成

FX2N系列PLC (产品版本V 3.00以上) 1台 (软件采用GX Developer版) ;FX2N-485-BD通讯模板1块 (最长通讯距离50m) ;或FX0N-485ADP通讯模块1块 (最长通讯距离500m) ;带RS485通讯口的台达变频器1台RJ45电缆 (5芯带屏蔽) ;选件:人机界面 (如eview等小型触摸屏) 1台。如图1所示。

1.2 变频器通讯参数设置

为了正确地建立通讯, 必须在变频器设置与通讯有关的参数如“站号”、“通讯速率”、“停止位长/字长”、“奇偶校验”等等。参数采用操作面板设定。

1.3 基于台达变频器的MODBUS通讯协议

Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议, 控制器相互之间、控制器经由网络 (例如以太网) 和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它, 不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络, 进行集中监控。

Modbus协议有两种传输模式中 (ASCII或RTU) , 这里只介绍ASCII格式, RTU与ASCII格式类似。

基于台达变频器的MODBUS通讯协议使用ASCII模式, 消息以冒号 (:) 字符 (ASCII码3AH) 开始, 以CR、LF结束 (ASCII码0DH, 0AH) 。其它域可以使用的传输字符是十六进制的0...9, A...F。网络上的设备不断侦测“:”字符, 当有一个冒号接收到时, 每个设备都解码下个域 (地址域) 来判断是否发给自己的。消息中字符间发送的时间间隔最长不能超过1秒, 否则接收的设备将认为传输错误。如表1所示。

1.4 PLC编程方法及示例

1.4.1 通讯方式

PLC与变频器之间采用主从方式进行通讯, PLC为主机, 变频器为从机。1个网络中只有一台主机, 主机通过站号区分不同的从机, 一台PLC可以带八台变频器。它们采用半双工双向通讯, 从机只有在收到主机的读写命令后才发送数据。

1.4.2 变频器运行监视的PLC语句表程序示例及注释

(1) 上面语句分别是指在D80寄存器中设置频率到变频器, 同时把放大的结果转换成4个ASCII格式, 接下来把D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12的数据转化成16进制数放入D90、D91、D92、D93、D94、D95寄存器中。

(2) 按照MODBUS通讯协议的要求, 首先需把所有寄存器的数据相加的结果算出来, 所以上面语句, 是用循环指令的方式把D90+D91+D92+D93+D94+D95的结果放到D100当中。

(3) 上述指令是把D100里面的数据取反, 然后再加1放到寄存器D120当中, 最后把D120中的数据转换成ASCII格式, 这样D120当中的数据就是变频器的检查码。最后设置一下PLC和变频器的通讯模式, 本程序采用八位通讯模式。

(4) 然后按照表一台达变频器询问讯息字串格式把ASCII格式的数据分别发送到D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D15、D16当中。

(5) 最后我们可以把变频器发还给PLC寄存器D59、D60、D61、D62中的ASCII格式数据转化成16进制数存到D150、D151、D152、D153寄存器当中, 检验开始输入变频器的频率数据是否正确。

2 三菱PLC控制变频器的各种方法综合评述与对比

2.1 PLC的开关量信号控制变频器

PLC可以通过程序控制PLC的输出信号, 由输出信号控制变频器的启动、停止、复位, 同时控制变频器高速、中速、低速端子的不同组合实现多段速度运行。但是, 因为它是采用开关量来实施控制的, 其调速曲线不是一条连续平滑的曲线, 也无法实现精细的速度调节。这种控制方法较为普遍, 但是只能用于调速精度要求不高, 无需反馈的控制回路当中。

2.2 PLC的模拟量信号控制变频器

这类控制模式主要是通过PLC配置模拟量模块, 由PLC的数字量通过模拟量模块转换成模拟量信号如电压信号控制变频器, 从而控制电机的速度。这种控制方式的优点突出主要在于PLC程序编制简单方便, 调速曲线平滑连续、工作稳定。缺点在于大规模生产线中, 控制电缆较长, 尤其是模拟量模块采用电压信号输出时, 线路有较大的电压降, 影响了系统的稳定性和可靠性。另外, 从经济角度考虑, 如控制变频器数量越多, 需要的模拟量模块也就越多, 其总体硬件配置价格就会增加不少。

