第3讲PLC控制变频器应用.ppt

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1、变频器的应用,变频器的基本参数设置恢复出厂默认值（P0010=30，P0970=1）基本控制面板BOP控制变频器P0700=1，P1000=1外部端子控制变频器（数字端子、模拟端子）P0700=2，P1000=2PLC控制变频器PLC通过外部端子控制变频器 P0700=2，P1000=2PLC通过USS通信控制变频器 P0700=5，P1000=5,变频器的参数恢复为出厂默认参数。,当变频器的参数设定错误，将影响变频器的正常运行，可以使用基本面板或高级面板操作，将变频器的所有参数恢复到工厂默认值，步骤如下：设定P0003=1，设定 P0010=30，设定 P0970=1，当显示P-结束后，完成

2、复位。,（2）变频器常用的设定参数,P0700：选择命令源，即变频器运行控制指令的输入方式。访问级为1。可能的设定值：P0700=0 工厂的缺省设置 P0700=1 由变频器的基本面板BOP设置 P0700=2 由变频器的开关量输入端（DIN1DIN4）进行控制，DIN1DIN4的控制功能通过参数P0701P0704定义。P0700=4 通过 BOP 链路的USS 设置 P0700=5 通过 COM 链路的USS 设置 P0700=6 通过 COM 链路的通讯板（CB）设置改变这一参数时，同时也使所选项目的全部设置值复位为工厂的缺省设置值。例如：把它的设定值由 1 改为 2 时，所有的数字输入

3、都将复位为缺省的设置值。P0701：数字输入DIN 1的功能P0702：数字输入DIN 2的功能P0703：数字输入DIN 3的功能P0704：数字输入DIN 4的功能,（2）变频器常用的设定参数,P0701P0704的访问级为2，设定值如下：0：禁止数字输入即不使用该端子。1：ON/OFF1（接通正转/停车命令 1）。2：ON reverse/OFF1（接通反转/停车命令1）。3：OFF2（停车命令2），电动机按惯性自由停车。4：OFF3（停车命令3），电动机快速停车。9：故障确认。10：正向点动。11：反向点动。12：反转。13：MOP（电动电位计）升速（增加频率）。14：MOP 降速（减

4、少频率）。15：固定频率设定值（直接选择）。16：固定频率设定值（直接选择+ON命令）。17：固定频率设定值（二进制编码的十进制数（BCD 码）选择+ON 命令）。21：机旁/远程控制。25：直流注入制动。29：由外部信号触发跳闸。33：禁止附加频率设定值。99：使能 BICO 参数化（仅用于特殊用途）。,（2）变频器常用的设定参数,P1000：频率设定值的选择。访问级为1。常用的设定值：P1000=1 MOP 设定值P1000=2 模拟设定值 P1000=3 固定频率 P1000=4 通过BOP 控制面板，由连接总线以USS串行通信协议设定 P1000=5 通过 COM 链路的USS 设定，

5、即由RS485接口通过连接总线以USS串行通信协议，由PLC设定。P1000=6 通过COM链路的CB设定，即由通信接口模块通过连接总线进行设定。,（2）变频器常用的设定参数,P1001P1007：定义固定频率17 的设定值。访问级为2。为了使用固定频率功能，需要用 P1000=3 选择固定频率的操作方式。有三种选择固定频率的方法：（1）直接选择（P0701-P0703=15）（2）直接选择+ON 命令（P0701-P0703=16）（3）二进制编码的十进制数（BCD码）选择+ON 命令（P0701-P0703=17）,（2）变频器常用的设定参数,直接选择（1）直接选择（P0701-P0703

6、=15）（2）在这种操作方式下，一个数字输入选择一个固定频率，还需要一个ON命令才能使变频器投入运行。（3）如果有几个固定频率输入同时被激活即：数字输入端接通，为1，选定的频率是它们的总和。例如：FF1+FF2+FF3,（2）变频器常用的设定参数,直接选择+ON 命令（P0701-P0703=16）（1）选择固定频率时，既有选定的固定频率，又带有 ON 命令，把它们组合在一起。（2）在这种操作方式下，一个数字输入选择一个固定频率。如果有几个固定频率输入同时被激活，选定的频率是它们的总和。例如：FF1+FF2+FF3,（2）变频器常用的设定参数,二进制编码的十进制数（BCD码）选择+ON 命令（

