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用PLC實現變頻器的有級調速

發布時間:2019-09-23

以国产PLC和LG SV-iG5变频器为例,介绍了采用按钮通过PLC对变频器实现多段速的有级调速。给出了电气原理图、控制梯形图、调试时的速度升降过程。

電力電子技術的發展,變頻器的性能日新月異,有調速範圍寬、調速精度高、動態響應快、運行效率高、功率因數高、操作方便、便于同其他設備接口等一系列優點,使得變頻器的用途越來越廣。

變頻器的調速通常有操作面板控制、外接電壓或電流控制、總線控制和端子控制。利用PLC的開關量輸出繼電器觸頭對變頻器的多功能輸入端進行控制,實現三相異步電動機的正反轉、多速有級控制。這裏我們選用三龍SL-FX2N-28MR-4AD-2DA型PLC,利用三個輸出點Y06Y07Y10的不同組合來實現8級速度控制。速度的逐級切換由按鈕SB6或SB7進行加速或減速控制。按一次按鈕便可以升或減一級速。

1. 变频器与PLC连接

LG公司生产的SV-iG5系列变频器,是一种功能强大、紧凑小巧的经济型变频器,该系列的变频器具有如下特性:①功率/电压等级:0.37~1.5 kW,200-230VAC,1相;0.37~4.0 kW,200-230VAC,三相;0.37~4.0 kW,380-460VAC,三相;②变频器类型:采用IGBT的PWM控制;③控制方式:V/F空间矢量技术;④内置总线:RS-485,ModBus—RTU;⑤内置PID控制,制动单元;⑥0.5Hz输出150%转矩;⑦防失速功能,8步速控制,三段跳跃频率;⑧三个多功能输入,一个多功能输出,模拟输出(0~10V);⑨1~10kHz载波频率。

使用三菱編程軟件的國産可編程序控制器SL-FX2N-28MR-4AD-2DA型是一款嵌入式增強型PLC,具有16路開關量輸入、12路開關量輸出(繼電器型),4路模擬量輸入,2路模擬量輸出,2路高速計數(若不作高速計數用,即可增加兩個普通的開關量輸入點X60和X61),RS232,RS485口各一個,可以組成485網絡,網絡中每台産品均支持人機界面。

利用SL-FX2N-28MR-4AD-2DA型PLC与LG SV-iG5变频器实现8段速有级调速的电气原理图。图中变频器的型号为:SV-004iG-2,适用电机功率0.37kW;PLC的输入点X00接变频器的故障输出;X01接变频器的多功能输出;X02接按钮SB1,为变频器停止控制;X03接按钮SB2,为变频器正转起动;X04接按钮SB3,为变频器反转起动;X05接按钮SB4,为变频器升速按钮。X06接按钮SB5,为降速按钮。PLC输出点Y00接变频器主电源接触器KM,Y01接变频器运行指示HL1,Y02接变频器运行指示HL2, Y06、Y07、Y10分别接变频器的多功能端子P3、P2、P1,Y11接复位端子RST,Y12、Y13分别接变频器的反转、正转端子。

2. 变频器参数设置

变频器实现多段速运行需要设置的参数有:DRV-01、DRV-02、DRV-03、FU1-20、FU2-30、FU2-31、FU2-31、I/O-21、I/O-22、I/O-23、I/O-24、 I/O-25、I/O-26、I/O-27、I/O-28、I/O-29、I/O-30、I/O-31、I/O-32、I/O-33、I/O-34、I/O-35、I/O-36、I/O-37、I/O-38,还有I/O25~I/O38。若待设参数值与“出厂值”数值相同,就不必进行该参数值设置了。

通過設定P1、P2、P3端子爲“速度-L”,“速度-M”和“速度-H”,變頻器可以在參數DRV-00、DRV-05、DRV-06、DRV-07、I/O-21、I/O-22、I/O-23、I/O-24中預先設定的頻率上運行,運行速度***多可達8段。每段的速度範圍均在初始頻率FU1-22至******頻率FU1-20之間。運行在哪一段的多步速度由P1、P2、P3端子的組合決定。P1/P2/P3的狀態、參數代碼與固定頻率值的對表中“0”表示斷開,即“OFF”;“1”表示接通,即“ON”。

多段速加/減速時間分別在參數I/O25~I/O38中設定。這裏將這些參數中的值均設定爲5秒。

当正转SB4或反转按钮SB5按下后,电动机按照频率10 Hz速度运行。按钮下按钮SB6,电动机升一级速度运行,每按一次,升一级速度,直到第8级速度为止。按下按钮SB7,电动机降一级速度运行,每按一次,降一级速度,直到第1级速度为止。当电机运行在中间某一级速度时,同样可以按SB6或SB7进行升或降速。

3. PLC程序编制

我们用PLC内部的辅助继电器M1~M8分别代表10Hz~50 Hz的8个频率,见表1。用PLC控制变频器实现8段速有级运行的梯形图如图2所示。图中根据数据寄存器D0中的值确定运行在哪一段速度,即辅助继电器M1~M8中的某一个吸合。然后由辅助继电器Mx依据表1控制输出继电器Y06Y07Y10来决定变频器多功能端子P1P2P3的通断,达到调速的目的。

4. 调试要点

在實際工程中,各級速度大小的設置可以根據工藝要求來設定。速度的變化要求可以在變頻器參數FU1-29~FU1-37中設置相應的值來滿足工藝上的要求。文中設定速度值的升速過程時PLC和變頻器面板的狀態如圖3所示。

結束語

本文以三龙SL-FX2N-28MR-4AD-2DA型PLC与LG SV-iG5变频器为例,介绍了实现变频器8段速有级调速的控制方法。但在实际应用中,人们可以按照控制系统要求取其中的几段,并设置合适的速度(频率),使系统尽可能地工作在******能状态。能够更好地避免机器机构上存在的运行共振频率。

利用按鈕通過PLC的開關量輸出繼電器觸頭對變頻器的多功能輸入端進行控制,實現三相異步電動機的正反轉、多速有級控制。對大多數控制系統來說,這種多級速度控制方式不僅能滿足其工藝要求,而且接線簡單、抗幹擾能力強,使用也方便。與利用模擬信號進行速度給定的方法相比較,成本低,並且不存在因外界噪聲和內部漂移帶來的一些問題。因此這種控制方法值得推廣應用。

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