陳淳

摘 要： 本文介紹了基于三菱品牌的PLC、觸摸屏、模擬量模塊、變頻器對(duì)交流電機(jī)變頻的模擬量調(diào)速系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計(jì)、用到的模擬量模塊是FX0N-3A，使用了WR3A和RD3A指令使編程簡(jiǎn)單，頻率通過觸摸屏設(shè)定使調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行靈活，模塊化程序設(shè)計(jì)思想增強(qiáng)了程序的擴(kuò)展性和實(shí)用性。

關(guān)鍵詞： 觸摸屏 PLC 變頻器 模擬量

1.引言

近年來可編程序控制器（PLC）及變頻調(diào)速技術(shù)日益發(fā)展，性能價(jià)格比日益提高，在機(jī)械、冶金、制造、化工、紡織等領(lǐng)域得以普及和應(yīng)用。為滿足溫度、速度、流量等工藝變量的控制要求，常常要對(duì)這些模擬量進(jìn)行控制，PLC模擬量控制模塊的使用也日益廣泛。通常情況下，變頻器的速度調(diào)節(jié)可采用鍵盤調(diào)節(jié)、電位器調(diào)節(jié)、多段速等方式，但是在速度要求根據(jù)工藝而變化時(shí)，僅利用上述三種方式不能滿足生產(chǎn)控制需求，因此，我們必須發(fā)揮PLC靈活編程及控制的功能，實(shí)現(xiàn)速度因工藝而變化，從而保證產(chǎn)品的合格率。在設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)或?qū)σ粋€(gè)已有的設(shè)備進(jìn)行改造時(shí)，常常會(huì)對(duì)電機(jī)的速度進(jìn)行控制，利用PLC的模擬量控制模塊的輸出，對(duì)變頻器實(shí)現(xiàn)速度控制，還能得到一個(gè)反饋值，從而知道電機(jī)有沒有按需要的速度運(yùn)行，是一種經(jīng)濟(jì)而又簡(jiǎn)便的方法。

2.系統(tǒng)控制要求

通過觸摸屏控制變頻器正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止，頻率通過觸摸屏設(shè)置，設(shè)置頻率超過50Hz不運(yùn)行。觸摸屏上顯示變頻器給定頻率、變頻器實(shí)際頻率。

3.控制系統(tǒng)框圖

交流變頻模擬量調(diào)速系統(tǒng)框圖如圖1所示?？刂葡到y(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)主要包括：觸摸屏、可編程控制器PLC、模擬量模塊、變頻器、三相異步電動(dòng)機(jī)，此處的模擬量模塊是FX0N-3A。

圖1 控制系統(tǒng)框圖

4.PLC模擬量模塊FX0N-3A介紹

PLC包括許多的特殊功能模塊，模擬量模塊是其中的一種，它包括數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，例如數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊可將一定的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的模擬量（電壓或電流）輸出，這種轉(zhuǎn)換具有較高的精度。

此次設(shè)計(jì)模擬量模塊用的是FX0N-3A，因?yàn)镕X0N-3A 包含兩路輸入通道和一路輸出通道。輸入通道將外部輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)（A/D轉(zhuǎn)換），輸出通道將內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成外部的模擬信號(hào)（D/A轉(zhuǎn)換）。

根據(jù)接線不同，可以選擇電壓信號(hào)或電流信號(hào)的模擬輸入或模擬輸出，模擬輸入通道或模擬輸出通道的可接受范圍為DC 0～10V、DC 0～5V或DC 4～20mA。

5.系統(tǒng)硬件原理圖

下面以三菱FX2N-48MT系列PLC為例加以說明，同時(shí)選擇FX0N-3A模擬量模塊作為對(duì)變頻器進(jìn)行速度控制的控制信號(hào)輸出。通過對(duì)模擬量模塊連接端子的選擇，可以得到兩種信號(hào)：0～10V或0～5V電壓信號(hào)及4～20mA電流信號(hào)。這里我們選擇0～10V的電壓信號(hào)進(jìn)行控制。

