1、模块二 PLC与变频器的控制系统设计 本章主要内容是变频器的作用、工作原理分析、基本操作，以及模拟量输入输出模块，运用变频器和PLC对电动机的速度的进行各种方式的控制。学习目标：1.熟悉三菱变频器的原理和参数设置的方法 2.掌握变频器使用过程及面板操作 3.掌握变频器主电路和控制电路的接线 4.能够利用变频器和PLC实现电机正反转控制及多段速控制 5.能够利用变频器和PLC实现模拟量的输入输出控制01四个任务：项目2.1 变频器对三相交流电机的简单控制操作1项目2.2 PLC与变频器对三相交流电机的正反转控制34项目2.4 三相交流电机的七段速控制项目2.3 PLC与变频器的模拟量控制2/模块
2、二02项目2.1 变频器对三相交流电机的简单控制操作一、项目任务（1）利用FR-E740-0.75KW变频器面板控制三相交流异步电动机分别以20HZ、35HZ、50HZ的频率正转。并能够实现变速反转。正反转由参数设置。（2）加减速时间设为2秒。二、项目准备三菱E740变频器一台、三相异步电动机一台/模块一/项目2.103三、项目分析FR-E700系列变频器的外观和型号的定义如图所示/项目2.104三、项目分析1、主回路接线及端子说明/项目2.105三、项目分析 2、控制回路端子说明及接线图/项目2.106三、项目分析 3、面板显示/项目2.107三、项目分析 3、面板显示/项目2.108三、项
3、目分析 4、基本参数/项目2.109/The Executives四、项目实施/项目2.1 1、按照主电路连接变频器与三相电源及三相电动机 2、根据要求设置变频器参数 3、调试运行（1）通过面板设置变频20HZ，按下RUN键，观察电机是否按照设定的频率运行，按下STOP键停止电机运行。（2）通过面板设置变频35HZ，按下RUN键，观察电机是否按照设定的频率运行，按下STOP键停止电机运行。（3）通过面板设置变频50HZ，按下RUN键，观察电机是否按照设定的频率运行，按下STOP键停止电机运行。10项目2.2 PLC与变频器对三相交流电机的正反转控制一、项目任务 利用外部控制方式，用PLC和变频
4、器实现电机正反转控制，要求电机以20HZ的频率正转5秒，然后停止3秒，再以30HZ的频率反转5秒后停止。加减速时间为1秒。正反转控制必须加互锁。二、项目准备 三菱E740变频器一台、三相异步电动机一台、三菱FX系列PLC、电脑、通讯线/模块一/项目2.211三、项目分析 当变频器需要用外部信号控制连续运行时，将P79设为2，此时，EXT灯亮，变频器的起动、停止以及频率都通过外部端子由外部信号来控制。/项目2.2 本项目可通过PLC控制变频器的STR、STF端子与SD端子的通和断，来实现正反转控制，通过PLC控制变频器的RL、RM端子与SD端子的通和断，来实现频率的控制。将P79设为2，用外部端
5、子控制电动机的起动、停止，频率由P4、P5参数设定。12三、项目分析1、输入输出分配表/项目2.2表2-7 输入输出分配表输入输出设备名称代号输入点编号设备名称代号输出点编号启动按钮SB1X0正转信号STFY0停止按钮SB2X1反转信号STRY1 正转频率RHY2 反转频率RMY313三、项目分析2、接线图/项目2.214/The Executives四、项目实施/项目2.2 1、接通电源；2、在PU模式下按MODE键，设置基本参数；3、使Pr4=20（正转频率）、Pr5=30（反转频率）、Pr79=2；4、编写PLC梯形图；（正反转不能同时得电，必须加互锁）5、调试及运行。当按钮SB1闭合时
6、，驱动输入继电器X0，X0的动合触点闭合，使输出继电器Y0及Y2得电，同时时间继电器T0得电延时，电动机在20HZ下正转工作；当时间到达5S时，Y0及Y2断电，同时时间继电器T1得电延时；3S后控制Y1和Y3得电，同时时间继电器T2得电延时，电动机在30HZ下反转工作，当时间达到5S时，Y1、Y3都断电，电动机停止工作。项目2.3 PLC与变频器的模拟量控制一、项目任务 通过PLC的FX0N-3A模块，输出模拟量信号DC010V电压控制变频器实现从0HZ50HZ开环调速,启停信号也由外部控制，即STF控制启停。二、项目准备三菱E740变频器一台、三相异步电动机一台、三菱FX系列PLC、三菱PL