2.3 PLC采用RS-485通讯方法控制变频器

本文所讲的采用通讯方法来控制变频器, 只需PLC再配置一块485通讯模块, 价格很低, 而且一台PLC可控制八台变频器。缺点在于编程工作量较大, 但是掌握了该控制模式的控制方法, 编程也是有迹可循。

3 结语

综上所述, PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的方法确有造价低廉、易学易用、性能可靠的优势;若配置人机界面, 变频器参数设定和监控将变得更加便利。

一台PLC和不多于八台变频器组成的交流变频传动系统是常见的小型工业自动化系统, 广泛地应用在小型造纸生产线、拉丝机、塑料机械、饮料机械、物流流水线、汽车组装线等各个工业领域。采用该控制方法, 可以使工程方案拥有通讯控制的诸多优势, 使工程质量和工作效率得到极大的提高。同时可以使工程造价达到最低。

采用通讯方法由PLC控制变频器的方法将会得到越来越广泛的应用。

参考文献

[1]三菱电机自动化 (上海) 有限公司.三菱微型可编程控制器FX1S、FX1N、FX2N、FX2NC编程手册.2007.

[2]台达电子工业股份有限公司.台达VFD-M使用手册.2008.

三菱变频器 篇4

Modbus协议是由美国MODICON(莫迪康)公司于20世纪80年代末开发,有Modbus-RTU、ModbusASCII和Modbus-TCP 3种通信方式,其中ModbusRTU、Modbus-ASCII使用RS-232、RS-422和RS-485串行接口进行传输。Modbus协议具有良好兼容性和开放性,为各产商生产的工业控制器(如工控机、PLC、变频器和各种智能仪器仪表等)所采用,用于控制器相互之间、控制器(经网络)与其它设备之间的通信。常用的变频器品牌如ABB、三菱、海利普、东芝、LS、台达和安邦信等都兼容Modbus-RTU通信协议,这为变频器使用功能的扩展提供了空间,也为以电动机为重要执行元件的工业自动化控制系统的进一步发展提供了有力支持。

1 Modbus-RTU协议信息帧

1.1 Modbus-RTU协议信息帧格式

Modbus-RTU协议常用功能信息帧格式如下:

(1)读取保持寄存器数据(H3或者3),查询信息和响应信息分别见表1、表2。

(2)向保持寄存器写入数据(H6或者6),查询信息和响应信息分别见表3、表4。

(3)向连续多个保持寄存器写入数据(H10或者16),查询信息和响应信息分别见表5、表6。

Modbus协议通信采用主从通信技术,允许主机与一台或多台从机通信。每次通信均由主机通过信息帧发出请求信息,从机收到正确无误的请求信息后,通过响应信息帧返回相应的数据或状态信息以响应主机请求。信息帧是主机与从机之间进行Modbus-RTU协议通信的基础,由地址信息、功能信息、数据信息和错误校验信息4个部分按一定顺序组成,各信息数据分别存放在8位十六进制字节中。从机地址是从机唯一的通信地址,可设定值为1~247,0为主机对全部从机进行广播,从机不响应。功能代码是主机对从机的要求,从机根据要求执行相关动作。Modbus-RTU协议支持技术规范中规定从零开始寻址空间,所以在设定从机Modbus-RTU协议分配的保持寄存器开始地址时,实际的地址是设定开始地址的数值加上1。