PLC、變頻器、FX0N-3A接線，PLC的Y4與變頻器的正轉(zhuǎn)信號(hào)STF相連、PLC的Y5與變頻器的反轉(zhuǎn)信號(hào)STR相連、PLC的Com2與變頻器的公共端SD相連、變頻器的2號(hào)端子與FX0N-3A的輸出通道Vout引腳相連、變頻器的AM端子與FX0N-3A的輸入通道1的Vin1引腳相連、變頻器的5號(hào)端子與FX0N-3A的輸出通道的COM引腳相連、FX0N-3A的輸出通道的COM引腳與FX0N-3A的輸入通道1的COM1引腳相連，見圖2。

圖2 硬件原理圖

6.I/O分配表

根據(jù)控制要求和硬件原理圖寫出I/O分配表。

6.1輸出

6.2內(nèi)部繼電器

7.變頻器參數(shù)的設(shè)置

根據(jù)控制要求進(jìn)行變頻器參數(shù)的設(shè)置

8.軟件設(shè)計(jì)

8.1指令的介紹

8.1.1WR3A指令

WR3A指令是用于向FX0N-3A模擬量模塊寫入數(shù)據(jù)的功能。

m1：指定特殊模塊號(hào)，K0～K7，本設(shè)計(jì)中FX0N-3A僅跟在PLC主機(jī)后面，在0號(hào)位置，m1為K0；

m2：指模擬量通道號(hào)，F(xiàn)X0N-3A只有一個(gè)輸出通道，僅K1有效；

S：指定寫入FX0N-3A模擬量模塊的數(shù)據(jù)。

8.1.2 RD3A指令

RD3A指令是FX0N-3A模擬量模塊的模擬量輸入值的讀取。

m1：指定特殊模塊號(hào)，K0～K7；本設(shè)計(jì)中FX0N-3A僅跟在PLC主機(jī)后面，在0號(hào)位置，m1為K0；

m2：是FX0N-3A模塊模擬量通道號(hào)，F(xiàn)X0N-3A有兩個(gè)輸入通道，取K1或K2，本設(shè)計(jì)只用輸入通道1，因此為K1；

D：存放讀取的數(shù)據(jù)。

8.2 PLC程序設(shè)計(jì)

根據(jù)控制要求，先設(shè)計(jì)出本任務(wù)的觸摸屏控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的梯形圖程序如圖3所示。

圖3 正反轉(zhuǎn)的梯形圖程序

根據(jù)模擬量模塊FX0N-3A的輸出特性如圖4所示，可以把0～250的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成0～10V電壓輸出。由于變頻器模擬量輸入端由0～10V變化時(shí)，變頻器頻率由0～50Hz變化，即模擬量輸入端電壓變化0.2V時(shí)，變頻器輸出變化1Hz，根據(jù)FX0N-3A輸出特性，當(dāng)數(shù)字量由0～250變化時(shí)，轉(zhuǎn)換輸出的電壓為0～10V，因此電壓第變化0.2V，即變頻器頻率變化1Hz，對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為5，所以把變頻器設(shè)定的頻率乘以5，既得相應(yīng)的數(shù)字量。

根據(jù)控制要求FX0N-3A的程序如圖6所示。先把觸摸屏上變頻器的設(shè)定頻率D10與50比較是否大于50，不大于50就把D10乘以5得到D12，接著PLC通過WR3A指令向FX0N-3A的通道寫入數(shù)據(jù)，即把D12中的數(shù)據(jù)傳給FX0N-3A，F(xiàn)X0N-3A轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓模擬量，通過FX0N-3A的輸出通道Vout輸出給變頻器2端子，用變頻器實(shí)現(xiàn)電機(jī)按觸摸屏設(shè)定的頻率來工作。

圖4 輸出特性 圖5 輸入特性

變頻器的AM端子把變頻器的模擬電壓輸出給FX0N-3A的輸入通道1的Vin，得到一個(gè)反饋值，F(xiàn)X0N-3A通過RD3A指令讀取這個(gè)反饋值并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量D22，并結(jié)合輸入特性曲線如圖5，對(duì)這個(gè)數(shù)字量除以5給D20，在觸摸屏上顯示出來。

