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PLC与变频器工程应用设计讲座胜利油田高级人才培训中心主讲人王德清实例一：用PLC控制变频——用PLC控制一台变频器单向运行动作步骤和要求：•1、按SB1，KM动作，接通电源；并指示；•2、合开关SA2，变频器起动、运转；指示；•3、关开关SA2，变频器停止；•4、按SB2，关断电源；•5、故障时，关断电源，发出故障指示。1、三菱PLC实现输入点（4个）：SB1、SB2：X0，X1SA2：X2故障报警点：X3输出点（5个）：变频器电源：Y0变频器电源指示：Y1变频器运行：Y2、Y4变频器报警：Y31）地址分配KMABC2）硬件连接：RST30A30B30CUVWFWDCMCOMX0X1X2X3GND24NLF1-12MPLCCOMY0Y1Y2Y3COMY4Y5MSB1SB2SA2~220VKM~220V3）PLC编程—梯形图变频电源电源指示变频运行故障指示变频停止2、用S7-200PLC实现输入点（4个）SB1、SB2：I0.0，I0.1SA2：I0.2故障报警点：I0.3输出点（4个）变频器电源：Q0.0变频器运行：Q0.1Q0.3变频器报警：Q0.21）地址分配KM2）硬件连接：RST30A30B30CUVWFWDCM1M0.00.10.20.32MM+24CPU2221L0.00.10.22L0.30.40.5NLABCMSB1SB2SA2~220VKM3）PLC编程—梯形图变频电源变频运行故障指示变频停止(S)(R)Q0.2()I0.3Q0.0I0.01()Q0.0Q0.1I0.2()Q0.3Q0.0I0.3I0.1I0.2KAKMABC3、不改变梯形图——移植法RST30A30B30CUVWFWDCMCOM0。00。10。20。4GND24NLCPU222COMY0Y1Y2Y3COMY4Y5MSB1SB2SA2~220VKM~220VKAPLC编程—梯形图变频电源变频运行故障指示变频停止(S)(R)Q0.3()I0.3Q0.0I0.01()Q0.0Q0.2I0.2()Q0.4Q0.0I0.3I0.1I0.2Q0.1()Q0.0实例二：用PLC控制变频到工频自动切换动作过程和要求：•1、工频时，按SF1，KM3动作，工频起动。按ST1，工频停止；有过载保护。•2、变频时，按SF1，KM1、KM2动作，变频器接通电源与负载；按SF2，KA动作，发出变频器运行信号；按ST2变频器停止；•3、变频故障时，发出故障报警，停止变频，延时20秒后，切换到工频上运行。方法一用继电器接触器控制实现FRKM3KM23~QSKM1RSTUVWFRDCMVRFV+ACMKA电位器工作启动控制电路工频起动变频接通变频起动工频投切KM2FCFAKA2KTST2ST1SF1KASF2KM1KTKM3KRKA1KM3FBKA2KA1KM1KA1KM2SA1）地址分配输入点（7个）：工频变频切换开关：SA2工频启动停止按钮：SF1、ST1变频器运行停止：SF2、ST2输出点（6个）：工频启动停止：Y2变频器电源：Y0、Y1变频器运行：Y3变频器报警：Y4、Y5X0、X1X2、X3X4、X5工频过载停止：KRX6方法二、用PLC实现2、硬件连接线图工频运转变频通电变频运行变频跳闸故障处理3）PLC编程问题:PLC与变频器工程应用就是一控一情况?小结：目前使用PLC与变频器工程应用特点2、给定方法：手动调速或面板输入1、控制方法：PLC只是控制变频器启动、停止、指示入水口实例三：采油注水恒压变频控制现场运行工作情况•1、有功率为110KW水泵3台•2、每一台都有变频/工频运行；•3、工频与变频运行选择由操作人员选定；•4、要求出水口总管压力为30兆帕出水口控制要求：•1、要求管网出口压力为30兆帕；压力设定在面板上操作与显示；•2、每一台泵都有变频/工频运行；•3、工频与变频运行选择由操作人员选定；•4、控制柜有电源电压、电动机电流指示；•5、控制柜有电动机运行状态指示；•