1.2 出错校验CRC码

Modbus-RTU协议为保证主机和从机之间的通信信息完整正确,在信息帧中加入出错校验CRC码。出错校验CRC码使用16位循环冗余的方法,占用2个字节,包含了一个16位的二进制值。CRC值由主机计算出来附加到信息帧上,从机在接收信息时重新计算CRC值,然后与接收到的CRC值进行比较,如果这两个值不相等,说明信息帧有错误。在自动控制系统中,各种通信信息在传输中经常受到电噪声、电磁干扰以及其它干扰,数据和控制指令可能会发生一些改变,使控制系统产生异常。Modbus-RTU通信协议在信息帧中加入出错校验CRC码,能够保证从机不去响应或执行在传输过程中发生改变的数据和指令信息,大大提高了系统的安全性和效率。生成16位循环冗余出错校验CRC码的步骤如下:

(1)设置一个值为H0FFFF(即全部位均为1)的16位寄存器,称之为CRC寄存器。

(2)把第一个8位字节与CRC寄存器低位进行异或运算,将运算结果储存在CRC寄存器中。

(3)把CRC寄存器中的位向右(低位方向)移一位,最高位用0填补,检查最低位的值。

(4)如果最低位的值是0,则重复第(3)步;如果最低位的值是1,则将CRC寄存器与多项式HA001(1010000000000001)进行异或运算。

(5)重复上述第(3)步和第(4)步,直至CRC寄存器共向右移8位,这时一个8位字节的数据处理完成。

(6)重复上述第(2)步到第(5)步,进行下一个8位字节的处理。

(7)重复上述第(2)步到第(6)步,直到将信息帧所有字节均与这个CRC寄存器进行过异或运算。

(8)最后这个16位CRC寄存器中的值即为2个字节CRC校验码。

三菱FX1N系列PLC生成CRC码的程序如图1所示。

2 Modbus协议通信系统组成

Modbus-RTU协议通信系统组成如图2所示,由ABB ACS510系列变频器、三菱FX1N系列PLC和三菱FX1N-485-BD通信板组成。PLC通过RS-485通信板用屏蔽双绞线连接到变频器内置RS-485接口上,构成Modbus-RTU协议通信的传输通道。根据控制系统的作用和目的,在变频器上设定好Modbus-RTU协议通信参数和其它相关参数,并向PLC中输入已编写好的包含Modbus-RTU协议通信程序在内的控制程序后,PLC和变频器之间就可以进行Modbus-RTU协议通信。Modbus-RTU协议通信使用专用的信息帧,在主机PLC与从机变频器之间进行串行通信。PLC发出查询信息帧,变频器接收到正确的查询信息后向PLC返回发送响应信息帧,并执行查询信息帧所要求的功能。当变频器接收到异常的查询信息时,就返回错误响应信息帧或者不返回响应信息帧,同时不执行查询信息要求的功能。信息帧具有读取数据和写入数据的功能,使PLC不仅能够写入或读取变频器的参数,还可以对变频器发出控制指令并确认其运行状态,这样PLC就可以全方位监控变频器的运行。

3 ABB变频器通信参数设置

为确保ABB变频器与PLC之间的Modbus-RTU协议通信正常畅通,需要对变频器的相关参数进行设定,如表7所示。ABB ACS510系列变频器需要设置与Modbus-RTU协议通信相关参数组:Group98可选件,激活Modbus-RTU协议RS-485串行传输通信;Group53内置通信协议,定义内置现场总线(EFB)通信协议的配置;Group16系统控制,定义系列系统控制参数(如锁定、复位和使能控制等);Group14继电器输出,设定每个输出继电器动作条件;Group13模拟输入,设定模拟输入的限幅值和滤波时间;Group11给定选择,选择、设定外部给定1、2的来源和性质;Group10输入指令,定义控制起动、停止和方向的外部控制源,电机方向锁定或允许电机正反转。其它变频器参数根据电机的工作环境、使用用途等因素进行设定。

