PLC实施任务：高低速指示灯联动与触摸屏控制设计

1.变频器的模拟量输入设置分析

变频器将模拟量输入设为设定值源，需要设置P1000、P1070 参数，变频器对外部端子进行了多种预设置，根据操作说明及任务要求，可设置P15 ＝12，这个预设置里带模拟量端子，并且控制电机的方法采用双线制控制方法1。该方法的控制如表9－5所示。它通过一个控制指令(ON/OFF1)控制电机的启停，通过另一个控制指令控制电机的正转、反转。变频器的外部端子DI0 可以接一个ON/OFF1 功能的按钮，外部端子DI1 接一个切换电机旋转方向的开关。要将控制指令和选中的数字量输入互联在一起，那么设置P0840 ＝r722.0，表示ON/OFF1 功能的按钮与DI0 互联；P1113 ＝r722.1，表示反向功能的开关与DI1 互联。双线制控制方法1 的具体说明、参数的含义请查看变频器G120C 操作说明书。

表9-5　双线制控制方法1

使用参数P0756 确定变频器模拟量输入端的类型。P0756 ＝0，为单极电压输入0 ～10 V；P0756 ＝2，为单极电流输入0 ～20 mA；P0756 ＝4，为±10 V 的电压输入。其他类型的设置请查看G120C 操作说明书。

2.变频器的参数设置

设置变频器参数如下:P1000 ＝2，P0015 ＝12，P0840 ＝r722.0，P1070 ＝755.0 ，P1113 ＝r722.1，P1080 ＝0，P1082 ＝1 400，P1120 ＝4，P1121 ＝4，P0756 ＝0 或2。P0756 的参数可以根据具体情况选择设置成0 或2。若P0756 设置成0，变频器的模拟量输入端AI ＋、AI－为0 ～10 V的电压输入，变频器的DIP 开关位置为“U”，即AI 输入端为电压型，而PLC 自带的模块量输出为电流型，可以在PLC 的模拟量输出端AQ 处并联一个500 Ω 的电阻。若设置成2，那么变频器的模拟量输入端AI ＋、AI－为0～20 mA 的电流输入，则需要把变频器控制单元正面保护盖后面AI 对应的DIP 开关位置改为“I”。这个任务选择设置P0756 参数值为2，变频器为0～20 mA 的电流输入。

3.外部接线

该任务的外部接线如图9－25所示。本任务所用的PLC 型号为CPU 1215 DC/DC/DC，供电电源和负载电压均为直流24 V。

4.PLC 的变量表

根据任务要求，确定PLC 的输入、输出及中间变量的地址和名称，如图9－26所示。该任务没要求在外部设置按钮，因此启动按钮、停止按钮、升速按钮、降速按钮均在触摸屏上设置，简化了PLC 的外部接线。

图9-25　PLC 与变频器的外部接线

图9-26　PLC 的变量表(https://www.xing528.com)

5.PLC 程序设计

根据任务的控制要求及PLC 的变量表，编制PLC 的程序，如图9－27所示。程序段1:触摸屏启动按钮按下，启动信号Q0.0 接通，触摸屏停止按钮按下，启动信号Q0.0 断开，反向开关通断实现输出反向信号Q0.1 的断开。程序段2:启动信号接通时，把初始值(13 824的数据字对应转速700 r/min)送给模拟量输出QW64，电机转速为700 r/min；若触摸屏停止按钮按下时，电机转速为0。程序段3:按下升速按钮，PLC 的模拟量输出QW64增加，电机转速增加；按下降速按钮，PLC 的模拟量输出QW64 减少，电机转速降低。程序段4:把模拟量输出的QW64 数据字转换成电机实际转速，若有合上反向开关，触摸屏显示的电机实际转速由正变为负，转换程序中的数据转换也可以采用案例中的标准化指令和缩放指令来实现。程序段5:当电机实际转速小于300 r/min 时，触摸屏上的低速指示灯亮；当电机实际转速大于1 000 r/min 时，触摸屏上的高速指示灯亮。

图9-27　PLC 程序

图9-27　PLC 程序(续)

6.触摸屏界面设计

根据任务要求，在HMI 触摸屏里添加4 个按钮:启动、停止、升速、降速按钮，1 个反向开关。1 个“I/O 域”，双击打开“属性”窗口，在“常规”选项里把“过程”中的变量分别关联“电机转速”变量MD30，“类型”中的模式为“输出”类型。添加2 个圆代表2个灯:高速指示灯、低速指示灯，分别关联变量M0.4、M0.5，变量为“1”时，灯的颜色由灰色变成红色。触摸屏的界面如图9－28所示。

图9-28　触摸屏的界面

7.下载与调试

根据任务的控制要求，完成PLC 的外部接线。将编辑好的用户程序及设备组态下载到CPU 中。下载成功并与PLC 建立好在线连接后，打开需要监视的程序，单击“启用/禁用监视”按钮，启动程序状态监视。打开项目树中PLC 的“监控与强制表”文件夹，双击其中的“添加新监控表”，生成一个名为“监控表_1”的新监控表。按下触摸屏的启动按钮，启动信号接通，其监控表如图9－29所示，其中QW64 的十六进制为16＃3600，对应的十进制为13 824。按下升速按钮或降速按钮，观察触摸屏上的电机转速值变化及监控表上的各个变量的值。若触摸屏的转速值和监视结果与控制要求一致，则说明调试成功，完成任务的控制要求。

图9-29　PLC_1 的监控表