PLC控制的變頻器運(yùn)行

第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 一、能力目標(biāo) 1.熟練掌握單方向運(yùn)行的外部接線。 2.掌握變頻器單方向運(yùn)行各參數(shù)的預(yù)置方法。 3.能夠根據(jù)電路圖、PLC控制程序，完成整個(gè)系統(tǒng)的連接與調(diào)試。 二、使用材料及工具變頻器、可編程序控制器、低壓斷路器、交流接觸器、按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、指示燈、導(dǎo)線、常用電工工具、萬用表、低壓配電盤等。第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 三、項(xiàng)目要求 1.控制要求變頻器的通、斷電通過交流接觸器實(shí)現(xiàn)，用旋轉(zhuǎn)開關(guān)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的單方向運(yùn)行，要求有完善的保護(hù)措施。黃燈指示變頻器通電，綠燈指示變頻器運(yùn)行，紅燈顯示故障報(bào)警。本項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)以富士變頻器5000G11和歐姆龍CJ1MPLC為例進(jìn)行。 2.主電路主電路的接線圖如圖15-1所示。圖中QF為整個(gè)控制系統(tǒng)的斷路器，QF合閘則PLC通電。接觸器KM僅僅控制變頻器的通電與斷電，由起動(dòng)和停止按鈕來控制。電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與停止則由轉(zhuǎn)換開關(guān)來控制。所有的控制要求均通過PLC程序來實(shí)現(xiàn)。由于變頻器本身具備過熱保護(hù)功能,因此不必再用FR對電機(jī)作過載保護(hù)。變頻器必須進(jìn)行可靠接地。第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行圖15-1PLC控制單方向運(yùn)行主回路第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 3.I/O分配 PLC的I/O分配如表15-1所示。地址外部信號備注功能0.00SB1綠色變頻器通電控制按鈕0.01SB2紅色變頻器斷電控制按鈕0.02SB3綠色變頻器故障后復(fù)位控制按鈕0.03SA綠色單方向轉(zhuǎn)換開關(guān)0.0430A-30C常開觸點(diǎn)變頻器故障端子2.00KM線圈交流220V變頻器通、斷電接觸器2.01FWD-CM

變頻器運(yùn)行端子2.02HL1黃色變頻器通電指示燈2.03HL2綠色變頻器運(yùn)行指示燈2.04HL3紅色變頻器故障指示燈2.05X9-CM

變頻器故障復(fù)位控制端表15-1PLC控制單方向運(yùn)行I/O分配第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 4.元器件明細(xì)表系統(tǒng)所用設(shè)備、元器件如表15-2所示。序號名稱數(shù)量備注1變頻器1

2PLC1

3三相異步電動(dòng)機(jī)1

4自動(dòng)空氣開關(guān)1

5交流接觸器1

6轉(zhuǎn)換開關(guān)1綠色7按鈕3綠色2個(gè),紅色1個(gè)8指示燈3黃、綠、紅色各1個(gè)表15-2PLC控制單方向運(yùn)行元器件明細(xì)表第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 5.配電盤布置圖如圖15-2所示完成配電盤上各器件的布置和安裝，并用萬用表逐個(gè)檢查元器件的好壞。圖15-2PLC控制單方向運(yùn)行配電盤布置圖第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 6.控制/指示面板元器件布置圖如圖15-3所示完成控制/指示面板上各器件的布置和安裝，并用萬用表逐個(gè)檢查元器件的好壞。圖15-3PLC控制單方向運(yùn)行控制/指示面板元件布置圖第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 7.I/O接線如圖15-4所示完成I/O的實(shí)際接線，并用萬用表檢查I/O接線的正確性。說明：變頻器的正轉(zhuǎn)輸入端子FWD和多功能輸入端子X9接線時(shí)不能接入PLC輸出模塊的220V交流電源，否則會(huì)燒毀端子。圖15-4PLC控制單方向運(yùn)行I/O接線圖第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 8.PLC程序按圖15-5所示的梯形圖輸入程序，并連接下載到PLC。圖15-5PLC控制單方向運(yùn)行梯形圖第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 9.變頻器參數(shù)預(yù)置在變頻器通電的情況下，按以下要求完成變頻器參數(shù)的預(yù)置。 （1）預(yù)置變頻器的運(yùn)行操作方式F02--預(yù)置為“1”，即由外部端子[FWD]、[REV]輸入運(yùn)行命令 （2）預(yù)置變頻器的運(yùn)行頻率F01--預(yù)置為“0”，即由鍵盤面版（∧∨鍵）設(shè)定 （3）預(yù)置變頻器的加、減速時(shí)間F03--預(yù)置為“60”，即變頻器輸出的最高頻率值F07--預(yù)置為“18”，即變頻器輸出頻率從0HZ到達(dá)最高頻率（F03設(shè)定值）所需的加速時(shí)間F08--預(yù)置為“12”，即變頻器輸出頻率從最高頻率（F03設(shè)定值）到達(dá)0HZ所需的減速時(shí)間第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 （4）預(yù)置變頻器的報(bào)警復(fù)位E09--預(yù)置為“9”，即變頻器的X9輸入端子設(shè)定為報(bào)警后復(fù)位功能 10.系統(tǒng)運(yùn)行，記錄數(shù)據(jù)將系統(tǒng)按要求連接和運(yùn)行，觀察變頻器輸出不同頻率的各項(xiàng)參數(shù)，并將數(shù)值記錄在表15-3中。 四、工藝要求 1.系統(tǒng)的通、斷電操作符合安全操作規(guī)程的要求。 2.元器件畫法符合IEC的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 3.元器件布置和所有接線符合國標(biāo)對低壓配電盤的有關(guān)規(guī)定。 4.按照電氣制圖的原則繪制圖形。第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行頻率值（Hz）電流（A）電壓（V）轉(zhuǎn)速（r/min）加速時(shí)間（s）減速時(shí)間（s）20

25

30

35

40

45

50

60

表15-3變頻器單方向運(yùn)行參數(shù)第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 五、學(xué)習(xí)形式

本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)形式建議以小組的形式進(jìn)行，為保證每名學(xué)生的動(dòng)手能力每組以2～4人為宜。指導(dǎo)教師在講解項(xiàng)目要求時(shí)可采用集體的形式進(jìn)行，學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行項(xiàng)目時(shí)，指導(dǎo)教師在各組巡視、輔導(dǎo)，并可對個(gè)別學(xué)生現(xiàn)場提問。通過本項(xiàng)目的訓(xùn)練，著重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、與人相處的能力和一定的語言表達(dá)能力，按照職業(yè)規(guī)范要求進(jìn)行操作的能力。第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 六、檢測標(biāo)準(zhǔn) 1.通、斷電操作順序按要求正確操作。 2.正確、合理使用工具和儀表。 3.主回路接線規(guī)范，I/O接線合理、排列有序，用萬用表檢查接線的方法正確。 4.PLC的程序輸入正確，會(huì)連接和下載程序。 5.正確預(yù)置變頻器的有關(guān)功能參數(shù)。 6.變頻器按要求工作，加、減速時(shí)間符合設(shè)定要求。 7.正確分析和處理通電運(yùn)行中出現(xiàn)的具體問題。第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 七、原理說明

