0 引言

　　在工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的動(dòng)力裝置中，交流異步電動(dòng)機(jī)已占有90％以上的份額。根據(jù)交流異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的理論公式n=60f(1-s)/P可知，如果能夠連續(xù)地改變電動(dòng)機(jī)的電源頻率，從而就可以連續(xù)地改變其同步轉(zhuǎn)速，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就可以在一個(gè)較寬的范圍內(nèi)連續(xù)地改變。從實(shí)現(xiàn)原理上考慮，變頻器是一種很簡(jiǎn)便的方法；從調(diào)速特性上看，變頻調(diào)速的任何一個(gè)速度段都接近自然機(jī)械特性，調(diào)速性能好；如果有一個(gè)可變頻率的交流電源。則可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的調(diào)速，平滑性能好；同時(shí)由于其調(diào)速方式是通過改變電動(dòng)機(jī)的定子電源實(shí)現(xiàn)的，可以適用于應(yīng)用范圍極廣的鼠籠式電動(dòng)機(jī)。在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，最為常見的是可編程控制器(programable logic eontroller，PLC)和變頻器的組合應(yīng)用，并且產(chǎn)生了多種多樣的PLC控制變頻器的方法。

1 通信方法與硬件安裝

　　我院在PLC教學(xué)實(shí)踐中，采用的是一種非常簡(jiǎn)便的三菱FX系列PLC通信方式和開關(guān)量控制變頻器的方法。

　　在PLC主機(jī)上安裝一塊RS-485通信板或掛接一塊RS-485通信模塊，在PLC的面板下嵌入一塊造價(jià)僅僅數(shù)百元的“功能擴(kuò)展存儲(chǔ)盒”，編寫4條極其簡(jiǎn)單的PLC梯形圖指令，即可實(shí)現(xiàn)8臺(tái)變頻器參數(shù)的讀取、寫入、各種運(yùn)行的監(jiān)視和控制，通信距離可達(dá)50或500 m。PLC與變頻器之間采用主從方式進(jìn)行通信，PLC為主機(jī)，變頻器為從機(jī)。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中只有一臺(tái)主機(jī)，主機(jī)通過站號(hào)區(qū)分不同的從機(jī)。它們采用半雙工雙向通信，從機(jī)只有在收到主機(jī)的讀寫命令后才發(fā)送數(shù)據(jù).

　　硬件安裝方法如下：

　　(1)用網(wǎng)線專用壓接鉗將電纜的一頭和RJ45水晶頭進(jìn)行壓接，另一頭連接FX2N-485-BD通信模板，未使用的2個(gè)P5S端頭不接。

　　(2)揭開PLC主機(jī)左邊的面板蓋，將FX2N-485-BD通信模板和FX2N-ROM-E1功能擴(kuò)展存儲(chǔ)器安裝后蓋上面板。

　　(3)將RJ45電纜分別連接變頻器的PU口，網(wǎng)絡(luò)末端變頻器的接受信號(hào)端RDA和RDB之間連接一只100 Q終端電阻，以消除由于信號(hào)傳送速度、傳遞距離等原因有可能受到反射的影響而造成的通信障礙。

2 多功能端子的定義

　　用參數(shù)預(yù)置多段運(yùn)行速度(Pr.4~-Pr.6，Pr.24~Pr.27)，用變頻器控制端子進(jìn)行切換。多段速度控制只在外部運(yùn)行模式或組合運(yùn)行模式(Pr.79=3，4)中有效。三菱變頻器可通過接通、關(guān)斷控制端子RH、RM、RL和REX來選擇多種速度。其中，REX在三菱FR—A540系列變頻器的控制端子中并不存在，但根據(jù)三菱多功能端子的選擇方法可以用Pr.60~Pr.63來定義某控制端子為REX端子H1。

　　由上述三菱FR-A540系列變頻器的控制端子功能選擇可知：如果將STR端子定義為REX端子，就可設(shè)Pr.63=8，這樣可選擇出15段速度；如果不使用REX，就可通過RH、RM、RL的通斷最多可選擇出7段速度。如分別設(shè)置速度1-速度7的各段速度參數(shù)為50Hz、30Hz、10 Hz、15Hz、40Hz、35Hz、12Hz，按圖1(a)或(b)變頻器7段轉(zhuǎn)速接線所示。在外部運(yùn)行模式或組合運(yùn)行模式下，合上STF開關(guān)，電動(dòng)機(jī)按速度I運(yùn)行；同時(shí)合上RH、RL開關(guān)，按速度5運(yùn)行等等。

3 7段速的PLC控制接線圖

　　通過以上已知的7段速控制端子是RH、RM、RL、REX。用手選擇它們的接通或斷開，就可以選擇不同的轉(zhuǎn)速；但這樣操作太麻煩了?，F(xiàn)在改用PLC的輸出來控制上述端子的接通和斷開，實(shí)現(xiàn)7段速度的運(yùn)行。PLC(MR型或MT型)的輸出點(diǎn)、COM點(diǎn)直接與變頻器的STF(正轉(zhuǎn)啟動(dòng))、RH(高速)、RM(中速)、RL(低速)、輸入端SG等端口分別相連。PLC可以通過程序控制變頻器的啟動(dòng)、停止，復(fù)位；也可以控制變頻器高速、中速、低速端子的不同組合實(shí)現(xiàn)多段速度運(yùn)行。

4 7段速的PLC程序梯形圖

　　變頻器在PU運(yùn)行狀態(tài)下，分別設(shè)置速度1—7的各段速度參數(shù)為10 Hz、20 Hz、30 Hz、40 Hz、50 Hz、45 Hz、25 Hz。再按變頻器7段速PLC程序梯形圖，將程序輸入PLC。

5 7段速設(shè)定表

　　進(jìn)行PLC輸出控制7段速端子，然后再進(jìn)行PLC控制編程及接線調(diào)試運(yùn)行。變頻器在EXT運(yùn)行狀態(tài)下，依次撥動(dòng)開關(guān)X1—X7，觀察輸出頻率的變化，如果與以上變頻器7段轉(zhuǎn)速控制圖一致，就可接上電動(dòng)機(jī)(如圖3所示)，按下斷路器QF，觀察電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速變化。

6 有關(guān)15段速的附加說明

　　如果要想得到15段轉(zhuǎn)速的話，將圖1(a)中的STF改為STR(Pr.63=8)即可；再設(shè)后8段Pr.80-Pr.87的參數(shù)為20 Hz、28 Hz、16 Hz、32 Hz、22 Hz、45 Hz、12 Hz、42 Hz。

7 結(jié)語

　　本文運(yùn)用三菱PLC技術(shù)，完成了PLC控制變頻器7段速的編程方法和接線方法的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度變化和所設(shè)計(jì)的7段轉(zhuǎn)速原理圖一致。但是，由于它是采用開關(guān)量來實(shí)施控制的，其調(diào)速曲線不是一條連續(xù)平滑的曲線，故無法實(shí)現(xiàn)精細(xì)的速度調(diào)節(jié)。如果要實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，就要采用模擬量來實(shí)施控制，本文由于篇幅的原因省略之。