变频器多速控制研究

王彦彦 徐长春

摘要：本设计主要研究变频器的在运行速度方面的控制，以及如何用PLC来对他进行远程操控。目前我们以西门子变频器V20和西门子PLC200为例来研究并实现。

关键词：PLC、变频器、速度、控制

1.1.课题的来源和目的

社会在不断的发展，产业结构逐渐由劳动密集型转化为技术密集型。PLC和变频器的出现是发展的必然。所以我们作为电气技术人员，需要深入研究和使用PLC、变频器，让他们来更好的发挥他们在生产中的作用。

1.2.应用平台

1.2.1.PLC编程平台简介

PLC其实是一种工业类型的计算机，其基本构成为：电源，中央处理单元（CPU），存储器， 输入输出接口电路，功能模块如计数、定位等功能模块，通信模块。

PLC的工作原理：工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

1.2.2变频器简介

变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

工作原理：变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。

第二章 控制方案设计

2.1 設计方案

本设计研究选择台达变频器VFD007E43A和西门子PLC 6ES72142BD230XB8。当按下按钮1SB时，则主电路接触器接通，之后变频器以基本频率运行。2SB是多段速运行控制，在PLC中逻辑控制输出多段速指令1、2、3、4。每隔1分钟变换一次频率。之后在试验另一种变换速度的方法：在变频器上接一个电位器，来随时变换变频器的频率大小。

2.2 输入/输出元件及控制功能

输入输出口定义

I0.0：多段速运行控制

Q0.0：多段速指令1

Q0.1：多段速指令2

Q0.2：多段速指令3

Q0.3：多段速指令4

2.3设计图纸

第三章 系统实现

3.1 按照图纸接线、查线。

3.2 把编写好的程序灌入PLC，并上电调试，下面为程序，为方便观看，指令之间用“;”隔开了。

STL

网络1：

LD  SM0.0 ;LD  I0.0;O   M0.6;O   T38;O   T40;O   T42;ALD;EU;

S   Q0.0， 1

网络2：

LD  SM0.0;LD  T37;O   T38;O   T41;O   T42;ALD;EU;S   Q0.1， 1

网络3：

LD  SM0.0;LD  T39;O   T40;O   T41;O   T42;ALD;EU;S   Q0.2， 1

网络4：

LD  SM0.0;LD  T37;O   T39;O   T41;ALD;EU;S  Q0.0， 1

网络5：

LD  SM0.0;LD  I0.0;O   T39O   T40;ALD;EU;S   Q0.1， 1

网络6：

LD  SM0.0;LD  I0.0;O   T37;O   T38;ALD;EU;S   Q0.2， 1

网络7：

LD  SM0.0;LD  I0.0;O   M0.6;ALD;EU;=   M0.0

网络8：

LD  SM0.0;A    M0.0;TON   T37， 600;R   M0.6， 1

网络9：

LD  SM0.0;A    T37;S    M0.1， 1

网络10：

LD  SM0.0;A    M0.1;TON   T38， 600;R   M0.0， 1

网络11：

LD  SM0.0;A   T38;S   M0.2， 1

网络12：

LD  SM0.0;A    M0.2;TON  T39， 600;R    M0.1， 1

网络13：

LD  SM0.0;A   T39;S   M0.3， 1

网络14：

LD  SM0.0;A   M0.3;TON   T40， 600;R   M0.2， 1

网络15：

LD  SM0.0;A   T40;S    M0.4， 1

网络16：

LD   SM0.0;A    M0.4;TON  T41， 600;R    M0.3， 1

网络17：

LD   SM0.0;A    T41;S    M0.5， 1

网络18：

LD   SM0.0;A    M0.5;TON    T42， 600;R    M0.4， 1

網络19：

LD   SM0.0;A    T42;S    M0.6， 1

网络20：

LD   SM0.0;A    M0.6;S    M0.5， 1

3.3 变频器参数设置

我们所选变频器的型号为台达VFD 007E 43A最大试用电机0.75kW，输入电压三相。在对变频器进行参数设置时，需要设定与变频器和电机匹配的参数，之后设定指令来源和你所需要的速度。

第四章 操作流程介绍

首先按照原理图接线，接完后查线确保接线正确无误。其次把编写好的PLC程序写入。再次按照上述参数设定变频器参数。等一切就绪后，按下按钮1SB，则主电路接通，变频器运行。

变频器多段速频率控制：按下按钮2SB，则进入段速控制程序，程序逻辑结果：1分钟变换一次频率，按照第一段频率、第二段频率、第三段频率、第四段频率、第五段频率、第六段频率、第七段频率依次变换。执行完七段频率之后在从第一段频率循环。此为段速频率控制。

变频器电压控制：旋转安装在变频器上的电位器，变频器会随着电位器开的大小来时时变换频率的大小。

结束语

在整个设计过程中，本着遇到问题解决问题的原则。把设计任务分成以下几个步骤：

1.明确设计要求。

2.思考实现的方法。

3.找出输入输出点。

4.按照思路画电路图并编程序。

5.根据变频器的参数设置来设置变频器。

以上5步骤中思路最重要，想好思路。之后在一步步进行就可以了。

参考文献

1李若谷.《西门子PLC编程指令和梯形图快速入门》.电子工业出版社，2009.10

2杨亮.《autoCAD2014从入门到精通》.清华大学出版社，2014.12

3廖常初.《PLC编程及应用》.机械工业出版社，2014.10

4何立民.《电气制图与读图》.机械工业出版社，2012.01

5蔡杏山.《PLC 变频器与触摸屏技术》.化学工业出版社，2008.03

6王宗锋.《变频器原理及应用》.机械工业出版社，2015.02