7、P0701-P0703=17）使用这种方法最多可以选择7 个固定频率。,二进制编码的十进制数（BCD码）选择+ON 命令的七段频率设定,控制要求 利用MM420变频器控制实现电动机三段速频率运转。DIN3端口设为电动机启/停控制，DIN1和DIN2端口设为三段速频率输入选择，三段速度设置如下：第一段：输出频率为20Hz；第二段：输出频率为30 Hz；第三段：输出频率为50 Hz。,3、变频器的多段速频率控制实训,（1）电路接线如图所示。检查电路正确无误后，合上主电源开关QS。,3、变频器的多段速频率控制,（2）参数设置。1）恢复变频器工厂默认值。设定P0010=30和P0970=1，按下P键,

8、开始复位,复位过程显示P-,保证变频器的参数恢复到工厂默认值。2）设置电动机参数，如下表1。电动机参数设置完成后，设P0010=0，变频器当前处于准备状态,可正常运行。3）设置三段固定频率控制参数，如下表2。MM420变频器的三个数字输入端口（DIN1DIN3），可以通过P0701P0703设置实现多频段控制。每一频段的频率可分别由P1001P1007设置，最多可实现7段频率控制。在多段频率控制中，电动机的转速方向是由P1001P1007参数所设置的频率正负决定的。三个数字输入端口，哪一个作为电动机运行、停止控制，哪些作为多段频率控制，是可以由用户任意确定的。一旦确定了某一数字输入端口的控制功

9、能，其内部参数的设置值必须与端口的控制功能相对应。,3、变频器的多段速频率控制,3、变频器的多段速频率控制,表1 电机参数设置顺序表,3、变频器的多段速频率控制,表2 三段固定频率控制参数设置顺序表,操作控制 当按下开关S3时，数字输入端口DIN3为“ON”，允许电动机运行。1）第1段控制。当开关S1接通、S2断开时，变频器数字输入端口DIN1为“ON”，端口DIN2为“OFF”，变频器工作在由P1001参数所设定的频率为20Hz的第1段上，电动机运行在与此频率对应的转速上。2）第2段控制。当开关S1断开、S2接通时，变频器数字输入端口DIN1为“OFF”，端口DIN2为“ON”，变频器工作在

10、由P1002参数所设定的频率为30Hz的第2段上，电动机运行在与此频率对应的转速上。3）第3段控制。当按钮S1接通、按钮S2接通时，变频器数字输入端口DIN1为“ON”，端口DIN2为“ON”，变频器工作在由P1003参数所设定的频率为50Hz的第3段上，电动机以额定转速运行。4）电动机停车。当按钮SB1、SB2都断开时，变频器数字输入端口DIN1、DIN2均为“OFF”，电动机停止运行。或在电动机正常运行的任何频段，将SB3断开使数字输入端口DIN3为“OFF”，电动机也能停止运行。,3、变频器的多段速频率控制,4、PLC和变频器的联机控制,PLC对变频器的控制方式（1）外部端子控制；（2）

11、通信控制方式。,4、PLC和变频器的联机正反转控制,控制要求 通过CPU224XP型PLC和MM420变频器联机，实现电动机正反转控制运转，按下正转按钮SB2，电动机起动并运行，频率为35Hz。按下反转按钮SB3，电动机反向运行，频率为35Hz。按下停止按钮SB1，电动机停止运行。电动机加减速时间为10s。,4、PLC和变频器的联机正反转控制实例及训练,PLC的I/O地址分配I0.0：电动机停止 Q0.0：电动机正转I0.1：电动机正转启动 Q0.1：电动机反转I0.2：电动机反转启动,表3 变频器参数设置表,5、PLC联机多段速控制,控制要求 通过CPU224XP型PLC和MM420变频器联