圖6 FX0N-3A的程序

9.調(diào)試

9.1當(dāng)觸摸屏設(shè)定頻率和變頻器顯示頻率不一致看參數(shù)Pr125是否設(shè)定為50Hz。

9.2當(dāng)變頻器顯示頻率和觸摸屏顯示頻率不一致時(shí)，先使變頻器以50Hz運(yùn)轉(zhuǎn)，注意這個(gè)是面板控制模式，調(diào)到C1參數(shù)，測(cè)5和AM引腳電壓使它等于10V，不等于10V調(diào)節(jié)變頻器上的M旋鈕，直到等于10V。

10.結(jié)語

上述控制在實(shí)際使用過程中運(yùn)行良好，很好地將PLC易于編程與變頻器結(jié)合起來。本次設(shè)計(jì)使用了WR3A和RD3A指令書寫簡(jiǎn)單，便于記憶?？傊?，充分利用PLC模擬量輸出功能可以控制變頻器從而控制設(shè)備的速度，滿足生產(chǎn)的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]蓋超會(huì)，陽勝峰.三菱PLC與變頻器、觸摸屏綜合培訓(xùn)教程.中國電力出版社，2011，3.

[2]吳啟紅.可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)（FX系列），2012，6.

[3]李志謙.PLC項(xiàng)目式教學(xué)、競(jìng)賽與工程實(shí)踐.機(jī)械工業(yè)出版社，2012，5.endprint

摘 要： 本文介紹了基于三菱品牌的PLC、觸摸屏、模擬量模塊、變頻器對(duì)交流電機(jī)變頻的模擬量調(diào)速系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計(jì)、用到的模擬量模塊是FX0N-3A，使用了WR3A和RD3A指令使編程簡(jiǎn)單，頻率通過觸摸屏設(shè)定使調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行靈活，模塊化程序設(shè)計(jì)思想增強(qiáng)了程序的擴(kuò)展性和實(shí)用性。

關(guān)鍵詞： 觸摸屏 PLC 變頻器 模擬量

1.引言

近年來可編程序控制器（PLC）及變頻調(diào)速技術(shù)日益發(fā)展，性能價(jià)格比日益提高，在機(jī)械、冶金、制造、化工、紡織等領(lǐng)域得以普及和應(yīng)用。為滿足溫度、速度、流量等工藝變量的控制要求，常常要對(duì)這些模擬量進(jìn)行控制，PLC模擬量控制模塊的使用也日益廣泛。通常情況下，變頻器的速度調(diào)節(jié)可采用鍵盤調(diào)節(jié)、電位器調(diào)節(jié)、多段速等方式，但是在速度要求根據(jù)工藝而變化時(shí)，僅利用上述三種方式不能滿足生產(chǎn)控制需求，因此，我們必須發(fā)揮PLC靈活編程及控制的功能，實(shí)現(xiàn)速度因工藝而變化，從而保證產(chǎn)品的合格率。在設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)或?qū)σ粋€(gè)已有的設(shè)備進(jìn)行改造時(shí)，常常會(huì)對(duì)電機(jī)的速度進(jìn)行控制，利用PLC的模擬量控制模塊的輸出，對(duì)變頻器實(shí)現(xiàn)速度控制，還能得到一個(gè)反饋值，從而知道電機(jī)有沒有按需要的速度運(yùn)行，是一種經(jīng)濟(jì)而又簡(jiǎn)便的方法。

2.系統(tǒng)控制要求

通過觸摸屏控制變頻器正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止，頻率通過觸摸屏設(shè)置，設(shè)置頻率超過50Hz不運(yùn)行。觸摸屏上顯示變頻器給定頻率、變頻器實(shí)際頻率。

3.控制系統(tǒng)框圖

交流變頻模擬量調(diào)速系統(tǒng)框圖如圖1所示?？刂葡到y(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)主要包括：觸摸屏、可編程控制器PLC、模擬量模塊、變頻器、三相異步電動(dòng)機(jī)，此處的模擬量模塊是FX0N-3A。