7、C模拟量输入输出模块FX0N-3A、电脑、通讯线/模块一/项目2.31516三、项目分析 1、外部频率设定端子说明/项目2.317三、项目分析 2、PLC模拟量输入输出模块（1）特殊功能模块FX0N-3A输出的主要性能/项目2.318三、项目分析/项目2.3 2、PLC模拟量输入输出模块（2）接线19三、项目分析/项目2.3 2、PLC模拟量输入输出模块（3）编程与控制 TO指令用于从PLC向特殊功能模块缓冲存储器（BFM）中写数据，如图2-9所示。这条语句是将PLC中从S元件开始的n个字的数据，写到特殊功能模块m1中编号为m2开始的缓冲存储器（BFM）中。表2-10 FX0N-3A的缓冲寄存
8、器（BFM）分配 其中#17通道位含义：b0=0,选择模拟输入通道1；b0=1,选择模拟输入通道2。b1从0到1（即上升沿），A/D转换启动。b2从1到0（即下降沿），D/A转换启动。20三、项目分析 图2-10是实现D/A转换的例程。例1：写入模块号为0的FX0N-3A模块，D2是其D/A转换值。/项目2.321三、项目分析3、输入输出分配及接线图/项目2.3X0X1COMFX2N PLCSB1SB2FX0N-3AL1QSUL1ME740变频器25L2L3VWL2L3VOUTCOM22/The Executives四、项目实施/项目2.31、参数设置P73=0，选择DC0-10V电压输入P7
9、9=4，选择组合操作模式，频率由端子2控制，启停由面板控制2、程序设计23项目2.4 三相交流电机的七段速控制一、项目任务 用PLC、变频器、触摸屏设计一个电动机七段速运行的综合控制系统。其控制要求如下：1.按下启动按钮，电动机以15HZ、20HZ、25HZ、30HZ、35HZ、40HZ、45HZ进行七段速度运行，每隔5s变化一次速度，最后电动机以45Hz的频率稳定运行，按停止按钮，电动机即停止工作。加减速时间为1S。2.触摸屏上有七段速的各盏指示灯，能够显示当前的频率值，并且有启动和停止按钮可以对电动机进行操作。二、项目准备 三菱E740变频器一台、三相异步电动机一台、三菱FX系列PLC、三
10、菱PLC模拟量输入输出模块FX0N-3A、MCGS触摸屏、电脑、通讯线/模块一/项目2.424三、项目分析 1.特殊功能模块FX0N-3A的输入主要性能/项目2.4表2-11 FX0N-3A输入通道主要性能表 25三、项目分析 2.特殊功能模块FX0N-3A的输入接线/项目2.426三、项目分析 3.编程与控制FROM指令用于从特殊功能模块缓冲存储器（BFM）中读入数据，如图2-14所示。这条语句是将模块号为m1的特殊功能模块内，从缓冲存储器（BFM）号为m2开始的n个数据读入PLC，并存放在从D开始的n个数据寄存器中。/项目2.4本指令同样要用到表2-10中的FX0N-3A的32通道的16位
11、缓冲寄存器（BFM）。其中#17通道位含义：b0=0,选择模拟输入通道1；b0=1,选择模拟输入通道2。b1从0到1（即上升沿），A/D转换启动。b2从1到0（即下降沿），D/A转换启动。27三、项目分析下图是实现A/D转换的例程。例2：读取模块号为0的的FX0N-3A模块，其通道1的A/D转换值保存到D0。/项目2.4 28三、项目分析4.输入输出分配表/项目2.4 表2-12 输入输出分配表 输入输出设备名称代号输入点编号 设备名称代号输出点编号启动按钮SB1X0正转信号STFY0停止按钮SB2X1一段速RHY1触摸屏启动 M0二段速RMY2触摸屏停止 M1三段速RLY3 复位STR(RE
12、S)Y4 触摸屏频率显示 D100 29三、项目分析5.接线图/项目2.4 30/The Executives四、项目实施/项目2.4 1.触摸屏界面设计31/The Executives四、项目实施/项目2.4 2.变频器参数设定 (1)上限频率Pl=50Hz；(2)下限频率P2=0Hz；(3)基波频率P3=50Hz；(4)加速时间P7=1s；(5)减速时间P8=1s；(6)电子过电流保护P9=电动机的额定电流；(7)操作模式选择(组合)P79=3；(8)多段速度设定(1速)P4=15Hz；(9)多段速度设定(2速)P5=20Hz；(10)多段速度设定(3速)P6=25Hz。(11)多段速度设定(4速)P24=30Hz。(12)多段速度设定(5速)P25=35Hz。(13)多段速度设定(6速)P26=40Hz。(14)多段速度设定(7速)P27=45Hz。(15)将STR端子功能选择设为“复位”（RES）功能，即P179=6232/The Executives四、项目实施/项目2.4 3.PLC程序设计
