用三菱PLC实现PID控制变频器.doc

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1、用三菱PLC-FX2N与F940变频器设计一个带PID控制的恒压供水系统控制要求：1有两台水泵，按设计要求一台运行，一台备用，自动运行时泵运行累计100小时轮换一次，手动时不切换。2两台水泵分别由m1、m2电动机拖动，电动机同步转速为3000转/min，由km1、km2控制。3切换后起动与停电后起动须5s报警，运行异常可自动切换到备用泵，并报警。4采用plc的pid调节指令。5变频器使用三菱fr-a540采用plc的特殊功能单元fx0n-3a的模拟输出，调节电动机的转速。6水压在010kg可调，通过触摸屏使用三菱f940输入调节。7触摸屏可以显示设定水压、实际水压、水泵的运行时间、转速、报警信

2、号等。8变频器的其余参数自行设定。软件设计：1fx2n-48mrplc的i/o分配：根据控制要求及i/o分配，其系统接线图如下图。plc输入，x1：1号泵水流开关；x2：2号泵水流开关；x3：过压保护。plc输出，y1：km1；y2：km2；y4：报警器；10：变频器stf。2触摸屏画面设：根据控制要求及i/o分配，制作触摸屏画面。触摸屏输入：m500：自动起动。m100：手动1号泵。m101：手动2号泵。m102：停顿。m103：运行时间复位。m104：去除报警。d300：水压设定。触摸屏输出：y0：1号泵运行指示。y1：2号泵运行指示。t20：1号泵故障。t21：2号泵故障。d101：当前

3、水压。d502：泵累计运行的时间。d102：电动机的转速。3.plc的程序：根据控制要求，画出fx2n-48mr的程序梯形图、plc程序如下列图所示。此主题相关图片如下，点击图片看大图：plc的程序简述：plc得电后，通过程序把模块中的摸拟量压力信号转化成压力数字量(d160)，将压力的数据存放器d160的值除以25以校正压力的实际值(由特殊功能模拟模块fx0n-3a的资料可知：因0-10kg对应的是数值是0-250，所以压力与数值的关系是1：25)。在该系统中我们规定了电动机同步转速为3000转/min，所以同步转速的设定低于3000转/min对电机的保护是有好处的。这里我们把转速设定为不能

4、超过1250转/min，那么数值与通过pid程序运算的mv输出值d150即电动机转速量的关系为1：5(由特殊功能模拟模块fx0n-3a的资料可知：因数值是0-250对应的是0-1250转/min，那么数值与转速的关系是1：5)。所以电动机的转速实际值校正数d102=d150510其中除以10是因为所有实数参与pid的sv设定值d500，pv当前值d160，运算都是以1000%参加的。所以要得到mv输出值d150的实际数值需要除以10。因该系统中电机的转速是与压力成正比的,转速加大;压力也加大!这里要注意：动作方向【s3】+1,当前值pv，d500设定值sv，d160；即bit=1，选择逆动作所

5、以将压力数字量存放器d160用于pid程序的pv当前数字量做为时刻检查管内的当前压力状况。4变频器设置：1上限频率pr1=50hz；2下限频率pr2=30hz；3基底频率pr3=50hz；4加速时间pr7=3s；5减速时间pr8=3s；6电子过电流保护pr9=电动机的额定电流；7起动频率pr13=10hz；8du面板的第三监视功能为变频繁器的输出功率pr5=14；9智能模式选择为节能模式pr60=4；10设定端子25间的频率设定为电压信号010v，pr73=0；11允许所有参数的读/写pr160=0；12操作模式选择外部运行pr79=2；13其他设置为默认值。5.系统调试：1将触摸屏rs232

6、接口与计算机连接，将触摸屏rs422接口与plc编程接口连接，编写好fx0n-3a偏移/增益调整程序，连接好fx0n-3ai/o电路，通过gain与offset调整偏移/增益。2按图设计好触摸屏画面，并设置好各控件的属性，按图所示编写好plc程序，并传送到触摸屏与plc。3将plc运行开关保持off，程序设定为监视状态，按触摸屏上的按钮，观察程序触点动作情况，如动作不正确，检查触摸屏属性设置与程序是否对应。4系统时间应正确显示。5改变触摸屏输入存放器值，观察程序对应存放器的值变化。6按图连接好plc的i/o线路与变频器的控制电路及主电路。7将plc运行开关保持on，设定水压调整为3kg。8按手动起动，设备应正常起动，观察各设备运行是否正常，变频器输出频率是否相对平稳，实际水压与设定的偏差。9如果水压在设定值上下有剧烈的抖动，那么应该调节pid指令的微分参数，将值设定小一些，同时适当增加积分参数值。如果调整过于缓慢，水压的上下偏差很大，那么系统比例常数太大，应适当减小。10测试其他功能，是否跟控制要求相符。第 5 页