圖1 控制系統(tǒng)框圖

4.PLC模擬量模塊FX0N-3A介紹

PLC包括許多的特殊功能模塊，模擬量模塊是其中的一種，它包括數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，例如數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊可將一定的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的模擬量（電壓或電流）輸出，這種轉(zhuǎn)換具有較高的精度。

此次設(shè)計(jì)模擬量模塊用的是FX0N-3A，因?yàn)镕X0N-3A 包含兩路輸入通道和一路輸出通道。輸入通道將外部輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)（A/D轉(zhuǎn)換），輸出通道將內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成外部的模擬信號(hào)（D/A轉(zhuǎn)換）。

根據(jù)接線不同，可以選擇電壓信號(hào)或電流信號(hào)的模擬輸入或模擬輸出，模擬輸入通道或模擬輸出通道的可接受范圍為DC 0～10V、DC 0～5V或DC 4～20mA。

5.系統(tǒng)硬件原理圖

下面以三菱FX2N-48MT系列PLC為例加以說明，同時(shí)選擇FX0N-3A模擬量模塊作為對(duì)變頻器進(jìn)行速度控制的控制信號(hào)輸出。通過對(duì)模擬量模塊連接端子的選擇，可以得到兩種信號(hào)：0～10V或0～5V電壓信號(hào)及4～20mA電流信號(hào)。這里我們選擇0～10V的電壓信號(hào)進(jìn)行控制。

PLC、變頻器、FX0N-3A接線，PLC的Y4與變頻器的正轉(zhuǎn)信號(hào)STF相連、PLC的Y5與變頻器的反轉(zhuǎn)信號(hào)STR相連、PLC的Com2與變頻器的公共端SD相連、變頻器的2號(hào)端子與FX0N-3A的輸出通道Vout引腳相連、變頻器的AM端子與FX0N-3A的輸入通道1的Vin1引腳相連、變頻器的5號(hào)端子與FX0N-3A的輸出通道的COM引腳相連、FX0N-3A的輸出通道的COM引腳與FX0N-3A的輸入通道1的COM1引腳相連，見圖2。

圖2 硬件原理圖

6.I/O分配表

根據(jù)控制要求和硬件原理圖寫出I/O分配表。

6.1輸出

6.2內(nèi)部繼電器

7.變頻器參數(shù)的設(shè)置

根據(jù)控制要求進(jìn)行變頻器參數(shù)的設(shè)置

8.軟件設(shè)計(jì)

8.1指令的介紹

8.1.1WR3A指令

WR3A指令是用于向FX0N-3A模擬量模塊寫入數(shù)據(jù)的功能。

m1：指定特殊模塊號(hào)，K0～K7，本設(shè)計(jì)中FX0N-3A僅跟在PLC主機(jī)后面，在0號(hào)位置，m1為K0；

m2：指模擬量通道號(hào)，F(xiàn)X0N-3A只有一個(gè)輸出通道，僅K1有效；

S：指定寫入FX0N-3A模擬量模塊的數(shù)據(jù)。

8.1.2 RD3A指令

RD3A指令是FX0N-3A模擬量模塊的模擬量輸入值的讀取。

m1：指定特殊模塊號(hào)，K0～K7；本設(shè)計(jì)中FX0N-3A僅跟在PLC主機(jī)后面，在0號(hào)位置，m1為K0；

m2：是FX0N-3A模塊模擬量通道號(hào)，F(xiàn)X0N-3A有兩個(gè)輸入通道，取K1或K2，本設(shè)計(jì)只用輸入通道1，因此為K1；

D：存放讀取的數(shù)據(jù)。

8.2 PLC程序設(shè)計(jì)

根據(jù)控制要求，先設(shè)計(jì)出本任務(wù)的觸摸屏控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的梯形圖程序如圖3所示。