12、机，实现电动机三段速频率运转控制，按下起动按钮SB1，电动机起动并运行在第一段，频率为10Hz，延时20s后电动机运行在第二段，频率为20Hz，再延时10s后电动机反向运行在第三段，频率为50Hz，。按下停车按钮，电动机停止运行。（1）PLC的IO地址分配 变频器数字输入DIN1、DIN2端口通过P0701、P0702参数设为三段固定频率控制端，每一频段的频率可分别由P1001、P1002和P1003参数设置。变频器数字输入DIN3端口设为电动机运行、停止控制端，可由P0703参数设置。I0.0 电动机停止按钮 Q0.0：数字端子5（DIN1）I0.1 电动机启动按钮 Q0.1：数字端子6（D

13、IN2）Q0.3：数字端子7（DIN3）,（2）电路接线图及程序,表4 变频器参数设置表,6、PLC的变频器控制指令USS,通过USS协议与变频器通讯，使用USS指令库中已有的子程序和中断程序使变频器的控制更加简便。可以用USS指令控制变频器和读取写入变频器的参数。用于变频器控制的编程软件需要安装 STEP 7-Micro/WIN指令库（Libraries），库中的USS Protocol提供变频器控制指令。如图所示。,6、USS指令介绍,USS_INIT变频器初始化指令用于启用和初始化与变频器的通讯。在使用任何其他USS指令之前，必须执行USS_INIT指令，且无错。该指令完成才能继续执行下

14、一条指令。指令格式如图9-8所示。,EN：“使能”输入端，应使用边沿脉冲信号调用指令。输入数据类型为“BOOL”型数据。Mode：输入值为“1”时，端口0启用USS协议；输入值为“0”，端口0用作PPI通信，并禁用USS协议。数据类型为字节型数据。Baud（波特率）：PLC与变频器通信波特率的设定。将波特率设为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或115200。双字型的数据。Active：现用变频器的地址（站点号）。双字型的数据，双字的每一位控制一台变频器，位为“1”时，该位对应的变频器为现用。bit0为第1台，bit31为第32台。例如输入0008H，则

15、bit3位的对应的变频器D3为现用。,Done：当USS_INIT指令完成时，Done输出为“1”。BOOL型数据。Error：指令执行错误代码输出，字节型数据。,USS_INIT变频器初始化子程序是一个加密的带参数的子程序，如图所示。程序中使用的都是局部变量，在使用该子程序时，需要根据图所示的局部变量表L，按照指示的数据类型对输入（IN）/输出（OUT）变量进行赋值。,2.变频器控制指令USS_CTRL,USS_CTRL指令用于控制现用的变频器。指令格式如图所示。已在USS_INIT指令的Acive（现用）参数中选择变频器可以使用USS_CTRL指令。每台变频器只能用一条USS_CTRL指令

16、。指令格式如图所示。,变频器控制指令需要用调用已经加密的子程序的形式进行编程，如图所示，子程序中全部使用局部变量，需要用变频器控制指令USS_CTRL对其进行赋值，各变量的作用和数据类型参如图。,变频器控制指令USS_CTRL,EN：指令“使能”输入端，EN=1时，启用USS_CTRL指令。USS_CTRL指令应当一直启用，所以EN端应一直为“1”。RUN（运行）：变频器运行/停止控制端。当RUN（运行）位=1时，变频器按指定的速度和方向开始运行。为了使变频器运行，该变频器在USS_INIT中必须被选为Active（现用）。OFF2和OFF3必须被设为0。Fault（故障）和Inhibit（禁