6、电动机在变频运行状态下，有启动、运行、停止指示；•7、电动机工频运行时，采用自耦降压起动；•8、有工频、变频互锁；工频过载保护；•9、故障报警M1M2M3QS1QS2QS3QS4KM1KM3KM5FR1FR2FR3KM2KM4KM6RSTUVW主电路图KM8KM自耦器KM7RSTUVWHZFRDCMIRFACMFRQDCMKA变送器PID调节器外置PID控制法门板布置AAA1#电流2#电流3#电流工频2#3#1#工频工频变频变频变频变频起动变频停止运行报警输入点（至少12个）1#：I0.0，I0.12#：I0.2;I0.3变频器启动：I0.6变频器停止：I0.7变频器报警：I1.01、地址分配3#：I0.4;I0.51#：工频过载I1.12#：工频过载I1.23#：工频过载I1.3输出点（10个）1#工频:Q0.0/KM12#工频:Q0.1/KM33#工频:Q0.2/KM5变频运行:Q1.0变频输出:Q0.6/KM8变频报警:Q1.11#变频:Q0.3/KM22#变频:Q0.4/KM43#变频:Q0.5/KM6自耦降压:Q0.7/KM7连接原理图：~220V变频过载信号1#KAKAKAKAKAKA1L0.00.10.20.30.41L0.50.60.71.01.1CPU2260.00.10.20.30.40.50.60.71.01.11.21.3M+24DCKAKAKAKA2#3#问题:变频与工频的切换是人工的!!自动化程度低!!!!!小结：这种工程应用特点:2、调速方法：自动调速1、控制方法：PLC只是控制变频器启动、停止、指示3、使用效果：变频器特点未利用实例四：双恒压无塔供水系统设计——复杂系统应用1、工艺过程：水池控制器进水SLhSLlYV1EQ1#2#3#YV2消防用水生活用水出口压力利用压力传感器信号及有关电气控制信号，根据供水管道的压力值控制水泵电机转速，将压力维持在所需的压力值上，将平时不必消耗的能量节省下来，从而达到节电的目的。PID控制压力传感器压力设定电网电机水泵出口压力变频器IRFRSTUVW电气控制系统主电路原理图NL1L2L3FU1M13~QF2QF3QF4KM1KM3KM5FR1FR1FR1M13~M13~RSTUVWQF1VVVFKM2KM4KM6当压力稳定时压力不足时增泵压力超过设定时减泵QF1VVVFKM4RSTUVWQF1VVVFKM4RSTUVWKM2RSTUVWVVVFQF1QF1VVVFKM6RSTUVWKM2RSTUVWVVVFQF12、系统控制要求：1、生活用水时，应低恒压值运行，消防供水时应在高恒压值运行；2、三台泵采取“先开先停”的原则接入和退出；3、一台泵运行3小时，则切换到下一台泵“倒泵功能”；4、三台泵在启动时要有软启动功能；5、有完善的报警功能；6、对泵有手动控制功能；面板布置图1、开关控制手动/自动指示2、状态指示泵的工频变频指示3、水位上限下限报警指示手动自动手动指示自动指示1#泵2#泵3#泵工频变频工频变频工频变频启动停止启动停止启动停止变频器故障水池水位上限水池水位下限控制电路图NL1SA102SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8Qo.oQo.1Qo.2Qo.3Qo.4Qo.5Q1.0Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q1.5KM1KM4KM3KM6KM5KM2KM1KM2KM3KM4KM5KM6KA1YV2HL7HL1HL8HL9HL10HL2HL3HL4HL5HL6KAKA1FR1FR2FR3HAKAPLCN14681012141618202224263、I/O点及地址分配：输入地址分配：（有6个开关量输入、1个模拟量输入）名称代码地址编号手动、自动消防SA1I0.0水位下限信号SLlI0.1水位上限信号SLhI0.2变频报警信号SuI0.3消铃信号（报警消除）SB9I0.4试灯按钮（测试）SB10I0.5远程模拟信号UpAIW0输出