4 PLC程序设计

三菱FX系列PLC通过RS-485串行通信传输方式与变频器进行Modbus-RTU协议通信,RS串行数据传送功能指令是FX系列PLC进行发送和接收串行数据的功能指令。在RS功能指令驱动前,要对RS功能指令通信数据传送格式的特殊数据寄存器D8120进行设定。设定值是与ABB ACS510系列变频器的通信参数设定相对应的H0C99,即RS-485接口,无起始符和终止符,传送速度19200bps,2位停止位,无奇偶性,数据长度为8位。Modbus-RTU协议通信信息帧中的信息和数据是以8位字节形式传送的,要使PLC中的8位处理模式特殊辅助继电器M8161保持常通。每次用RS功能指令发送数据的同时,要用脉冲指令置位串行通信发送标志特殊辅助继电器M8122,发送结束后M8122将自动复位。在串行通信接收完成标志特殊辅助继电器M8123触点动作前,先要将RS功能指令接收的数据传送到其它的PLC数据寄存器中,再对接收完成标志M8122进行复位。PLC通过RS功能指令接收到从变频器返回来的数据,分别存放在高、低位数据寄存器中,因此要对接收到的数据进行合成处理,并将其传送到另外的数据寄存器中存放。ABB ACS系列变频器还支持H17(或者23)读/写多个保持寄存器功能码指令,即由H3(或者3)读保持寄存器功能码指令和H10(或者16)写多个保持寄存器功能码指令合成的一个复合功能码指令。在编写与ABB变频器的Modbus-RTU协议通信程序时,采用H17(或者23)读/写多个保持寄存器功能码指令,可以大大简化通信程序,提高编程效率。

5 结语

变频器与PLC之间的Modbus-RTU协议通信,改变了以往变频器单纯接受PLC发出的开关指令和模拟信号的模式,使变频器几乎所有输入控制信息和数据均可来自现场总线。同时,变频器根据PLC的要求,将当前运行数据和状态传回给PLC,并通过PLC上传到自动控制系统中的显示终端、上位机,或者由PLC通过网络上传到中央控制系统。这为工业控制从单机控制走向集中监控、集散控制,以及工业控制器联网进行网络化监控管理提供了进一步的支持。

参考文献

[1]ABB公司.ACS510用户手册.2007

[2]三菱公司.FX1N系列微型可编程控制器使用手册.1999

三菱变频器 篇5

1 三菱PLC控制变频器的特征

1.1 运动控制功能

三菱PLC控制器所具有的最为显著的特征就是运动控制和位置控制功能的设计与实现。在三菱电子公司中, 将所有的PLC产品都利用MELSEC进行命名, 每个不同系列的控制产品都具有不同的点位控制单元, 通过这些控制单元的运动实现整个控制功能。比如在上世纪80年代末, 三菱推出的一款定位技术单元就是利用PLC的点位控制功能, 受到了国内外工业控制领域的广泛关注。随着科学技术的不断发展, 近些年三菱不断推出新的控制系列产品, 无论对脉冲数据还是脉冲频率, 都可以通过编程对参数进行时设计和运算来实现。在三菱PLC控制器中, 也可以将其与步进电机进行连接, 实现对步进电机的有效驱动和位置控制。在三菱一系列的PLC控制产品中, 大型的产品以A系列和X系列为代表, 都插入了具有较强智能性的功能模块, 这些模块都具有线性插补功能, 由于输出格式不同, 一般可以通过不同的输出方式实现。

1.2 适于点位控制的脉冲输出单元FZ-30GM

FZ-30GM系列是三菱控制产品中具有点位控制功能的一系列产品, 灵活性是其最显著的特征。一方面, 该系列产品可以利用对步进电机的驱动和伺服电机实现其点位控制功能;另一方面, 利用7个输入点和7个输出点所实现的控制指令, 能够发起逻辑控制, 所以很多对于点位控制要求较高的产品都可以利用FZ-30GM系列的控制功能来实现, 尤其是对于一些既需要点位控制又需要逻辑控制的功能需求, 利用一台FZ-30GM便能够独立实现。同时, FZ-30GM也可以与PLC之间进行代码交换, 满足一些较为复杂的控制要求。另外, 在FZ-30GM中包含着24个初始参数, 这些参数可以由用户根据其控制需要进行设定, 在选择不同的系统单位、不同的速度和不同的脉冲输出单位之后, 就可以根据用户的需求满足各种不同的控制需求。