17、止）必须为0。当RUN（运行）=0时，会变频器减速直至停止。OFF2：用于变频器自由停车。OFF3：用于变频器迅速（带电气制动）停止。F_ACK（故障确认）：用于确认变频器中的故障。当变频器已经清除故障，F_ACK从0转为1时，通过该信号清除变频器报警。DIR（方向）：电机转向控制信号，通过控制该信号为“1”或“0”来改变电机的转向。Drive：输入变频器的地址。向该地址发送USS_CTRL命令。有效地址：0至31。Type：输入变频器的类型。将MM 3（或更早版本）变频器的类型设为0。将MM 4变频器类型设为1。Speed_SP（速度定点）：以百分比形式给出速度（频率）的给定输入。Speed

18、_SP的负值会使变频器逆转旋转方向。范围：-200.0%至200.0%。,Resp_R（收到应答）：确认从变频器收到应答。每次S7-200从变频器收到应答时，Resp_R位接通后，进行一次扫描，USS_CTRL的输出状态被更新。Error（错误）：指令执行错误代码输出。Stion（状态）：是变频器工作状态输出。Speed（速度）：以百分比形式给出变频器的实际输出速度（频率）。范围：-200.0%至200.0%。Run_EN（运行启用）：变频器运行、停止指示。“1”表示运行、“0”停止。D_Dir：表示变频器的实际转向输出。Inhibit（禁止）：变频器禁止状态输出（0-不禁止，1-禁止）。欲清

19、除禁止位，“故障”位必须为0，RUN（运行）、OFF2和OFF3输入也必须为0。Fault（故障）：变频器故障输出，“0”变频器无故障，“1”变频器故障。,3.变频器参数阅读指令USS_RPM_x,变频器参数阅读指令共有三条：USS_RPM_W指令读取不带符号的字参数；USS_RPM_D指令读取不带符号的双字参数；USS_RPM_R指令读取浮点参数。指令格式如图所示。,变频器参数阅读指令同样需要用调用带参数的子程序的形式进行编程，子程序是加密的，调用该子程序需要对局部变量L进行赋值，该子程序的局部变量表如图9-13所示。,变频器参数阅读指令USS_RPM_x,（1）输入变量（IN）EN：指令“

20、使能”输入端，使能为“1”时，允许执行变频器参数阅读指令。XMT-REQ：参数阅读请求，只能使用脉冲信号触发，XMT_REQ输入值为“1”，变频器参数传送到PLC，XMT_REQ输入值为“0”，停止参数传送。Driver：变频器的地址。单台变频器的有效地址是0至31。Param（参数）：变频器的参数号码。Index：变频器参数的下标号。DB-Ptr：用于参数传送的16位缓冲存储器地址。（2）输出变量（OUT）Done：当USS_RPM_x指令正确执行完成时，“Done”输出为“1”。Error：指令执行错误代码输出。Value：变频器的参数值。,4.变频器参数写入指令USS_RPM_x,USS

21、_RPM_x变频器参数写入指令的作用是通过PLC程序向变频器写入参数。该指令共有三条：USS_WPM_W指令写入不带符号的字参数；USS_WPM_D指令写入不带符号的双字参数；USS_WPM_R指令写入浮点参数。指令格式如图所示。,变频器参数写入指令同样需要用调用带参数的子程序的形式进行编程，子程序是加密的，调用该子程序需要对局部变量L进行赋值，该子程序的局部变量表如图所示。,4.变频器参数写入指令USS_RPM_x,（1）输入变量（IN）EN：指令“使能”输入端，输入“1”允许执行变频器参数写入指令。XMT-REQ：参数写入请求，“1”PLC参数写入变频器，“0”停止参数传送。XMT_REQ

22、输入应当通过一个边沿脉冲信号触发。EEPROM：EEPROM输入为“1”时，同时写入到变频器的RAM和EEPROM，为“0”时，只写入到RAM中。Drive：变频器的地址。单台变频器的有效地址是0至31。Param：变频器的参数号。Index：变频器参数下标号。Value：写入的变频器参数值。DB-Prt：用于参数传送的16位缓冲存储器地址。（2）输出变量（OUT）Done：当指令正确执行完成时，“Done”输出为“1”。Error：指令执行错误代码输出,6、USS控制变频器参数的设定,PLC以USS协议控制变频器，变频器需要进行如下参数的设定：P0003=3：用户访问级为3。P0700=5：

