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可编程控制器应用技术三菱FX2N系列PLC教学课件模块五：PLC综合应用实例项目5-3PLC模拟量控制在变频调速中的应用南京技师学院PLC精品课程课题组一、复习提问•1、在使用三菱通用变频器FR-E700时，能否把电源加到电机端子U、V、W上，把电机接到电源端子L1、L2、L3上?•答：不能，电源线必须接L1、L2、L3，绝对不能接U、V、W，否则会烧坏电机。•2、MCGS嵌入版触摸屏是如何对应用系统进行组态操作的？•答：MCGS嵌入版用“工作台”窗口来管理构成用户应用系统的五个部分，工作台上的五个标签：主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略，对应于五个不同的窗口页面，每一个页面负责管理用户应用系统的一个部分，用鼠标单击不同的标签可选取不同窗口页面，对应用系统的相应部分进行组态操作。二、情景模拟•近年来PLC以及变频调速技术日益发展、性能价格比日益提高，并在机械、冶金、制造、化工、纺织等领域得以普及和应用。为满足温度、速度、流量等工艺变量的控制要求，常常要对这些模拟量进行控制，PLC模拟量控制模块的使用也日益广泛。本项目以三菱PLC为例介绍了模拟量控制，并结合变频调速基本原理及特点，阐述了如何通过PLC模拟量控制来实现对变频器的速度调节。控制功能要求如下•具体要求如下：•设计一个用FX2N-2DA的模拟量输出控制变频器运行频率的控制系统，控制要求如下：•按下上电按钮SB1，交流接触器KM1得电，给变频器通入三相电；•按下启动按钮SB2，变频器以15Hz的频率正转运行；•按下加速按钮SB3，变频器加速运行，每按一次加1Hz，最高运行频率50Hz；•按下减速按钮SB4，变频器减速运行，每按一次减1Hz，最低运行频率10Hz；•按下停止按钮SB5，变频器停止运行；•5、变频器的加速时间设为3s，减速时间设为2s。三、知识准备•1、FX2N系列PLC功能模块的连接与编号•当PLC与特殊功能模块连接时，数据通讯是通过FROM/TO指令实现的。为了使PLC能够准确地查找到指定的功能模块，每个特殊功能模块都有一个确定的地址编号，编号的方法是从最靠近PLC基本单元的那以个功能模块开始顺次编号，最多可连接8台功能模块（对应的编号微0-7号），注意其中PLC的扩展单元不记录在内。•下图是FX2N-48MR基本单元通过扩展总线与特殊功能模块（模拟量输入模块FX2N-4AD、模拟量输出模块FX2N-2DA、温度传感器模拟量输入模块FX2N-4AD-PT）连接，当各个控制单元连接好后，各特殊功能模块的编号也就确定。2、FX2N系列PLC与特殊功能模块之间的读/写操作•FX2N系列可编程控制器与特殊功能模块之间的通讯通过FROM/TO指令执行•（1）特殊功能模块读指令FROM使用说明m1特殊功能模块号m1=0～7;m2特殊模块的缓冲寄存器（BFM）首元件编号m2=0～31;[D.]指定存放在PLC中的数据寄存器首元件号；n指定特殊功能模块与PLC之间传送的字数，16位操作时n=1～32，32位操作时n=1～16。（2）特殊功能模块写指令•指令说明：•m1特殊功能模块号m1=0～7;•m2特殊功能模块缓冲寄存器（BFM）首元件编号m2=0～31;•[S·]PLC中指定读取数据的首元件号；•n指定特殊功能模块与PLC之间传送的字数，16位操作时n=1～16,32位操作时n=1～323、FX2N-2DA模拟量输出模块•(1)特点•1)提供12bit高精度分辨率。•2)2通道电压输出（0V-10V直流，0V-5V直流）或电流输出（4mA-20mA直流）。•3)对每一通道，可以规定电压输出或电流输出。（2）性能（3）接线•当电压输出存在波动或有大量噪声时，在输出端连接0.1-0.47、DC25V的电容。对于电压输出，将IOUT和COM短接。（4）输入/输出特性曲线（5）缓冲存储器（BFM）的分配•说明：•1）BFM#16由BFM#17（数字值）指定的通道的D/A转换数据被写。D/A数据以二进制形式，并以低端8位和高端4位量部分的顺序进行。•2）BFM#17b0通过将1改变成0，通道2的D/A转换开始。•b1通过将1改变城0，通道1的D/A转换开始。•b2通过将1改变城0，D/A转换的低8位数据保持。（6）增益和偏置调整•1）增益调整•增益值可设置为任意数字值但是，为了将12位分辨率展示到最大。可使用的数字范围为0到4000.•电压输出时，对于10V的模拟输出值，数字值调整到4000•电流输出时，对于20mA的模拟输出值，数字值调整到4000.2）偏置值调整•电压输入时，偏置值为0V,电流输入时，偏置值固定为4mA，但是，如果需要，偏置值/增益值可随时调整。当进行调整时，以下述方式进行。程序实例•当X0接通时，CH1将D100的数据转换成模拟量。当X1接通时，CH2将D101中的数据转换成模拟量。程序梯形图如图5-3-9所示。•四、任务实施•1、控制系统程序分析•分析控制要求，系统设有上电、启动、加速、减速和停止按钮，可分别接PLC的X1、X2、X3、X4和X5输入继电器。变频器的正转信号（STF）可以由PLC的输出继电器直接给出，而频率控制信号是由FX2N-2DA模块的模拟电压输出端子给出的，变频器的“2”、“5”两端为模拟电压输入端。变频器的最大和最小运行频率可由偏移参数Pr902和增益参数Pr903设置，如果FX2N-2DA模块的通道电压输出为0～10V则Pr902和Pr903分别设为（0V，0Hz）和（10V，50Hz）。变频器具体运行的频率则由PLC的数据寄存器里的数据通过FX2N-2DA模块转换成0～10V的电压信号输入到变频器的“2”、“5”两端，来完成0～50Hz的调节。•在进行程序编写之前应对FX2N-2DA模块通道1的校准，按照下图所示程序进行校准。使X0为ON，X1为OFF，调整OFFSET电位器，使输出值为0V；使X0为OFF，X1为ON，调整GAIN电位器，使输出值为10V。2、控制系统程序设计•（1）I/O分配表（2）程序设计（3）变频器参数设计（4）系统接线图3、系统调试•（1）编写好FX2N-2DA模块CH1通道的校准程序，通过OFFSET和GAIN旋钮调整好偏移和增益分别为0V和10V。•（2）按图5-3-12接线图接线，按图5-3-11将程序写入PLC中。•（3）设置好变频器参数。•（4）按下上电按钮，Y1输出，变频器得电；按下启动按钮，Y4输出，变频器以15Hz的频率运行。如果Y1无输出，检查Y1输出是否有问题；如果Y4无输出，检查Y4输出是否有问题，或模拟输出是否正确，可用万用表测量输出电压是否正确。•（5）按下加速按钮，变频器加速运行，每按一次加1HZ。•（6）按下减速按钮，变频器减速运行，每按一次减1HZ五、小结•通过本节课的学习，我们应该掌握：•1、根据控制系统的要求能够完成系统电路图的设计；•2、完成功能模块FX2N-2DA的偏置和增益的调试；•3、根据控制要求完成PLC控制程序的编写；•4、变频器参数的设计；•5、根据系统电路图完成控制电路板的设计•6、按照控制要求能够正确通电试车。