地址分配：（12个开关量、1个模拟量）1#泵工频运行与指示KM1、HL1Q0.01#泵变频运行与指示KM2、HL2Q0.12#泵工频运行与指示KM3、HL3Q0.22#泵变频运行与指示KM4、HL4Q0.33#泵工频运行与指示KM5、HL5Q0.43#泵变频运行与指示KM6、HL6Q0.5生活/消防转换电磁阀YV2Q1.0水位下限报警指示HL7Q1.1变频器故障报警指示HL8Q1.2火灾报警指示HL9Q1.3报警电铃HAQ1.4变频器复位控制KAQ1.5频率控制信号VfAQW04、PLC选型主机单元CPU222AC/DC继电器扩展单元EM2228点继电器输出模拟单元EM2354AI/1AO8输入入/6输出参看课本P255、P2578路出4路入/1路出5、线路连接原理图：1L0.00.10.22L0.30.40.5NL1CPU2221M0.00.10.20.32M0.40.50.60.7ML+~220VSLlSLhSuSB9S10SA1KAKAKAKAKAKAKAHA1L0.00.10.20.3EM222ML+2L0.40.50.60.7KAKAKAYV2HL7HL8HL9参看课本P257~220V~220V+24VRAA+A-RBB+B-RCC+C-RDD+D-EM235ML+M0V0I0+24V远程压力变送器4~20mA变频器频率端子4~20mA(IRF)AIW0AQW06、PLC编程要考虑的问题：1、生活用水时，应低恒压值运行，消防供水时应在高恒压值运行；---设定值如何输入?4、三台泵采取“先开先停”的原则接入和退出；一台泵运行3小时，则切换到下一台泵“倒泵功能”；------泵切换问题2、数据采集问题；3、PID运算问题；5、程序运行问题；VD104MOV_RENENOINOUTI0.00.9MOV_RENENOINOUT0.7VD104NOT消防用水生活用水1）设定值输入问题根据要求:生活用水时，应低恒压值(0.7倍)运行；消防供水时,应在高恒压值(0.9倍)运行；参看课本P2572）数据采集应用问题提出:如何将模拟输入端的模拟量变换成数字量?----如何滤波问题!!•1、将采样计数器、采样当前值、采样和、采样平均值清零，并预置采样次数为128次；•2、判断是否到预置的采样次数，采样次数到达预置值，则采用移位法求平均值。•3、重新初始化参数VW12MOV_WENENOINOUTSM0.0AIW0INC_WENENOINOUTVW0VW0MOV_WENENOINOUT16#FFFFVW10NOTMOV_WENENOINOUT+0VW10VW12=I0ADD_DIENENOIN1OUTIN2VD10VD14SM0.0VD14采集判断求和采集次数加1ENCOENENOINOUTVW2AC1MOV_DWENENOINOUT+0VD14MOV_DWENENOINOUT=1VD18VD14VW0VW2SHR_DWENENOINOUTNVD18VD18AC1MOV_DWENENOINOUT+0VW0求平均值重新初始化和清零次数清零和送VD18次数送AC1求平均值3）PID回路指令PIDENENOTBLLOOPTBL:回路的起始地址LOOP:回路号0～７使用PID运算步骤:1、将工程实际值16位整数转化为实数值（32位孚点数）；2、将实数格式的工程实际值转化为[0.0—1.0]之间的无量纲相对值;3、回路输出转换为按工程量标定的整数值问题提出:如何将模拟输入端的模拟量进行采集并处理后,与期望值进行运算后,以模拟量的形式控制控制对象?参看课本P221MOV_DWENENOINOUTSM0.0MOV_DWENENOINOUTMOV_DWENENOINOUTMOV_RENENOINOUTMOV_RENENOINOUTMOV_RENENOINOUTMOV_RENENOINOUTMOV_BENENOINOUTATCHENENOINEVNTVD204+1800224000.2530.0200288000.200.00INT_010VD208VD112VD120SMB3