圖3 正反轉(zhuǎn)的梯形圖程序

根據(jù)模擬量模塊FX0N-3A的輸出特性如圖4所示，可以把0～250的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成0～10V電壓輸出。由于變頻器模擬量輸入端由0～10V變化時(shí)，變頻器頻率由0～50Hz變化，即模擬量輸入端電壓變化0.2V時(shí)，變頻器輸出變化1Hz，根據(jù)FX0N-3A輸出特性，當(dāng)數(shù)字量由0～250變化時(shí)，轉(zhuǎn)換輸出的電壓為0～10V，因此電壓第變化0.2V，即變頻器頻率變化1Hz，對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為5，所以把變頻器設(shè)定的頻率乘以5，既得相應(yīng)的數(shù)字量。

根據(jù)控制要求FX0N-3A的程序如圖6所示。先把觸摸屏上變頻器的設(shè)定頻率D10與50比較是否大于50，不大于50就把D10乘以5得到D12，接著PLC通過WR3A指令向FX0N-3A的通道寫入數(shù)據(jù)，即把D12中的數(shù)據(jù)傳給FX0N-3A，F(xiàn)X0N-3A轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓模擬量，通過FX0N-3A的輸出通道Vout輸出給變頻器2端子，用變頻器實(shí)現(xiàn)電機(jī)按觸摸屏設(shè)定的頻率來工作。

圖4 輸出特性 圖5 輸入特性

變頻器的AM端子把變頻器的模擬電壓輸出給FX0N-3A的輸入通道1的Vin，得到一個(gè)反饋值，F(xiàn)X0N-3A通過RD3A指令讀取這個(gè)反饋值并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量D22，并結(jié)合輸入特性曲線如圖5，對(duì)這個(gè)數(shù)字量除以5給D20，在觸摸屏上顯示出來。

圖6 FX0N-3A的程序

9.調(diào)試

9.1當(dāng)觸摸屏設(shè)定頻率和變頻器顯示頻率不一致看參數(shù)Pr125是否設(shè)定為50Hz。

9.2當(dāng)變頻器顯示頻率和觸摸屏顯示頻率不一致時(shí)，先使變頻器以50Hz運(yùn)轉(zhuǎn)，注意這個(gè)是面板控制模式，調(diào)到C1參數(shù)，測(cè)5和AM引腳電壓使它等于10V，不等于10V調(diào)節(jié)變頻器上的M旋鈕，直到等于10V。

10.結(jié)語

上述控制在實(shí)際使用過程中運(yùn)行良好，很好地將PLC易于編程與變頻器結(jié)合起來。本次設(shè)計(jì)使用了WR3A和RD3A指令書寫簡(jiǎn)單，便于記憶?？傊?，充分利用PLC模擬量輸出功能可以控制變頻器從而控制設(shè)備的速度，滿足生產(chǎn)的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]蓋超會(huì)，陽勝峰.三菱PLC與變頻器、觸摸屏綜合培訓(xùn)教程.中國電力出版社，2011，3.

[2]吳啟紅.可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)（FX系列），2012，6.

[3]李志謙.PLC項(xiàng)目式教學(xué)、競(jìng)賽與工程實(shí)踐.機(jī)械工業(yè)出版社，2012，5.endprint

摘 要： 本文介紹了基于三菱品牌的PLC、觸摸屏、模擬量模塊、變頻器對(duì)交流電機(jī)變頻的模擬量調(diào)速系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計(jì)、用到的模擬量模塊是FX0N-3A，使用了WR3A和RD3A指令使編程簡(jiǎn)單，頻率通過觸摸屏設(shè)定使調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行靈活，模塊化程序設(shè)計(jì)思想增強(qiáng)了程序的擴(kuò)展性和實(shí)用性。

