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          用PLC實現變頻器的有級調速

          發布時間:2019-09-23

          以國產PLC和LG SV-iG5變頻器為例,介紹了采用按鈕通過PLC對變頻器實現多段速的有級調速。給出了電氣原理圖、控制梯形圖、調試時的速度升降過程。

          電力電子技術的發展,變頻器的性能日新月異,有調速范圍寬、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。這里我們選用三龍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. 變頻器與PLC連接

          LG公司生產的SV-iG5系列變頻器,是一種功能強大、緊湊小巧的經濟型變頻器,該系列的變頻器具有如下特性:①功率/電壓等級: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變頻器類型:采用IGBT的PWM控制;③控制方式:V/F空間矢量技術;④內置總線:RS-485,ModBus—RTU;⑤內置PID控制,制動單元;⑥0.5Hz輸出150%轉矩;⑦防失速功能,8步速控制,三段跳躍頻率;⑧三個多功能輸入,一個多功能輸出,模擬輸出(0~10V);⑨1~10kHz載波頻率。

          使用三菱編程軟件的國產可編程序控制器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,網絡中每臺產品均支持人機界面。

          利用SL-FX2N-28MR-4AD-2DA型PLC與LG SV-iG5變頻器實現8段速有級調速的電氣原理圖。圖中變頻器的型號為:SV-004iG-2,適用電機功率0.37kW;PLC的輸入點X00接變頻器的故障輸出;X01接變頻器的多功能輸出;X02接按鈕SB1,為變頻器停止控制;X03接按鈕SB2,為變頻器正轉起動;X04接按鈕SB3,為變頻器反轉起動;X05接按鈕SB4,為變頻器升速按鈕。X06接按鈕SB5,為降速按鈕。PLC輸出點Y00接變頻器主電源接觸器KM,Y01接變頻器運行指示HL1,Y02接變頻器運行指示HL2, Y06、Y07、Y10分別接變頻器的多功能端子P3、P2、P1,Y11接復位端子RST,Y12、Y13分別接變頻器的反轉、正轉端子。

          2. 變頻器參數設置

          變頻器實現多段速運行需要設置的參數有: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,還有I/O25~I/O38。若待設參數值與“出廠值”數值相同,就不必進行該參數值設置了。

          通過設定P1、P2、P3端子為“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。每段的速度范圍均在初始頻率FU1-22至***大頻率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。這里將這些參數中的值均設定為5秒。

          當正轉SB4或反轉按鈕SB5按下后,電動機按照頻率10 Hz速度運行。按鈕下按鈕SB6,電動機升一級速度運行,每按一次,升一級速度,直到第8級速度為止。按下按鈕SB7,電動機降一級速度運行,每按一次,降一級速度,直到第1級速度為止。當電機運行在中間某一級速度時,同樣可以按SB6或SB7進行升或降速。

          3. PLC程序編制

          我們用PLC內部的輔助繼電器M1~M8分別代表10Hz~50 Hz的8個頻率,見表1。用PLC控制變頻器實現8段速有級運行的梯形圖如圖2所示。圖中根據數據寄存器D0中的值確定運行在哪一段速度,即輔助繼電器M1~M8中的某一個吸合。然后由輔助繼電器Mx依據表1控制輸出繼電器Y06Y07Y10來決定變頻器多功能端子P1P2P3的通斷,達到調速的目的。

          4. 調試要點

          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

          本文以三龍SL-FX2N-28MR-4AD-2DA型PLC與LG SV-iG5變頻器為例,介紹了實現變頻器8段速有級調速的控制方法。但在實際應用中,人們可以按照控制系統要求取其中的幾段,并設置合適的速度(頻率),使系統盡可能地工作在******能狀態。能夠更好地避免機器機構上存在的運行共振頻率。

          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、抗干擾能力強,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,并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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