1.OMRONPLCCJ1M是日本OMRON公司生產(chǎn)的模塊式PLC產(chǎn)品，它依次由電源模塊PA202、CPU模塊CPU12、輸入模塊ID211、輸出模塊OC211組成，如圖15-6所示。圖15-6OMRONCJ1M模塊組成第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行CJ1M的I/O地址分配不是固定的，而是根據(jù)輸入、輸出模塊在機(jī)架上的安裝位置，以字為單位分配存儲(chǔ)器，即遵循機(jī)架+槽號的原則。CPU機(jī)架上的I/O單元地址字從左到右（從最靠近CPU的單元開始）開始分配，1～16點(diǎn)I/O的單元分配第1個(gè)字（16位，為第一個(gè)通道），17～32點(diǎn)的單元分配第2個(gè)字（16位，為第二個(gè)通道），以此類推。本課題采用兩個(gè)ID211，一個(gè)OC211，可提供輸入點(diǎn)32個(gè)和輸出點(diǎn)16個(gè)，即第一個(gè)ID211的地址是0通道，第二個(gè)ID211的地址是1通道，第三個(gè)OC211的地址是2通道，完全滿足本項(xiàng)目的需求。第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行CJ1MPLC的輸入模塊ID211為直流24V16點(diǎn)開關(guān)量輸入，端子排列及接線如圖15-7所示。圖15-7CJ1MID211端子排列第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行CJ1MPLC的輸出模塊OC211為直流24V或交流220V16點(diǎn)開關(guān)量輸出，端子排列及接線如圖15-8所示，本項(xiàng)目輸出用于驅(qū)動(dòng)交流接觸器220V線圈和交流220V指示燈，故OC211模塊采用接入交流220V電源。圖15-8CJ1MOC211端子排列第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 2.外接正轉(zhuǎn)（或反轉(zhuǎn)）控制對于變頻器外部端子輸入運(yùn)行命令的控制方式，要使變頻器進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，必須首先使控制端子中的“FWD”和“CM”（正轉(zhuǎn)）端子或“REV”和“CM”（反轉(zhuǎn)）端子之間接通。在變頻器通電狀態(tài)下，如接通變頻器輸入端子“FWD”和“CM”，則變頻器開始運(yùn)行，其輸出頻率將按預(yù)置的升速時(shí)間上升至與給定信號對應(yīng)的數(shù)值。在運(yùn)行狀態(tài)下，如果斷開“FWD”和“CM”，則變頻器停止運(yùn)行，其輸出頻率將按預(yù)置的降速時(shí)間下降為0HZ。

所謂外接正轉(zhuǎn)（或反轉(zhuǎn)）控制電路，就是利用變頻器的這一特點(diǎn)，用外部的開關(guān)來控制變頻器調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行與停止的電路。第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 3.轉(zhuǎn)換開關(guān)控制電路實(shí)現(xiàn)上述控制的簡單的方法便是在“FWD”和“CM”之間接入一個(gè)旋鈕開關(guān)SA，如圖15-9所示。圖15-9變頻器單方向接線示意圖第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行此電路的優(yōu)點(diǎn)是簡單明了；變頻器通、斷電順序必須通過PLC程序?qū)崿F(xiàn)，保證變頻器工作的可靠性。如果沒有以上要求，即在KM與SA之間無互鎖環(huán)節(jié)，難以防止先合上SA、再接通KM，或在SA尚未斷開、電動(dòng)機(jī)未停機(jī)的情況下通過KM切斷電源的誤操作。這種誤操作的缺點(diǎn)是： （1）變頻器內(nèi)部控制電路的電源與尚未充電至正常電壓之前，其工作狀況有可能出現(xiàn)絮亂，其準(zhǔn)確性和可靠性難以得到充分的保證。第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行（2）通過觸器KM切斷電源后，變頻器已經(jīng)不工作了，電動(dòng)機(jī)將處于自由制動(dòng)狀態(tài)，不能按預(yù)置的降速時(shí)間來停機(jī)。（3）變頻器在剛接通電源的瞬間，充電電流是很大的。因此頻繁地接通變頻器，會(huì)構(gòu)成對供電電網(wǎng)的干擾。因此通過PLC的程序滿足變頻器正確的通、斷電控制要求，從而從軟件上保證控制系統(tǒng)工作的可靠性。第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 4.PLC梯形圖分析在變頻器控制中，如果控制電路邏輯功能比較復(fù)雜，用PLC控制是最適合、方便的控制方法。變頻器與PLC通過軟件來改變控制過程，具有編程簡單、靈敏度高、可靠性高、體積小等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)、冶金、礦業(yè)、輕工等各個(gè)領(lǐng)域，已成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。一般來說，單獨(dú)的正轉(zhuǎn)（或反轉(zhuǎn)）控制電路是沒有必要通過PLC來控制的，但作為復(fù)雜控制電路的一個(gè)基本單元，則應(yīng)用較為廣泛。第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 （1）PLC的輸入信號0.00和0.01接受按鈕SB1和SB2的信號，用于控制變頻器接通與切斷電源；0.03接受轉(zhuǎn)換開關(guān)SA的信號，用于決定電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行或停止；0.04接受變頻器的跳閘信號，使變頻器切斷電源；0.02為變頻器排除故障后的手動(dòng)復(fù)位按鈕。 （2）PLC的輸出側(cè)2.00與接觸器KM的線圈相接，其動(dòng)作接受0.00（SB1）和0.01（SB2）的控制；2.02、2.03、2.04與指示燈HL1、HL2、HL3相接，分別指示變頻器通電、運(yùn)行及變頻器故障；2.01與變頻器的正轉(zhuǎn)端子FWD相接，其動(dòng)作接受0.03（SA）的控制；2.05與變頻器的多功能輸入端子X9相接，用于變頻器故障后的復(fù)位，其動(dòng)作接受0.02（復(fù)位按鈕）的控制。第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 （3）梯形圖在分析PLC的梯形圖時(shí),我們約定：繼電器動(dòng)作的含義包括:“線圈”得電、動(dòng)合（常開）觸點(diǎn)閉合、動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)斷開；繼電器“復(fù)位”的含義相反。梯形圖如前面圖12-5所示，分段說明如下： ①變頻器通電段按下SB1→0.00動(dòng)作→2.00動(dòng)作并自鎖→KM1得電并自鎖→變頻器接通電源→2.02動(dòng)作并自鎖→HL1指示燈亮。停止按鈕SB2（0.01）在正轉(zhuǎn)（2.01,FWD和CM）失電的情況下才起作用,保證變頻器停止的可靠性。第一節(jié)PLC控制變頻調(diào)速單方向運(yùn)行 ②變頻器運(yùn)行段在變頻器通電情況下（2.00得電），保證變頻器工作的可靠性→接通SA→0.03動(dòng)作→2.01動(dòng)作并自鎖→變頻器的FWD和CM之間接通→系統(tǒng)開始升速并運(yùn)行→2.03動(dòng)作并自鎖→HL2指示燈亮。斷開SA→0.03動(dòng)作→2.01釋放→變頻器的FWD和CM之間斷開→系統(tǒng)開始降速并停止。 ③故障處理段如變頻器發(fā)生故障，變頻器的故障輸出端30A和30C之間接通→0.04動(dòng)作→2.01,2.00釋放→接觸器KM1失電,變頻器的FWD和CM之間斷開→變頻器停止運(yùn)行并切斷電源。與此同時(shí)，2.04動(dòng)作→HL3指示燈亮進(jìn)行報(bào)警。當(dāng)故障排除后，按下SB3→0.02動(dòng)作→2.04動(dòng)作→變頻器的X9與CM之間接通→變頻器復(fù)位。第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 一、能力目標(biāo) 1.熟練掌握雙方向運(yùn)行的外部接線。 2.進(jìn)一步鞏固雙方向運(yùn)行各參數(shù)的預(yù)置方法。 3.能夠根據(jù)電路圖、PLC控制程序，完成整個(gè)系統(tǒng)的連接與調(diào)試。 二、使用材料及工具變頻器、可編程序控制器、低壓斷路器、交流接觸器、按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、指示燈、導(dǎo)線、常用電工工具、萬用表、低壓配電盤、三相異步電動(dòng)機(jī)等。第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 三、項(xiàng)目要求 1.控制要求：變頻器的通、斷電通過交流接觸器實(shí)現(xiàn)，用旋轉(zhuǎn)開關(guān)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的雙方向運(yùn)行，要求有完善的保護(hù)措施。黃燈指示變頻器通電，綠燈指示變頻器正轉(zhuǎn)運(yùn)行，黃燈指示變頻器反轉(zhuǎn)運(yùn)行，紅燈指示變頻器故障報(bào)警。本項(xiàng)目的控制要求通過PLC完成，以富士變頻器5000G11和歐姆龍PLCCJ1M為例進(jìn)行。第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 2.主電路主電路和項(xiàng)目15相同，即按照圖15-1所示完成主電路的接線。圖中QF為整個(gè)控制系統(tǒng)的斷路器，QF合閘則PLC通。接觸器KM控制變頻器的通電與斷電，由起動(dòng)和停止按鈕來控制。只是電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)由三位轉(zhuǎn)換開關(guān)來控制。所有的控制要求均通過PLC程序來實(shí)現(xiàn)。由于變頻器本身具備過熱保護(hù)功能,因此不必再用FR對電機(jī)作過載保護(hù)。變頻器必須進(jìn)行可靠接地。查閱變頻器操作說明書，主回路應(yīng)使用截面積不小于2mm2的獨(dú)股絕緣銅線，接線時(shí)要求盤面走線，橫平豎直。第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 3.I/O分配PLC的I/O分配如表16-1所示。地址外部信號備注功能0.00SB1綠色變頻器通電控制按鈕0.01SB2紅色變頻器斷電控制按鈕0.02SB3綠色變頻器故障后復(fù)位控制按鈕0.03SA綠色雙方向轉(zhuǎn)換開關(guān)左位0.0430A-30C常開觸點(diǎn)變頻器故障端子0.05SA綠色雙方向轉(zhuǎn)換開關(guān)右位2.00KM線圈交流220V變頻器通、斷電接觸器2.01FWD-CM