關(guān)鍵詞： 觸摸屏 PLC 變頻器 模擬量

1.引言

近年來可編程序控制器（PLC）及變頻調(diào)速技術(shù)日益發(fā)展，性能價(jià)格比日益提高，在機(jī)械、冶金、制造、化工、紡織等領(lǐng)域得以普及和應(yīng)用。為滿足溫度、速度、流量等工藝變量的控制要求，常常要對(duì)這些模擬量進(jìn)行控制，PLC模擬量控制模塊的使用也日益廣泛。通常情況下，變頻器的速度調(diào)節(jié)可采用鍵盤調(diào)節(jié)、電位器調(diào)節(jié)、多段速等方式，但是在速度要求根據(jù)工藝而變化時(shí)，僅利用上述三種方式不能滿足生產(chǎn)控制需求，因此，我們必須發(fā)揮PLC靈活編程及控制的功能，實(shí)現(xiàn)速度因工藝而變化，從而保證產(chǎn)品的合格率。在設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)或?qū)σ粋€(gè)已有的設(shè)備進(jìn)行改造時(shí)，常常會(huì)對(duì)電機(jī)的速度進(jìn)行控制，利用PLC的模擬量控制模塊的輸出，對(duì)變頻器實(shí)現(xiàn)速度控制，還能得到一個(gè)反饋值，從而知道電機(jī)有沒有按需要的速度運(yùn)行，是一種經(jīng)濟(jì)而又簡(jiǎn)便的方法。

2.系統(tǒng)控制要求

通過觸摸屏控制變頻器正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止，頻率通過觸摸屏設(shè)置，設(shè)置頻率超過50Hz不運(yùn)行。觸摸屏上顯示變頻器給定頻率、變頻器實(shí)際頻率。

3.控制系統(tǒng)框圖

交流變頻模擬量調(diào)速系統(tǒng)框圖如圖1所示?？刂葡到y(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)主要包括：觸摸屏、可編程控制器PLC、模擬量模塊、變頻器、三相異步電動(dòng)機(jī)，此處的模擬量模塊是FX0N-3A。

圖1 控制系統(tǒng)框圖

4.PLC模擬量模塊FX0N-3A介紹

PLC包括許多的特殊功能模塊，模擬量模塊是其中的一種，它包括數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，例如數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊可將一定的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的模擬量（電壓或電流）輸出，這種轉(zhuǎn)換具有較高的精度。

此次設(shè)計(jì)模擬量模塊用的是FX0N-3A，因?yàn)镕X0N-3A 包含兩路輸入通道和一路輸出通道。輸入通道將外部輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)（A/D轉(zhuǎn)換），輸出通道將內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成外部的模擬信號(hào)（D/A轉(zhuǎn)換）。

根據(jù)接線不同，可以選擇電壓信號(hào)或電流信號(hào)的模擬輸入或模擬輸出，模擬輸入通道或模擬輸出通道的可接受范圍為DC 0～10V、DC 0～5V或DC 4～20mA。

5.系統(tǒng)硬件原理圖

下面以三菱FX2N-48MT系列PLC為例加以說明，同時(shí)選擇FX0N-3A模擬量模塊作為對(duì)變頻器進(jìn)行速度控制的控制信號(hào)輸出。通過對(duì)模擬量模塊連接端子的選擇，可以得到兩種信號(hào)：0～10V或0～5V電壓信號(hào)及4～20mA電流信號(hào)。這里我們選擇0～10V的電壓信號(hào)進(jìn)行控制。

PLC、變頻器、FX0N-3A接線，PLC的Y4與變頻器的正轉(zhuǎn)信號(hào)STF相連、PLC的Y5與變頻器的反轉(zhuǎn)信號(hào)STR相連、PLC的Com2與變頻器的公共端SD相連、變頻器的2號(hào)端子與FX0N-3A的輸出通道Vout引腳相連、變頻器的AM端子與FX0N-3A的輸入通道1的Vin1引腳相連、變頻器的5號(hào)端子與FX0N-3A的輸出通道的COM引腳相連、FX0N-3A的輸出通道的COM引腳與FX0N-3A的輸入通道1的COM1引腳相連，見圖2。

圖2 硬件原理圖

6.I/O分配表

根據(jù)控制要求和硬件原理圖寫出I/O分配表。

6.1輸出

6.2內(nèi)部繼電器

7.變頻器參數(shù)的設(shè)置

根據(jù)控制要求進(jìn)行變頻器參數(shù)的設(shè)置

8.軟件設(shè)計(jì)