1.3 A系列运动控制模块

PLC中的A系列控制模块具有较强的运算功能, 与I/O模块能够实现多种不同的组合方式, 这也是PLC能够在自动控制领域中获得广泛应用的主要影响因素。定位和计算功能是A系列产品的显著特点, 通过高精度的定位和智能模式实现其控制功能, 将控制信息和定位地址分别存储在不同的数据库中, 当运行模块对处在每个不同的数据库信息进行读取时, 相应的模块数据就会根据控制需要对数据进行定位和转换, 并且以规定的格式发送到驱动器, 实现控制功能。

2 三菱PLC控制变频器的主要方法

2.1 利用PLC系统的开关量的信号控制变频器

PLC控制器根据输出点不同分为不同的型号, 如高速、中速和低速几个不同的端口分别于变频器项链, 当系统启动时, PLC可以根据启动需求进行启动或者停止, 而且能够在不同的档位能够实现多段不同运动速度的转换。这种变频控制方法也具有一定的弊端, 因为其是通过开关对系统的启动和停止进行控制, 而且系统运动的过程并不是一个平整的曲线, 所以要在运行的过程中对运行速度进行调节的难度是很大的。

2.2 利用PLC以及模块的输出模拟量的信号控制变频器

在三菱PLC控制系列产品中的FX1、FX2型产品, 都是通过建议的电路扩展模型进行数据的输入和输出, 而且可以根据需要选择是通过两路输出或者四路输出的方式来对变频器进行控制。这种控制方法的优点是操作十分简单, 而且能够实现系统的连续运转, 并且具备较高的稳定性, 因此该控制方法在工业控制中也有着十分广泛的应用。但是这种控制方法也存在着一定的弊端, 如果生产线的规模较大, 则其需要规划和布置的电缆也相对较长, 这对于系统电压信号的稳定性来说会产生一定的影响, 因此在使用的过程中需要对通信电缆的长度进行必要的控制, 才能保证控制系统的稳定性。

2.3 PLC采用RS-485通讯方法控制变频器

PLC与RS-485通信控制变频器的应用也是当前应用的较为广泛的一种控制方式, 利用RS串联通信指令的方式进行系统控制, 这种方法操作简单, 而且经济成本较低, 并且具有较强的抗干扰能力。这种控制方式不受传输距离的影响, 可以实现长距离的高速传输, 可以同时实现对32台变频器的控制。这种控制方式也具有一定的弊端, 由于RS-485的运算需要同时完成包括编码、验证等一系列的技术问题, 编码程序十分复杂, 每一条简单的指令都需要通过复杂的编码程序来实现, 这需要耗费大量的时间和精力, 其中任何一条指令发生错误都会对整个系统的运行产生影响, 因此在实际的应用过程中, 可以考虑在PLC主机上安装一个通讯板来缓解繁重的编程工作。

2.4 PLC采用RS-485的Modbus-RTU通讯方法控制变频器

在三菱新型的控制变频器中, 运用了Modbus-RTU协议与PLC进行通讯, 这种通讯方式与RS-485无协议的通信方式相比, 具有更简单、快捷的特点。但是同样要面临繁重的编程工作量。

2.5 PLC采用现场总线方式控制变频器

为了更加有效地实现控制功能, 可以充分利用现场总线的各种组件, 将三菱FX系列与PLC相对应的接口进行连接, 这种连接方式能够快速实现控制功能, 而且其稳定性较高, 不需要繁琐的编程工作, 能够同时实现对多台变频器的控制。但是这种方法一般造价较高, 所以需要对经济效益进行综合考虑。