變頻器正轉(zhuǎn)運(yùn)行端子2.02HL1黃色變頻器通電指示燈2.03HL2綠色變頻器正轉(zhuǎn)運(yùn)行指示燈2.04HL3紅色變頻器故障指示燈2.05X9-CM

變頻器故障復(fù)位控制端2.06REV-CM

變頻器正轉(zhuǎn)運(yùn)行端子2.07HL4黃變頻器反轉(zhuǎn)運(yùn)行指示燈表16-1PLC控制雙方向運(yùn)行I/O分配第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 4.元器件明細(xì)表系統(tǒng)所用設(shè)備、元器件如表16-2所示。序號名稱數(shù)量備注1變頻器1

2PLC1

3三相異步電動(dòng)機(jī)1

4自動(dòng)空氣開關(guān)1

5交流接觸器1

6轉(zhuǎn)換開關(guān)1綠色7按鈕3綠色2個(gè)，紅色1個(gè)8指示燈4綠、紅色各1個(gè)，黃色2個(gè)表16-2PLC控制雙方向運(yùn)行元器件明細(xì)表第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 5.配電盤布置圖配電盤布置圖和項(xiàng)目15相同，即如圖15-2所示完成配電盤上各器件的布置和安裝，并用萬用表逐個(gè)檢查元器件的好壞。 6.控制/指示面板元器件布置圖如圖16-1所示完成控制/指示面板上各器件的布置和安裝，并用萬用表逐個(gè)檢查元器件的好壞。圖16-1PLC控制雙方向運(yùn)行控制/指示面板元件布置圖第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 7.I/O接線如圖16-2所示完成I/O的實(shí)際接線，并用萬用表檢查I/O接線的正確性。說明：變頻器的正、反轉(zhuǎn)輸入端子FWD、REV和多功能輸入端子X9接線時(shí)不能接入PLC輸出模塊的220V交流電源，否則會(huì)燒毀端子。圖16-2PLC控制雙方向運(yùn)行I/O接線圖第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 8.PLC程序?qū)D16-3所示的梯形圖輸入程序，并連接下載到PLC。圖16-3PLC控制雙方向運(yùn)行梯形圖第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 9.變頻器參數(shù)預(yù)置在變頻器通電的情況下，按以下要求完成變頻器參數(shù)的預(yù)置。 （1）預(yù)置變頻器的運(yùn)行操作方式F02--預(yù)置為“1”，即由外部端子[FWD]、[REV]輸入運(yùn)行命令。 （2）預(yù)置變頻器的運(yùn)行頻率F01--預(yù)置為“0”，即由鍵盤面版（∧∨鍵）設(shè)定運(yùn)行頻率。 （3）預(yù)置變頻器的加、減速時(shí)間F03--預(yù)置為“55”，即變頻器輸出的最高頻率值。F07--預(yù)置為“11”，即變頻器輸出頻率從0HZ到達(dá)最高頻率（F03設(shè)定值）所需的加速時(shí)間。

第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行F08--預(yù)置為“5”，即變頻器輸出頻率從最高頻率（F03設(shè)定值）到達(dá)0HZ所需的減速時(shí)間。 （4）預(yù)置變頻器的報(bào)警復(fù)位E09--預(yù)置為“9”，即變頻器的X9輸入端子設(shè)定為報(bào)警后復(fù)位功能。 10.系統(tǒng)運(yùn)行，記錄數(shù)據(jù)將系統(tǒng)按要求連接和運(yùn)行，觀察變頻器輸出不同頻率的各項(xiàng)參數(shù)，并將數(shù)值記錄在表16-3中。第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行頻率值（Hz）電流（A）電壓（V）轉(zhuǎn)速（r/min）加速時(shí)間（s）減速時(shí)間（s）正轉(zhuǎn)20

