用三菱PLCFX2N与F940变频器设计一个带PID控制的恒压供水系统.docx
- 文档编号:10550212
- 上传时间:2023-02-21
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:806.63KB
用三菱PLCFX2N与F940变频器设计一个带PID控制的恒压供水系统.docx
《用三菱PLCFX2N与F940变频器设计一个带PID控制的恒压供水系统.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《用三菱PLCFX2N与F940变频器设计一个带PID控制的恒压供水系统.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
用三菱PLCFX2N与F940变频器设计一个带PID控制的恒压供水系统
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)切换后起动和停电后起动须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0~10kg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、报警信号等。
(8)变频器的其余参数自行设定。
软件设计:
1.FX2N-48MRPLC的I/O分配:
根据控制要求及I/O分配,其系统接线图如图所示。
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:
停止。
M103:
运行时间复位。
M104:
清除报警。
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程序如下图所示。
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),将压力的数据寄存器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超过1250转/min,则数值与通过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,则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=d150×5÷10(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%加入的。
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)所以将压力数字量寄存器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;(8)du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2~5间的频率设定为电压信号0~10v,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和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,并传送到触摸屏和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和程序是否对应。
(4)系统时间应正确显示。
(5)改变触摸屏输入寄存器值,观察程序对应寄存器的值变化。
(6)按图连接好plc的i/o线路和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,则应该调节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,则系统比例常数太大,应适当减小。
(10)测试其他功能,是否跟控制要求相符。
三菱FX2N系列PLC的TO指令、FROM指令及实例FX2N-4AD应用程序
TO指令是从PLC对增设的特殊单元(如FX2N-4DA)缓冲存储器(BFM)写入数据的指令
TO,TOP:
十六位连续执行和脉冲执行型指令
DTO,DTOP:
三十二位连续执行和脉冲执行型指令
TO指令的编程格式:
TOK1K12D0K2
*K1:
特殊模块的地址编号,只能用数值,范围:
0---7
*K12:
特殊模块的缓冲存储器起始地址编号,只能用数值,范围:
0---32767
*D0:
源寄存器起始地址编号,可以用T,C,D数值和位元件组合如K4X0
*K2:
传送的点数,只能用数值。
范围:
1---32767
TOK1K12D0K2指令的作用是:
将PLC的16位寄存器D0,D1的数值分别写入特殊单元(或模块)N0.1的缓冲寄存器(BFM)#12,#13中。
1、在特殊辅助继电器M8164闭合时,D8164内的数据做为传送点数。
2、特殊辅助继电器M8028断开状态,在TO指令执行时,自动进入中断禁止状态,输入中断和定时器中断不能执行。
在这期间发生的中断只能等FROM指令执行完后开始执行。
TO指令可以在中断程序中使用
3、特殊辅助继电器M8028闭合状态,在TO指令执行时,如发生中断则执行中断程序,TO指令不能在中断程序中使用。