2.6 采用扩展存储器控制变频器

在PLC控制系统中安装一个通信板, 再嵌入一个功能存储盒, 便可以通过几个简单的程序和指令实现对多台变频器的控制。该控制系统能够同时实现参数的读取和写入功能, 也能够实现远距离传输, 而且传输效率较高。但是这种控制方法对变频器的数量有一定的控制, 一般不能超过八台。

3 三菱PLC通过FX0N-3A模拟量扩展模块实现对变频器的控制

3.1 FX0N-3A模拟量扩展模块主要性能

通过FX0N-3A实现的模拟量的输入和输出是三菱PLC控制系统运行过程中的一个主要功能, 其能够通过二进制的计算方法对输入和输出模块所具有的分辨率进行模式, 也可以同时实现1通道和2通道的混合输出。当单独利用2通道的电压输入时, 可以根据需求输出5v、10v的电压或者是相应的电流, 达到控制效果。

3.2 FX0N-3A模拟量扩展模块接线

在进行模拟量的输入或者输出时, 可以根据不用的电压和电流条件选择不同的输入和输出方式, 而影响选择结果的关键因素就是用户的接线方式。在用户进行接线时, 如果是电流输入方式, 则一般应当保证端子之间的距离尽量短;如果是电流输出方式, 则一般不需要通过短接的方式。如果是利用电压输入和输出的方式, 则要保证输入或者输出的电压平稳, 不会出现较大的波动或者是噪音, 这样才能实现有效的输入或者输出。接线方式如图1所示。

4 三菱PLC与FX0N-3A模拟量扩展模块控制FR-E700变频器实例

三菱FR-E700系列是一款小型的变频器, 同时也具有较高的性能。该款变频器的运行, 对电压和电容有一定的要求, 电压等级一般控制在400v, 电机容量一般在15kw。

4.1 FR-E700的接线

该变频器的接线方式可以通过图2表示, 其中涉及到以下几个方面: (1) 频率设定 (电压) :如果输入DC0~5V (或0~10V) , 在5V (10V) 时为最大输出频率, 输入输出成正比。通过Pr.73进行DC0~5V (初始设定) 和DC0~10V输入的切换操作。 (2) 频率设定 (电流) :如果输入DC4~20m A (或0~5V, 0~10V) , 在20m A时为最大输出频率, 输入输出成正比。只有AU信号为ON时端子4的输入信号才会有效 (端子2的输入将无效) 。通过Pr.267进行4~20m A (初始设定) 和DC0~5V、DC0~10V输入的切换操作。 (3) 电压输入 (0~5V/0~10V) 时, 请将电压/电流输入切换开关切换至“V”。 (4) 频率设定公共端:频率设定信号 (端子2或4) 及端子AM的公共端子。请勿接大地。

4.2 PLC控制器的编程

变频器控制采用PLC特殊功能模块读指令FROM (FNC78) 和写指令TO (FNC79) , 读写FX0N-3A模块实现模拟量的输入和输出。输出模拟量电压对变频器进行实时的连续控制。下面介绍一下FROM、TO指令的使用。D/A转换编程示例如图3所示。

5 结语

随着社会和经济的快速发展, PLC和变频器的应用也日渐广泛, 尤其是其在工业控制领域中的有效应用, 对促进工业经济发展起到了重要的推动作用。在传统的控制系统中, 通常是利用PLC对输入和输出的控制点进行编程控制, 以此来实现控制功能。三菱PLC与变频器的综合运用, 能够实现连续运转和控制功能, 同时也能实现多台变频器之间的同步运行, 在现代工业控制领域中受到越来越多的重视。随着科学技术的不断进步, PLC控制系统也将日渐完善, 在促进工业经济持续发展的过程中发挥更加有效的推动作用。

摘要：本文主要介绍了运动控制系统三菱PLC与变频器的指令控制 (通讯) 方法, 然后再根据具体的三菱FR-E740变频器实例, 介绍了三菱PLC通过FX0N-3A模拟量扩展模块来实现对变频器控制的方法。

关键词：三菱PLC,变频器,频率控制,指令控制

参考文献

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