反轉(zhuǎn)25

正轉(zhuǎn)30

反轉(zhuǎn)35

正轉(zhuǎn)40

反轉(zhuǎn)45

正轉(zhuǎn)50

反轉(zhuǎn)60

表16-3變頻器雙方向運(yùn)行參數(shù)第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 四、工藝要求 1.系統(tǒng)的通、斷電操作符合安全操作規(guī)程的要求。 2.元器件畫法符合IEC的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 3.元器件布置和所有接線符合國標(biāo)對低壓配電盤的有關(guān)規(guī)定。 4.按照電氣制圖的原則繪制圖形。第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 五、學(xué)習(xí)形式

本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)形式建議以小組的形式進(jìn)行，為保證每名學(xué)生的動(dòng)手能力每組以2～4人為宜。指導(dǎo)教師在講解項(xiàng)目要求時(shí)可采用集體的形式進(jìn)行，并注重對比前一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行項(xiàng)目時(shí)，指導(dǎo)教師在各組巡視、輔導(dǎo)，并可對個(gè)別學(xué)生現(xiàn)場提問。通過本項(xiàng)目的訓(xùn)練，著重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、與人相處的能力和一定的語言表達(dá)能力，按照職業(yè)規(guī)范要求進(jìn)行操作的能力。第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 六、檢測標(biāo)準(zhǔn) 1.通、斷電操作順序按要求正確操作。 2.正確、合理使用工具和儀表。 3.主回路接線規(guī)范，I/O接線合理、排列有序，用萬用表檢查接線的方法正確。 4.PLC的程序輸入正確，會(huì)連接和下載程序。 5.正確預(yù)置變頻器的有關(guān)功能參數(shù)。 6.變頻器按要求能正、反轉(zhuǎn)工作，加、減速時(shí)間符合設(shè)定要求。 7.正確分析和處理通電運(yùn)行中出現(xiàn)的具體問題。第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 七、原理說明

1.外接正反轉(zhuǎn)控制根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的要求三相異步電動(dòng)機(jī)往往需要兩個(gè)方向的運(yùn)行，變頻器調(diào)速時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向不必通過交換電動(dòng)機(jī)的相序來實(shí)現(xiàn)。因此，其正反轉(zhuǎn)控制與工頻運(yùn)行時(shí)相比，要簡單得多。通常，在變頻器的鍵盤上有“正轉(zhuǎn)”和“反轉(zhuǎn)”的按鍵，可以直接控制；還可以通過功能預(yù)置來更改旋轉(zhuǎn)方向。在許多場合，需要和生產(chǎn)機(jī)械的其他部分聯(lián)合控制，具體方法就是利用外接端子來進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制，即在“FWD”、“REV”和“CM”之間接入一個(gè)三位轉(zhuǎn)換開關(guān)SA，如圖16-4所示。第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行圖16-4變頻器雙方向接線示意圖第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 2.三位轉(zhuǎn)換開關(guān)控制與旋扭開關(guān)單方向控制完全類似，只是把旋扭開關(guān)改為三位轉(zhuǎn)換開關(guān)了，即：“正轉(zhuǎn)”、“停止”、“反轉(zhuǎn)”三個(gè)位置。電路的工作要點(diǎn)為SB1、SB2用于控制接觸器KM的吸合和釋放，從而控制變頻器的通電和斷電；SA控制電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)運(yùn)行、反轉(zhuǎn)運(yùn)行和停止，變頻器的輸出頻率由變頻器控制面板決定。此方案的特點(diǎn)也和旋扭開關(guān)單方向控制電路相同，必須通過PLC的程序滿足變頻器正確的通、斷電控制要求，從而從軟件上保證控制系統(tǒng)工作的可靠性。第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行在變頻器通電狀態(tài)下，三位轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)向左位，接通變頻器輸入端子“FWD”和“CM”，則變頻器開始正轉(zhuǎn)運(yùn)行，其輸出頻率將按預(yù)置的升速時(shí)間上升至與給定信號對應(yīng)的數(shù)值。同樣在變頻器通電狀態(tài)下，三位轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)向右位，接通變頻器輸入端子“REV”和“CM”，則變頻器開始反轉(zhuǎn)運(yùn)行，其輸出頻率將按預(yù)置的升速時(shí)間上升至與給定信號對應(yīng)的數(shù)值。在運(yùn)行狀態(tài)下，如果斷開“FWD”和“CM”或“REV”和“CM”，則變頻器停止運(yùn)行，其輸出頻率將按預(yù)置的降速時(shí)間下降為0HZ。第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 3.PLC梯形圖分析 （1）PLC的輸入信號0.00和0.01接受按鈕SB1和SB2的信號，用于控制變頻器接通與切斷電源；0.03和0.05接受三位轉(zhuǎn)換開關(guān)SA的信號，用于決定電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行或停止；0.04接受變頻器的跳閘信號，使變頻器切斷電源；0.02為變頻器排除故障后的手動(dòng)復(fù)位按鈕。第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 2.PLC的輸出側(cè)2.00與接觸器KM的線圈相接，其動(dòng)作接受0.00（起動(dòng)按鈕SB1）和0.01（停止按鈕SB2）的控制；2.02、2.03、2.04、2.07與指示燈HL1、HL2、HL3、HL4相接，分別指示變頻器通電、正轉(zhuǎn)運(yùn)行、反轉(zhuǎn)運(yùn)行及變頻器故障；2.01與變頻器的正轉(zhuǎn)端子FWD相接，其動(dòng)作接受0.03（SA左位）的控制，2.06與變頻器的反轉(zhuǎn)端子REV相接，其動(dòng)作接受0.05（SA右位）的控制；2.05與變頻器的多功能輸入端子X9相接，用于變頻器故障后的復(fù)位，其動(dòng)作接受0.02（復(fù)位按鈕）的控制。第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 3.梯形圖梯形圖如前面圖16-3所示，分段說明如下： （1）變頻器通電段按下SB1→0.00動(dòng)作→2.00動(dòng)作并自鎖→KM1得電并自鎖→變頻器接通電源→2.02動(dòng)作并自鎖→HL1指示燈亮。停止按鈕SB2（0.01）在正轉(zhuǎn)（2.01,FWD和CM）或反轉(zhuǎn)（2.06,REV和CM）失電的情況下才起作用,保證變頻器停止的可靠性。第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 （2）變頻器運(yùn)行段正轉(zhuǎn)：在變頻器通電情況下（2.00得電），保證變頻器工作的可靠性→接通SA左位→0.03動(dòng)作→2.01動(dòng)作并自鎖→變頻器的FWD和CM之間接通→系統(tǒng)開始正轉(zhuǎn)升速并運(yùn)行→2.03動(dòng)作并自鎖→HL2指示燈亮。斷開SA→0.03動(dòng)作→2.01釋放→變頻器的FWD和CM之間斷開→系統(tǒng)開始降速并停止。反轉(zhuǎn)：在變頻器通電情況下（2.00得電），保證變頻器工作的可靠性→接通SA右位→0.05動(dòng)作→2.06動(dòng)作并自鎖→變頻器的REV和CM之間接通→系統(tǒng)開始反轉(zhuǎn)升速并運(yùn)行→2.07動(dòng)作并自鎖→HL4指示燈亮。斷開SA→0.05動(dòng)作→2.06釋放→變頻器的REV和CM之間斷開→系統(tǒng)開始降速并停止。第二節(jié)PLC控制變頻調(diào)速雙方向運(yùn)行 （3）故障處理段如變頻器發(fā)生故障，變頻器的故障輸出端30A和30C之間接通→0.04動(dòng)作→2.01、2.00釋放→接觸器KM1失電,變頻器的FWD和CM之間斷開→變頻器停止運(yùn)行并切斷電源。與此同時(shí)，2.04動(dòng)作→HL3指示燈亮進(jìn)行報(bào)警。故障排除后，按下SB3→0.02動(dòng)作→2.05動(dòng)作→變頻器的X9與CM之間接通→變頻器復(fù)位。第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 一、能力目標(biāo)