8.1指令的介紹

8.1.1WR3A指令

WR3A指令是用于向FX0N-3A模擬量模塊寫入數(shù)據(jù)的功能。

m1：指定特殊模塊號(hào)，K0～K7，本設(shè)計(jì)中FX0N-3A僅跟在PLC主機(jī)后面，在0號(hào)位置，m1為K0；

m2：指模擬量通道號(hào)，F(xiàn)X0N-3A只有一個(gè)輸出通道，僅K1有效；

S：指定寫入FX0N-3A模擬量模塊的數(shù)據(jù)。

8.1.2 RD3A指令

RD3A指令是FX0N-3A模擬量模塊的模擬量輸入值的讀取。

m1：指定特殊模塊號(hào)，K0～K7；本設(shè)計(jì)中FX0N-3A僅跟在PLC主機(jī)后面，在0號(hào)位置，m1為K0；

m2：是FX0N-3A模塊模擬量通道號(hào)，F(xiàn)X0N-3A有兩個(gè)輸入通道，取K1或K2，本設(shè)計(jì)只用輸入通道1，因此為K1；

D：存放讀取的數(shù)據(jù)。

8.2 PLC程序設(shè)計(jì)

根據(jù)控制要求，先設(shè)計(jì)出本任務(wù)的觸摸屏控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的梯形圖程序如圖3所示。

圖3 正反轉(zhuǎn)的梯形圖程序

根據(jù)模擬量模塊FX0N-3A的輸出特性如圖4所示，可以把0～250的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成0～10V電壓輸出。由于變頻器模擬量輸入端由0～10V變化時(shí)，變頻器頻率由0～50Hz變化，即模擬量輸入端電壓變化0.2V時(shí)，變頻器輸出變化1Hz，根據(jù)FX0N-3A輸出特性，當(dāng)數(shù)字量由0～250變化時(shí)，轉(zhuǎn)換輸出的電壓為0～10V，因此電壓第變化0.2V，即變頻器頻率變化1Hz，對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為5，所以把變頻器設(shè)定的頻率乘以5，既得相應(yīng)的數(shù)字量。

根據(jù)控制要求FX0N-3A的程序如圖6所示。先把觸摸屏上變頻器的設(shè)定頻率D10與50比較是否大于50，不大于50就把D10乘以5得到D12，接著PLC通過WR3A指令向FX0N-3A的通道寫入數(shù)據(jù)，即把D12中的數(shù)據(jù)傳給FX0N-3A，F(xiàn)X0N-3A轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓模擬量，通過FX0N-3A的輸出通道Vout輸出給變頻器2端子，用變頻器實(shí)現(xiàn)電機(jī)按觸摸屏設(shè)定的頻率來工作。

圖4 輸出特性 圖5 輸入特性

變頻器的AM端子把變頻器的模擬電壓輸出給FX0N-3A的輸入通道1的Vin，得到一個(gè)反饋值，F(xiàn)X0N-3A通過RD3A指令讀取這個(gè)反饋值并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量D22，并結(jié)合輸入特性曲線如圖5，對(duì)這個(gè)數(shù)字量除以5給D20，在觸摸屏上顯示出來。

圖6 FX0N-3A的程序

9.調(diào)試

9.1當(dāng)觸摸屏設(shè)定頻率和變頻器顯示頻率不一致看參數(shù)Pr125是否設(shè)定為50Hz。

9.2當(dāng)變頻器顯示頻率和觸摸屏顯示頻率不一致時(shí)，先使變頻器以50Hz運(yùn)轉(zhuǎn)，注意這個(gè)是面板控制模式，調(diào)到C1參數(shù)，測(cè)5和AM引腳電壓使它等于10V，不等于10V調(diào)節(jié)變頻器上的M旋鈕，直到等于10V。

10.結(jié)語

上述控制在實(shí)際使用過程中運(yùn)行良好，很好地將PLC易于編程與變頻器結(jié)合起來。本次設(shè)計(jì)使用了WR3A和RD3A指令書寫簡(jiǎn)單，便于記憶。總之，充分利用PLC模擬量輸出功能可以控制變頻器從而控制設(shè)備的速度，滿足生產(chǎn)的需要。

參考文獻(xiàn)：

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