基于PLC的电动机变频调速控制系统设计

■应知点:

了解电动机多速运行PLC控制程序的编制方法。

■应会点:

1.掌握PLC与变频器的连接。

2.掌握变频器的参数设置。

3.掌握PLC实现电动机变频调速控制系统的设计、安装、调试。

一、任务简述

工、农业生产中的变频控制系统很少采用继电器控制系统，基本上都采用PLC控制系统，采用PLC控制变频器的调速系统具有电路简单、使用方便、性能稳定等特点。

二、相关知识

如用PLC控制变频器，可直接利用变频器内部的24V电源。PLC和变频器的连接如图5－26所示。图中通过PLC的输出端Q0.0和Q0.1控制与其连接的变频器DIN1和DIN2端子为“ON”或“OFF”，从而控制电动机以低、中、高三段速依次运行。

图5－26　PLC控制变频器的连接

三、应用实施

1.控制要求

用PLC、变频器设计电动机的三段速运行控制系统，要求按下启动按钮，电动机以20 Hz速度运行，25 s后转为35 Hz速度运行，再过25 s转为50 Hz速度运行，按停止按钮，电动机即停止。

2.PLC的选型

从上面的分析可知系统有启动、停止两个输入信号，控制MM420变频器DIN1和DIN2端子的两个输出信号，所以控制系统可选用CPU221－10AC/DC/RLY，I/O点数为10点，满足控制要求，而且还有一定的余量。

3.PLC的I/O分配

根据系统的控制要求、设计思路和变频器的设定参数，PLC的I/O分配如下:

I0.0:启动按钮；I0.1:停止按钮；Q0.0:控制DIN1端子；Q0.1:控制DIN2端子。

4.变频器的参数设置

变频器的参数设置与任务五相同，在此不再重复。

5.电动机多速运行系统接线图

电动机多速运行系统接线如图5－27所示，SB1为启动按钮，SB2为停止按钮，Q0.0和Q0.1分别连接MM420变频器的DIN1和DIN2。

图5－27　电动机多速运行的系统接线图(www.xing528.com)

6.电动机多速运行的控制程序

电动机多速运行的梯形图控制程序如图5－28所示。

按下启动按钮SB1，I0.0接通，M0.1得电自锁，Q0.0接通，为低速挡；T37得电计时，25 s后M0.2得电自锁，Q0.1接通，为中速挡；T38得电计时，25 s后M0.3得电自锁，Q0.0和Q0.1同时接通，为高速挡。按下停止按钮SB2时，I0.1接通，所有输出继电器、辅助继电器及定时器均复位，电动机停止运行。

7.线路安装

线路安装按照先主后辅的顺序，而且一定要套线号。线路安装完后用电阻法检查是否有短路性故障。

8.通电试车

检查完后将程序下载到PLC，运行试车，如有问题，则检查排除故障。

四、操作技能考评

通过对本任务相关知识的了解和应用操作实施，对本任务实际掌握情况进行操作技能考评，具体考核要求和考核标准如表5－15进行。

图5－28　电动机多速运行控制程序

表5－15　任务操作技能考核要求和考核标准

续表

教学小结

变频器调速控制系统在工业控制、风机、供水等系统中有着广泛的应用，采用PLC控制变频器的模块化结构，在可靠性和精度方面很容易达到使用要求。逻辑功能通过软件实现，系统运行可靠性得到提高。该系统具有开放性好、可扩充能力强、可靠性高、安装调试方便等优点，具有良好的发展前景。

思考与练习

某电机要求频率速度按如图5－29所示曲线变化，试给出变频器端子的连接图及设定参数。

图5－29　电机频率变化曲线