1.熟練掌握多擋轉(zhuǎn)速的外部接線。 2.掌握多擋轉(zhuǎn)速各參數(shù)的預(yù)置方法。 3.能按要求正確操作多擋轉(zhuǎn)速。 4.能夠正確分析、理解和進(jìn)一步設(shè)計(jì)PLC控制程序。 二、使用材料及工具變頻器、可編程序控制器、低壓斷路器、交流接觸器、按鈕、指示燈、導(dǎo)線、常用電工工具、萬用表、低壓配電盤、三相異步電動(dòng)機(jī)等。第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 三、項(xiàng)目要求 1.控制要求變頻器的通、斷電通過交流接觸器實(shí)現(xiàn)，7個(gè)選擇按鈕實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的7擋轉(zhuǎn)速，依次分別為20Hz、25Hz、30Hz、35Hz、40Hz、45Hz、50Hz，并有指示燈指示系統(tǒng)的工作狀態(tài)，即黃燈指示變頻器通電，綠燈指示變頻器運(yùn)行，紅燈顯示故障報(bào)警有完善的保護(hù)環(huán)節(jié)。本項(xiàng)目的控制要求通過PLC完成，以富士變頻器5000G11和歐姆龍PLCCJ1M為例進(jìn)行。第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 2.主電路按圖17-1所示完成主電路的接線。圖中QF為整個(gè)控制系統(tǒng)的斷路器，QF合閘則PLC通電。接觸器KM1控制變頻器輸入端的通電，接觸器KM2控制變頻器輸出端的通電，即控制變頻器的運(yùn)行。為保證變頻器的安全運(yùn)行，只有當(dāng)KM1通電后，KM2才能通電，只有當(dāng)KM2斷電后，KM1才能斷電，通、斷電的聯(lián)鎖控制要求由PLC程序?qū)崿F(xiàn)。由于變頻器本身具備過熱保護(hù)功能,因此不必再用FR對電機(jī)作過載保護(hù)。變頻器必須進(jìn)行可靠接地。查閱變頻器操作說明書，主回路應(yīng)使用截面積不小于2mm2的獨(dú)股絕緣銅線，接線時(shí)要求盤面走線，橫平豎直。第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行圖17-1PLC控制多擋運(yùn)行主回路第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 3.I/O分配PLC的I/O分配如表17-1所示。地址外部信號備注功能0.00SB1綠色變頻器通電控制按鈕0.01SB2綠色變頻器運(yùn)行啟動(dòng)控制按鈕0.02SB3綠色變頻器故障后復(fù)位控制按鈕0.03SB4紅色變頻器斷電控制按鈕0.04SB5紅色變頻器運(yùn)行停止控制按鈕0.05SB6綠色變頻器多擋轉(zhuǎn)速1控制按鈕0.06SB7綠色變頻器多擋轉(zhuǎn)速2控制按鈕0.07SB8綠色變頻器多擋轉(zhuǎn)速3控制按鈕0.08SB9綠色變頻器多擋轉(zhuǎn)速4控制按鈕0.09SB10綠色變頻器多擋轉(zhuǎn)速5控制按鈕0.10SB11綠色變頻器多擋轉(zhuǎn)速6控制按鈕表17-1PLC控制多擋運(yùn)行I/O分配第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行0.11SB12綠色變頻器多擋轉(zhuǎn)速7控制按鈕0.1230A-30C常開觸點(diǎn)變頻器故障端子2.00KM1線圈交流220V變頻器通、斷電接觸器2.01KM2線圈交流220V變頻器運(yùn)行接觸器2.02FWD-CM

變頻器運(yùn)行端子2.03X1-CM

變頻器多擋信號端12.05X2-CM

變頻器多擋信號端22.06X3-CM

變頻器多擋信號端32.07X4-CM

變頻器故障復(fù)位控制端2.08HL1黃色變頻器通電指示燈2.09HL2綠色變頻器運(yùn)行指示燈2.10HL3紅色變頻器故障指示燈第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 4.元器件明細(xì)表系統(tǒng)所用設(shè)備、元器件如表17-2所示。序號名稱數(shù)量備注1變頻器1臺(tái)

2PLC1套

3三相異步電動(dòng)機(jī)1臺(tái)

4自動(dòng)空氣開關(guān)1個(gè)

5交流接觸器2個(gè)

6按鈕12個(gè)綠色10個(gè)，紅色2個(gè)7指示燈3個(gè)黃、綠、紅色各1個(gè)表17-2PLC控制多擋運(yùn)行元器件明細(xì)表第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 5.配電盤布置圖如圖17-2所示完成配電盤上各器件的布置和安裝，并用萬用表逐個(gè)檢查元器件的好壞。圖17-2PLC控制多擋運(yùn)行配電盤布置圖第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 6.控制/指示面板元器件布置圖如圖17-3所示完成控制/指示面板上各器件的布置和安裝，并用萬用表逐個(gè)檢查元器件的好壞。圖17-3PLC控制多擋運(yùn)行控制/指示面板元件布置圖第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 7.I/O接線如圖17-4所示完成I/O的實(shí)際接線，并用萬用表檢查I/O接線的正確性。

說明：變頻器的正轉(zhuǎn)輸入端子FWD和多功能輸入端子X1、X2、X3、X4接線時(shí)不能接入PLC輸出模塊的220V交流電源，否則會(huì)燒毀端子。圖17-4PLC控制多擋運(yùn)行I/O接線圖第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 8.PLC程序按圖17-5所示的梯形圖輸入程序，并連接下載到PLC。

第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行圖17-5PLC控制多擋運(yùn)行梯形圖第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 9.變頻器參數(shù)預(yù)置在變頻器通電的情況下，按以下要求完成變頻器參數(shù)的預(yù)置。 （1）預(yù)置變頻器的運(yùn)行操作方式