FROM指令是将PLC增设的特殊单元(如FX2N-4AD)缓冲存储器(BFM)的内容读到可编程控制器的指令
FROM、FROMP:
十六位连续执行和脉冲执行型指令
DFROM、DFROMP:
三十二位连续执行和脉冲执行型指令
读出指令FROM的编程格式:
FROMK1K29D0K2
*K1:
特殊模块的地址编号,只能用数值,范围:
0---7
*K29:
特殊模块的缓冲存储器起始地址编号,只能用数值,范围:
0---32767
*D0:
目标寄存器起始地址编号,可以用T,C,D和除X外的位元件组合如K4Y0
*K2:
传送的点数,只能用数值。
范围:
1---32767
FROMK1K29D0K2指令的作用是:
从特殊单元(或模块)N0.1的缓冲寄存器(BFM)#29,#30中读出16位数据传送至PLC的D0,D1寄存器里。
1、在特殊辅助继电器M8164闭合时,D8164内的数据做为传送点数。
2、特殊辅助继电器M8028断开状态,在FROM指令执行时,自动进入中断禁止状态,输入中断和定时器中断不能执行。
在这期间发生的中断只能等FROM指令执行完后开始执行。
FROM指令可以在中断程序中使用。
3、特殊辅助继电器M8028闭合状态,在FROM指令执行时,如发生中断则执行中断程序,FROM指令不能在中断程序中使用。
FX2N-4AD是将输入通道接收到的模拟信号转换成数字量,此模块有四个输入通道,最大分辨率是12位。
FX2N-4AD:
1、可选用的模拟值范围是-10V到10VDC(分辨率:
5mV),或者是4到20mA,-20mA到20mA(分辨率20μA)。
2、FX2N-4AD和FX2N主单元之间通过缓冲存储器交换数据,FX2N-4AD共有32个缓冲存储器(每个是16位数据)。
3、FX2N-4AD占用FX2N扩展总线的8个点。
这8个点可以分配成输入或输出。
FX2N-4AD消耗FX2N主单元或有源扩展单元5V电源槽30mA的电流。
缓冲存储器(BFM)的分配如下:
*#0:
通道初始化,缺省值H0000。
*#1---#4:
通道1---通道4的平均采样数(1---4096),用于得到平均结果。
缺省值高设为8(正常速度),高速操作可选择1。
#5---#8:
通道1---通道4采样数的平均输入值,即根据#1---#4规定的平均采样次数,得出所有采样的平均值。
#9---#12:
通道1---通道4读入的当前值。
#13,#14:
保留,用户不可以更改。
*#15:
选择A/D转换速度,设为0(缺省值)则选择正常速度(15ms/通道);设为1则选择高速(15ms/通道)。
#16---#19:
保留,用户不可以更改。
*#20:
复位到缺省值和预设。
缺省值为0。
*#21:
禁止调整偏移、增益值。
缺省值为(0,1)允许状态。
*#22:
偏移,增益调整G4O4G3O3G2O2G1O1。
*#23:
偏移值缺省值为0。
*#24:
增益值缺省值为5000。
#25---#28:
保留,用户不可以更改。
#29:
错误状态。
#30:
识别码K2010。
#31:
禁用。
带*标志的缓冲区(如#0)可以用BFM写入指令TO从PLC写入。
不带*标志的缓冲区(如#5)可以用BFM读出指令FROM读入到PLC。
偏移的定义:
当数字输出为0时的模拟量输入值。
增益的定义:
当数字量输出为+1000时的模拟量输入值。
实例如图:
通道1与通道2用作电压输入,FX2N-4AD模块连接在特殊功能模块的0号位置,平均数设为4,PLC的D0,D1接收平均数字值。
1、读出识别码与K2010比较,如果识别码是K2010则表示PLC所连模块是FX2N-4AD,CMP指令将M1闭合(K2010等于D4)。
2、建立模拟输入通道#1,#2。
#0缓冲区的作用是通道初始化,从低位到高位分别指定通道1、通道4,位的定义为:
0--预设范围(-10V到10V)。
1--预设范围(4mA到20mA)2--预设范围(-20mA到20mA);3---通道关闭。
本例的H3300是关闭3,4通道,1,2通道设为模拟值范围是-10V到10VDC。
3、将4写入缓冲区#1,#2,即将通道1和通道2的平均采样数设为4,含义大概意思就是每读取4次将这4次的平均值写入#5,#6。
4、读取FX2N-4AD当前的状态,判断是否有错误。
如果有错误M10---M22相应的位闭合
5、如果没有错误,则读取#5,#6缓冲区(采样数的平均值)的值并保存到PLC寄存器D0,D1中。
三菱特殊功能模块FX0N-3A采集4-20MA的压力模拟信号
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。
将压力数字量的数据寄存器D160的值除以25为压力的实际值。
由特殊功能模拟模块FX0N-3A的资料可知:
0-10kg压力模拟量对应的是数据寄存器D160数值为0-250,所以压力模拟量与数据寄存器D160的关系是1:
25。
实例指令:
三菱特殊功能模块FX0N-3A采集4-20MA的压力模拟信号
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 三菱 PLCFX2N F940 变频器 设计 一个 PID 控制 供水系统