23、变频器运行控制指令的输入方式选择远程集中控制方式，并以USS串行通信协议进行控制（PLC控制方式）；P1000=5：变频器频率给定的输入方式选择远程集中控制方式，由RS-485接口通过连接总线以USS串行通信协议进行输入（PLC控制方式）P2000：基准频率设定，访问级为2。基准频率对应十六进制，如：4000H（32768）。,6、USS控制变频器参数的设定,P2009对USS 输入频率规格化；访问级为3；可能的设定值：P2009=0 禁止，根据P2000的设定，对USS输入的频率进行换算。P2009=1 使能规格化，即USS输入频率直接转换为十进制（单位0.01Hz）设定P2000=200H

24、z，如设定P20090=0，当USS输入频率为十六进制2000H（16384）时，对应的频率给定值为：Hz。如设定P2009=1，当USS输入频率为十六进制2000H（16384）时，对应的频率给定值为：Hz。,6、USS控制变频器参数的设定,P20100：COM链路的 USS 波特率设定。访问级为3，默认值：6。可能的设定值：P2010=3 1200bpsP2010=4 2400 bps P2010=5 4800 bps P2010=6 9600 bpsP2010=7 19200 bpsP2010=8 38400 bps P2010=9 57600 bps,9.3.2 USS控制变频器参数的

25、设定,P20110：USS 地址，根据实际连接情况设定031。访问级为3。P20140：USS 数据传输超时报警的时间设定。访问级为3；定义一个时间 T_off，如果在延迟 T_off 时间以后通过USS通道接收不到报文，那么将产生故障信号(F0070)。取值范围在065535之间，默认值为0。,【例】如图所示程序,PLC通过RS485接口、利用USS协议对变频器进行控制，通信速率为19200bit/s；变频器地址为0。由PLC的I0.0I0.4作为变频器的控制输入，分别控制变频器的运行、自由停车、紧急停止、报警应答、电机转向；变频器输出频率为50Hz（变频器基准频率值，通过10.6写入）。变

26、频器的输出指示灯：通信正常、运行、现行转向、变频器禁止、变频器报警依次为Q0.0Q0.4。PLC变量存储器分配如下：VB0：初始化错误代码存储；VB2：变频器运行错误代码存储；VW4：变频器工作状态存储：VB10：变频器参教阅读错误代码存储；VB14：变频器参数写入错误代码存储。变频器参数读出：当输入I0.5为“1”时，将变频器参数P00050（变频器显示功能设定），读到PLC的变量存储区VW12中。变频器参数写入：当输入I0.6为“1”时，将常数50.0写入变频器参数P20000（变频器基准频率设定）中。参数的读写通信缓冲区地址为VB20、VB40。,基于PLC通信方式的变频器开环调速实训,

27、1.实训目的（1）了解变频器与PLC之间使用USS协议通讯。（2）学会基于PLC通信方式的变频器参数的设置。（3）学会PLC对变频器控制的USS指令的使用。2.接线图如图所示,3.参考梯形图如图所示输入端点的功能：I0.0启动，I0.1自由停车，I0.2快速停车，I0.3故障复位，I0.4正反转调换，I0.5加速，I0.6减速。,4.实验内容和步骤,（1）正确完成接线，梯形图下载到PLC中，下载完毕后切换到“RUN”位置。在程序中，使用到了USS指令，该指令专用于PLC与MM系列变频器之间通讯使用，具体的设置方法参阅前面的内容。（2）参数不仅要对变频器P0700和P1000进行修改为5，还要对其站点号和波特率进行修改，其中P2011为18，P2010为6。另外在程序段中，也要将波特率和站点号设置的与变频器设置相一致，在主程序MAIN的USS-INIT网络段中，Baud设置一定要和所要激活的变频器所设置的波特率一致都为9600，还有Active参数为所要激活的变频器的站点号，该程序中所设变频器站为18号，波特率为9600。,站点号具体计算如下：,