F02--預(yù)置為“1”，即由外部端子[FWD]、[REV]輸入運(yùn)行命令。 （2）預(yù)置輸入端子X1、X2、X3、X4的功能E01-----預(yù)置為“1”，使X1端子具有多擋頻率選擇1功能。E02-----預(yù)置為“2”，使X2端子具有多擋頻率選擇2功能。E03-----預(yù)置為“3”，使X3端子具有多擋頻率選擇3功能。E04-----預(yù)置為“8”，使X4端子具有外部報(bào)警復(fù)位功能。第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 （3）預(yù)置與各擋轉(zhuǎn)速對應(yīng)的頻率 C05----第1擋工作頻率：F1=20HZ C06----第2擋工作頻率：F2=25HZ C07----第3擋工作頻率：F3=30HZ C08----第4擋工作頻率：F4=35HZ C09----第5擋工作頻率：F5=40HZ C10----第6擋工作頻率：F6=45Hz C11----第7擋工作頻率：F7=50HZ第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 10.系統(tǒng)運(yùn)行，記錄數(shù)據(jù)將系統(tǒng)按要求運(yùn)行，觀察變頻器輸出不同頻率的各項(xiàng)參數(shù)，并將數(shù)值記錄在表17-3中。頻率值（Hz）電流（A）電壓（V）轉(zhuǎn)速（r/min）線速度（m/min）輸入功率（KW）20

25

30

35

40

45

50

表17-3PLC控制多擋運(yùn)行參數(shù)第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 四、工藝要求 1.系統(tǒng)的通、斷電操作符合安全操作規(guī)程的要求。 2.元器件畫法符合IEC的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 3.元器件布置和所有接線符合國標(biāo)對低壓配電盤的有關(guān)規(guī)定。 4.按照電氣制圖的原則繪制圖形。第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 五、學(xué)習(xí)形式

本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)形式建議以小組的形式進(jìn)行，為保證每名學(xué)生的動(dòng)手能力每組以2～4人為宜。指導(dǎo)教師在講解項(xiàng)目要求時(shí)可采用集體的形式進(jìn)行，學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行項(xiàng)目時(shí)，指導(dǎo)教師在各組巡視、輔導(dǎo)，并可對個(gè)別學(xué)生現(xiàn)場提問和重點(diǎn)輔導(dǎo)。通過本項(xiàng)目的訓(xùn)練，著重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、與人相處的能力和一定的語言表達(dá)能力，按照職業(yè)規(guī)范要求進(jìn)行操作的能力。第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 六、檢測標(biāo)準(zhǔn) 1.通、斷電順序按要求正確操作。 2.正確、合理使用工具和儀表。 3.主回路接線規(guī)范，I/O接線合理、排列有序，正確使用萬用表檢查PLC的I/O接線。 4.PLC的程序輸入正確，會(huì)連接和下載程序。 5.正確預(yù)置變頻器的有關(guān)功能參數(shù)。 6.控制系統(tǒng)按要求能工作在7擋不同的轉(zhuǎn)速。 7.對通電運(yùn)行中出現(xiàn)的問題能夠正確分析和處理。第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 七、原理說明

1.變頻器輸入控制端的“多擋轉(zhuǎn)速”功能幾乎所有的變頻器都設(shè)有多擋轉(zhuǎn)速的控制功能，其轉(zhuǎn)速擋的轉(zhuǎn)換是由外接的開關(guān)器件改變輸入端的狀態(tài)和組合來實(shí)現(xiàn)的。以富士5000G11S變頻器為例，指定9個(gè)多功能輸入端子中的任意4個(gè)相應(yīng)設(shè)定其功能數(shù)據(jù)為0、1、2、3，即可由它們的ON/OFF組合選擇多步頻率，最多可提供16擋不同頻率的運(yùn)行速度。特別是與可編程序控制器聯(lián)合起來控制更方便，在需要經(jīng)常改變速度的生產(chǎn)機(jī)械上得到了廣泛應(yīng)用。第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行以富士5000G11S變頻器為例，首先進(jìn)行如下的功能預(yù)置：E01（端子X1的功能代碼）

預(yù)置為“0”

E02（端子X2的功能代碼）

預(yù)置為“1”

E03（端子X3的功能代碼）

預(yù)置為“2”

E04（端子X4的功能代碼）

預(yù)置為“3”

則端子X1、X2、X3、X4為多擋轉(zhuǎn)速的四個(gè)信號輸入端。通過繼電器KA1、KA2、KA3、KA4（為PLC的繼電器輸出，無實(shí)際硬接線）的不同組合，最多可輸入16擋轉(zhuǎn)速的信號。本項(xiàng)目因某生產(chǎn)機(jī)械有7擋轉(zhuǎn)速，故用3個(gè)信號輸入端即X1、X2、X3即可實(shí)現(xiàn)控制要求，如圖17-6所示。第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行圖17-6變頻器的多擋轉(zhuǎn)速控制端第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行各擋轉(zhuǎn)速與各輸入端狀態(tài)之間的關(guān)系見項(xiàng)目13。其中，每擋的工作頻率（轉(zhuǎn)速）究竟為多大，則根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械中加工過程的需要，通過預(yù)置功能C05（第1擋工作頻率）～C11（第7擋工作頻率）來決定。若生產(chǎn)機(jī)械需要8擋以上的轉(zhuǎn)速則需要用到四個(gè)多擋轉(zhuǎn)速的信號輸入端，即X1、X2、X3、X4，各擋轉(zhuǎn)速與各輸入端狀態(tài)之間的關(guān)系如表17-4所示。其各擋對應(yīng)頻率值由C05～C19預(yù)置，F(xiàn)01預(yù)置的頻率值為4個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)均為OFF狀態(tài)時(shí)對應(yīng)的頻率值。第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行設(shè)定接點(diǎn)輸入信號組合選擇的頻率X4X3

