变频调速技术近年来发展非常迅速,应用于各行业在节约电能的同时能够大大减少排放、降低能耗,因此理解并掌握、单片机等作为控制核心,由于PLC 具备可靠性高、编程简单、维护方便等突出优点,慢慢的变多的工业控制场合选用PLC和变频器用于
基于PLC的变频器的控制包括模拟方式控制和串口通信方式控制,其中,串口通信包括有协议通信和无协议通信,有协议通信如文献[1]所述,几乎不用编程,正确连接后就能实现串口通信。这篇文章着重介绍了基于欧姆龙CP1H 系列PLC 的台达VFD 系列变频器的模拟方式控制和无协议通信方式控制。
VFD系列变频器是台达电子集团驱动类自动化产品之一,具有节约能源的效果好、供电范围宽、控制精度高等特点,可任意设定V/f 曲线,大范围的应用于恒压供水、空调、风机、锅炉、水处理、城市建设等自动化控制领域。
CP1H 系列PLC 是欧姆龙公司推出的一款小型PLC,性能与西门子S7-200 相当,包括CP1HX标准型、CP1H-XA模拟量内置型和CP1H-Y 高速定位型三种型号,适用于纺织、印刷、包装、橡塑及医疗等行业的机械设备控制。该机型外形小巧、速度极快、功能强大,具备1 个USB 口、2 个RS232C或RS485 可选的串行通信口,可实现上位链接、无协议通信、NT 链接、串行网关功能、串行PLC链接等功能。
系统组成框图如图1所示,包括PLC、变频器、电机以及测速反馈装置四个组成部分,PLC 和变频器之间以模拟控制方式(电压)连接,该电压由变频器内部的V/f 变换单元将电压的变化量转变为频率的变化量,电机的正转和反转以两个输出点来来控制,电机的转速由测速装置转变为电压信号反馈至PLC,再通过软件实现转速的闭环控制。
PLC 的模拟量调试主要涉及系统DIP 开关状态设置、输入和输出模拟量形式以及范围选择、模拟量采集结果的处理等环节,调试时可先调开环系统,然后根据测速装置反馈电压和转速的关系,通过软件判断调节模拟量单元的输出信号大小,实现闭环调速系统。
变频器的调试相对简单,须注意的是:将参数Pr.-00 设置为“d0001”,Pr.-01 设置为“d0001”或“d0002”,线 所示,PLC 的正反相控制端输出分别和REV 与FWD 相连,PLC 的COM端和变频器的DCM端相连。模拟控制方式的连线]的需要注意的几点,错误的连接可能会损坏PLC的输出端口。
众多的变频器品牌,由于技术和市场的原因,通信协议五花八门,兼容性很差,针对这种现状,无协议通信得到了很好的应用。所谓无协议通信,即是自由协议方式,协议的格式由用户自己定义,用户根据具体变频器的协议格式组织数据,实现与变频器的通信。
参照文献[2] 提出的方案,我们设计了基于RS485 的无协议通信控制方式,系统框图如图2所示,PLC 的串口连接端子也能够正常的使用“RDB+”和“RDA-”两个端口,变频器输出三相相位差120毅的交流电压至三相异步电机定子绕组。
欧姆龙CP1H 系列PLC 设有RS485 的串行通信口,可采用平衡驱动器和差分接收器的组合,结合其抗共模干扰能力强,抗噪声干扰性能优越的特性,能轻松实现有协议通信和无协议通信。
台达VFD-A 交流马达驱动器内建RS485 串联通信界面,串联通信连接端口标注SG+、SG-,其中,“SG+”表示信号正相端,“SG-”表示信号负相端。使用RS485 串联通信接口时,每台VFD-A 必须预先在Pr.78 指定其通信地址,PLC 便根据预定地址实施控制。当将参数“A”设为“02H”时,PLC可同时对多个变频器实施控制。
相关的参数涉及Pr.-00、Pr.-01、Pr.-78,其中,Pr.-00 指定主频率输入来源,Pr.-01 设定运转信号来源,Pr.-78 选取了串口通信的波特率,对应的设定值分别为:d002、d003、d002,即主频率与运转信号由RS485 串联通信接口控制,且令面板STOP键有效,波特率设定为4 800 bit/s。