X2X1OFFOFFOFFOFF在F01上選擇的頻率OFFOFFOFFONC05多擋頻率1OFFOFFONOFFC06多擋頻率2OFFOFFONONC07多擋頻率3OFFONOFFOFFC08多擋頻率4OFFONOFFONC09多擋頻率5OFFONONOFFC10多擋頻率6OFFONONONC11多擋頻率7ONOFFOFFOFFC12多擋頻率8ONOFFOFFONC13多擋頻率9ONOFFONOFFC14多擋頻率10ONOFFONONC15多擋頻率11ONONOFFOFFC16多擋頻率12ONONOFFONC17多擋頻率13ONONONOFFC18多擋頻率14ONONONONC19多擋頻率15表17-4各擋轉(zhuǎn)速與各輸入端狀態(tài)的關(guān)系（16擋）第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 2.PLC梯形圖分析 （1）PLC的輸入信號0.00和0.03接受按鈕SB1和SB4的信號，用于控制變頻器接通與切斷電源；0.01和0.04接受按鈕SB2和SB5的信號，用于變頻器和電動(dòng)機(jī)的接通和斷開；0.12接受變頻器的跳閘信號，使變頻器切斷電源；0.02接受按鈕SB3的信號為變頻器排除故障后的手動(dòng)復(fù)位；，0.05～0.11接受按鈕SB6～SB12的信號，用于變頻器7擋轉(zhuǎn)速的選擇。第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 （2）PLC的輸出側(cè)2.00與接觸器KM1的線圈相接，其動(dòng)作接受0.00（SB1）和0.03（SB4）的控制；2.01與接觸器KM2的線圈相接，其動(dòng)作接受0.01（SB2）和0.04（SB5）的控制；2.08、2.09、2.10與指示燈HL1、HL2、HL3相接，分別指示變頻器通電、運(yùn)行及變頻器故障；2.02與變頻器的正轉(zhuǎn)端子FWD相接，其動(dòng)作接受0.01（SB2）的控制；2.07與變頻器的多功能輸入端子X4相接，用于變頻器故障后的復(fù)位，其動(dòng)作接受0.02（SB3）的控制；2.03、2.05、2.06與變頻器的多功能輸入端子X1、X2、X3相接，為變頻器多擋轉(zhuǎn)速運(yùn)行的3個(gè)信號輸入端，其動(dòng)作受0.05～0.11（SB6～SB12）的組合狀態(tài)的控制。第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 （3）梯形圖梯形圖如前面圖17-5所示，分段說明如下： ①變頻器通電段按下SB1→0.00動(dòng)作→2.00動(dòng)作并自鎖→KM1得電并自鎖→變頻器接通電源→2.08動(dòng)作并自鎖→HL1指示燈亮。按下SB4→0.03動(dòng)作→在變頻器的FWD和CM之間未接通的前提下→KM1失電→變頻器切斷電源。 ②變頻器運(yùn)行段在變頻器通電情況下→按下SB2 →0.01動(dòng)作→2.01動(dòng)作并自鎖→KM2得電并自鎖→變頻器接通電機(jī)→2.02動(dòng)作并自鎖→變頻器的FWD和CM之間接通→系統(tǒng)開始升速并運(yùn)行→2.09動(dòng)作并自鎖→HL2指示燈亮。第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行按下SB5→0.04動(dòng)作→2.02釋放→KM2失電→系統(tǒng)開始降速并停止。 ③故障處理段如變頻器發(fā)生故障，變頻器的故障輸出端30A和30C之間接通→0.12動(dòng)作→2.00和2.01釋放→接觸器KM1、KM2失電→變頻器切斷電源。與此同時(shí)，2.10動(dòng)作→HL3指示燈亮進(jìn)行報(bào)警。當(dāng)故障排除后，按下SB3→0.02動(dòng)作→2.07動(dòng)作→變頻器的X4與CM之間接通→變頻器復(fù)位。第三節(jié)PLC控制變頻調(diào)速多擋運(yùn)行 ④多擋頻率運(yùn)行段按下SB6-SB12中任何一個(gè)按鈕時(shí)→3.00-3.06動(dòng)作并自鎖，將按鈕的信號保持住→再根據(jù)各擋轉(zhuǎn)速與各輸入端狀態(tài)之間的組合關(guān)系去控制2.03、2.05、2.06的動(dòng)作由此輸出不同的頻率。現(xiàn)以用戶選擇第三擋轉(zhuǎn)速（F3=30Hz）為例，說明工作情況如下：按下SB3→0.07動(dòng)作→3.02動(dòng)作，同時(shí)如果在此之前其他擋頻率有處于動(dòng)作狀態(tài)的話，則釋放→2.03、2.05動(dòng)作→變頻器的X1、X2端子接通，變頻器將在第三擋轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行 一、能力目標(biāo)

1.熟練掌握變頻與工頻切換的外部接線。 2.掌握變頻與工頻切換各參數(shù)的預(yù)置方法。 3.能按要求正確操作變頻與工頻的切換。 4.能夠正確分析、理解和進(jìn)一步設(shè)計(jì)PLC控制程序。 5.能夠?qū)\(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題正確分析、處理。 二、使用材料及工具變頻器、可編程序控制器、低壓斷路器、交流接觸器、按鈕、指示燈、導(dǎo)線、常用電工工具、萬用表、低壓配電盤、三相異步電動(dòng)機(jī)等。第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行 三、項(xiàng)目要求

1.控制要求 （1）通過三位轉(zhuǎn)換開關(guān)手動(dòng)控制系統(tǒng)的變頻與工頻運(yùn)行，轉(zhuǎn)換開關(guān)左位工頻狀態(tài)運(yùn)行，轉(zhuǎn)換開關(guān)右位變頻狀態(tài)運(yùn)行。 （2）在工頻運(yùn)行狀態(tài)下，通過交流接觸器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的工頻運(yùn)行，綠燈指示工頻運(yùn)行。 （3）在變頻運(yùn)行狀態(tài)下，變頻器的通、斷電通過交流接觸器實(shí)現(xiàn)，黃燈指示變頻器通電。第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行 （4）在變頻器通電的前提下，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行通過交流接觸器實(shí)現(xiàn)，綠燈指示變頻器運(yùn)行。 （5）要求控制系統(tǒng)有完善的保護(hù)環(huán)節(jié)，系統(tǒng)通、斷電順序符合安全操作的要求。并且在變頻運(yùn)行狀態(tài)下，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)要求紅燈報(bào)警，變頻器停止工作，系統(tǒng)自動(dòng)切換為工頻運(yùn)行。本項(xiàng)目的控制要求通過PLC完成，以富士變頻器5000G11和歐姆龍PLCCJ1M為例進(jìn)行。第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行 2.主電路主電路的接線圖如圖18-1所示。圖中QF為整個(gè)控制系統(tǒng)的斷路器，QF合閘則PLC通電。接觸器KM2控制系統(tǒng)的工頻運(yùn)行；接觸器KM1控制系統(tǒng)變頻狀態(tài)下變頻器的通、斷電；接觸器KM3控制變頻器的運(yùn)行。在變頻狀態(tài)下，為保證變頻器的安全運(yùn)行，只有當(dāng)KM1通電后，KM3才能通電；只有當(dāng)KM3斷電后，KM1才能斷電，通、斷電的聯(lián)鎖控制要求由PLC程序?qū)崿F(xiàn)。由于變頻器的輸入端是絕對不允許與電源相接的，因此，接觸器KM2和KM3絕對不允許同時(shí)接通，互相間必須有非常可靠的互鎖。此外，在工頻運(yùn)行時(shí)變頻器將不可能對電動(dòng)機(jī)的過載進(jìn)行保護(hù)，所以，有必要接入熱繼電器FR，用于作為工頻運(yùn)行時(shí)的過載保護(hù)。變頻器必須進(jìn)行可靠接地。查閱變頻器操作說明書，主回路應(yīng)使用截面積不小于2mm2的獨(dú)股絕緣銅線，接線時(shí)要求盤面走線，橫平豎直。第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行圖18-1PLC控制變頻與工頻運(yùn)行主回路第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行 3.I/O分配 PLC的I/O分配如表18-1所示。序號名稱數(shù)量備注1變頻器1臺(tái)

2三相異步電動(dòng)機(jī)1臺(tái)

3PLC1套

4自動(dòng)空氣開關(guān)1個(gè)

5交流接觸器3個(gè)

6熱繼電器1個(gè)

7三位轉(zhuǎn)換開關(guān)1個(gè)

8按鈕5個(gè)綠色3個(gè)紅色2個(gè)9指示燈4個(gè)綠色2個(gè)黃、紅色各1個(gè)表18-2PLC控制變頻與工頻運(yùn)行元器件明細(xì)表第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行 4.元器件明細(xì)表 系統(tǒng)所用設(shè)備、元器件如表18-2所示。序號名稱數(shù)量備注1變頻器1臺(tái)

2三相異步電動(dòng)機(jī)1臺(tái)

3PLC1套

4自動(dòng)空氣開關(guān)1個(gè)

5交流接觸器3個(gè)

6熱繼電器1個(gè)

7三位轉(zhuǎn)換開關(guān)1個(gè)

8按鈕5個(gè)綠色3個(gè)紅色2個(gè)9指示燈4個(gè)綠色2個(gè)黃、紅色各1個(gè)表18-2PLC控制變頻與工頻運(yùn)行元器件明細(xì)表第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行 5.配電盤布置圖如圖18-2所示完成配電盤上各器件的布置和安裝，并用萬用表逐個(gè)檢查元器件的好壞。圖18-2PLC控制變頻與工頻運(yùn)行配電盤布置圖第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行 6.控制/指示面板元器件布置圖如圖18-3所示完成控制/指示面板上各器件的布置和安裝，并用萬用表逐個(gè)檢查元器件的好壞。圖18-3PLC控制變頻與工頻運(yùn)行控制/指示面板元件布置圖第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行 7.I/O接線如圖18-4所示完成I/O的實(shí)際接線，并用萬用表檢查I/O接線的正確性。說明：變頻器的正轉(zhuǎn)輸入端子FWD和多功能輸入端子X1接線時(shí)不能接入PLC輸出模塊的220V交流電源，否則會(huì)燒毀端子。

接觸器KM2和KM3的線圈之間要加硬線互鎖，防止變頻器的輸入端直接與電源相接。圖18-4PLC控制變頻與工頻運(yùn)行I/O接線圖第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行 8.PLC程序按圖18-5所示的梯形圖輸入程序，并連接下載到PLC。圖18-5PLC控制變頻與工頻運(yùn)行梯形圖第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行 9.變頻器參數(shù)預(yù)置在變頻器通電的情況下，按以下要求完成變頻器參數(shù)的預(yù)置。 （1）預(yù)置變頻器的運(yùn)行操作方式F02--預(yù)置為“1”，即由外部端子[FWD]、[REV]輸入運(yùn)行命令。 （2）預(yù)置變頻器的運(yùn)行頻率F01--預(yù)置為“0”，即由鍵盤面版（∧∨鍵）設(shè)定運(yùn)行頻率。 （3）預(yù)置變頻器的加、減速時(shí)間F03--預(yù)置為“60”，即變頻器輸出的最高頻率值。第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行F07--預(yù)置為“18”，即變頻器輸出頻率從0HZ到達(dá)最高頻率（F03設(shè)定值）所需的加速時(shí)間。F08--預(yù)置為“12”，即變頻器輸出頻率從最高頻率（F03設(shè)定值）到達(dá)0HZ所需的減速時(shí)間。 （4）預(yù)置輸入端子X1的功能E01-----預(yù)置為“8”，使X4端子具有外部報(bào)警復(fù)位功能。 10.系統(tǒng)運(yùn)行，記錄數(shù)據(jù)將系統(tǒng)按要求運(yùn)行，觀察系統(tǒng)工頻和變頻的運(yùn)行情況及各指示燈的狀態(tài)是否正常。第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行 四、工藝要求 1.系統(tǒng)的通、斷電操作符合安全操作規(guī)程的要求。 2.元器件畫法符合IEC的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 3.元器件布置和所有接線符合國標(biāo)對低壓配電盤的有關(guān)規(guī)定。 4.按照電氣制圖的原則繪制圖形。 5.操作面板布置合理，便于操作。第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行 五、學(xué)習(xí)形式

本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)形式建議以小組的形式進(jìn)行，為保證每名學(xué)生的動(dòng)手能力每組以2～4人為宜。指導(dǎo)教師在講解項(xiàng)目要求時(shí)可采用集體的形式進(jìn)行，學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行項(xiàng)目時(shí)，指導(dǎo)教師在各組巡視、輔導(dǎo)，并可對個(gè)別學(xué)生現(xiàn)場提問和重點(diǎn)輔導(dǎo)。通過本項(xiàng)目的訓(xùn)練，著重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、與人相處的能力和一定的語言表達(dá)能力，按照職業(yè)規(guī)范要求進(jìn)行操作的能力。第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行 六、檢測標(biāo)準(zhǔn) 1.通、斷電順序按要求正確操作。 2.正確、合理使用工具和儀表。 3.主回路接線規(guī)范，I/O接線合理、排列有序，正確使用萬用表檢查PLC的I/O接線。 4.PLC的程序輸入正確，會(huì)連接和下載程序。 5.正確預(yù)置變頻器的有關(guān)功能參數(shù)。 6.控制系統(tǒng)按要求工頻和變頻能手動(dòng)選擇和變頻故障自動(dòng)切換。 7.對通電運(yùn)行中出現(xiàn)的問題能夠正確分析和處理。第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行 七、原理說明

1.切換控制的提出有的用戶在采用變頻器調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，常常提出了如下的要求：1、可根據(jù)工作需要選擇“工頻運(yùn)行”或“變頻運(yùn)行”；2、在“變頻運(yùn)行”時(shí)可自動(dòng)切換為“工頻運(yùn)行”方式，同時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警。因此，變頻和工頻之間進(jìn)行切換的控制是十分重要和必要的。 2.PLC控制的切換電路

PLC控制的切換電路運(yùn)行方式由三位開關(guān)SA進(jìn)行選擇。當(dāng)SA合至左位“工頻運(yùn)行”方式時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕SB1，接觸器KM2線圈得電并動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入“工頻運(yùn)行”狀態(tài)，按下停止按鈕SB2，接觸器KM2斷電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。第四節(jié)PLC控制的變頻與工頻切換運(yùn)行當(dāng)SA合至右位“變頻運(yùn)行”方式時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕SB1，接觸器KM1線圈得電并動(dòng)作，將工頻電源接至變頻器的輸入端，并允許電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。此后按下啟動(dòng)按鈕SB3，接觸器KM3線圈得電并動(dòng)作，將電動(dòng)機(jī)接至變頻器的輸出端，同時(shí)變頻器的FWD與CM接通，電動(dòng)機(jī)開始升速，進(jìn)入“變頻運(yùn)行”狀態(tài)。KM3動(dòng)作后，停止按鈕SB1將失去作用，以防直接通過切斷變頻器電源使電動(dòng)機(jī)停機(jī)。在變頻運(yùn)行過程中，如果變頻器因故障跳閘，則：“30A--30C”常閉斷開，