北华大学plc实验报告——变频器控制电机

第一篇：北华大学plc实验报告——变频器控制电机

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PLC实习报告

变频器控制电机

姓名：XXX 班级：ＸＸＸＸＸ 学号：XXXXXX 院系：电气信息工程学院 指导教师：ＸＸＸＸ

实习日期：ＸＸＸＸ．Ｘｘ．ｘｘ

目录

一、实习目的和任务……………………………………….…..…1

二、实习的基本要求…………………………….………….…..…2

三、硬软件介绍……………………………………………..……..…3

四、实习步骤……………………………………………..……..…….4

五、系统调试及运行………………………………………………6

六、实习体会…………………………………………………………..8

七、参考文献…………………………………………………………..9

八、教师评语…………………………………………………………..10

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一、实习目的和任务

实习名称：PLC变频控制实现电动机正反转及调试

实习内容：通过PLC模拟量模块控制变频器运行。外部电位器由PIW272送入PLC中，当给定值大于2V时，将外部给定值直接通过PQW272送到变频器频率给定端。画出外部接线图，并设计梯形图。

实习目的：

1、掌握西门子MM420变频器的使用。

2、掌握基本逻辑指令格式及应用。

3、进一步了解西门子S7-300PLC的功能和应用方法以及调试方法。

4、了解STEP7的编程环境及其基本操作，掌握STEP7的基本操作步骤。

5、利用PLC构成电动机启动、停止和正、反转控制系统。

二、实习基本要求：

1、闭合开关SB1时，电动机正向运转，转速由PLC模拟量输出来控制，电动机转速可由0到额定值连续变化，断开SB1，电动机停止运行。

2、闭合开关 SB2时，电动机反向运转，变频器数字输入端口“6”为“NO”,电动机转速可由0到额定值连续变化，断开SB2，电动机停止运行。

三、硬软件介绍：

1、西门子S7-300PLC

1)S7-300是德国西门子公司生产的可编程序控制器(PLC)系列产品之一。其模块化结构、易于实现分布式的配置以及性价比高、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好，使其在广泛的工业控制领域中，成为一种既经济又切合实际的解决方案。

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2)产品特性编辑

针对低性能要求的模块化中小控制系统 可配不同档次的CPU 可选择不同类型的扩展模块 可以扩展多达32个模块 模块内集成背板总线

网络连接-多点接口(MPI),-PROFIBUS或-工业以太网 通过编程器PG访问所有的模块 无插槽限制 3)产品特点编辑 循环周期短、处理速度高

指令集功能强大（包含350多条指令），可用于复杂功能 产品设计紧凑，可用于空间有限的场合 模块化结构，设计更加灵活 有不同性能档次的CPU模块可供选用 功能模块和I/O模块可选择

有可在露天恶劣条件下使用的模块类型 4)工作原理编辑

PLC采用循环执行用户程序的方式。OB1 是用于循环处理的组织块（主程序），它可以调用别的逻辑块，或被中断程序（组织块）中断。

在起动完成后，不断地循环调用OB1，在OB1 中可以调用其它逻辑块(FB, SFB, FC 或SFC)。

循环程序处理过程可以被某些事件中断。

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在循环程序处理过程中，CPU 并不直接访问I/O模块中的输入地址区和输出地址区，而是访问CPU 内部的输入/输出过程映像区（在CPU的系统存储区）

2、MM420变频器

MM420变频器西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的知名变频器品牌，主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。并以其稳定的性能、丰富的组合功能、高性能的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性、超强的过载能力、创新的BiCo（内部功能互联）功能以及无可比拟的灵活性，在变频器市场占据着重要的地位。

具体简化BOP调节步骤如下：

1.恢复工厂设置：p0010=30 p0970=1 即：调试完毕，恢复原样，此时变频器会显示（p---或者BUSY）请片刻等待。

2.调试时： P0010=1 即：此状态各参数可改变

P0100=0 选择工作地区为0表示kw P0304=380（220）V 电动机额定电压 P0305=1.6（0.9）A 额定电流 p0307=0.25 KW 额定功率 P0310=50 HZ 额定电源频率 P0311=1400 R|min 额定转速 P0700=1 1为基本操作面板 P1000=1 选择频率设置值 P1080=X（自己设定值）电动机最小频率 p1082=50 电动机最大频率 P1120=10 斜率上升时间

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P1121=10 斜率下降时间 P3900=1 结束快速调试 完成调节

3、STEP 7 STEP 7编程软件用于西门子系列工控产品包括SIMATIC S7、M7、C7和基于PC的WinAC的编程、监控和参数设置，是SIMATIC工业软件的重要组成部分。

STEP 7具有以下功能:硬件配置和参数设置、通讯组态、编程、测试、启动和维护、文件建档、运行和诊断功能等。STEP 7的所有功能均有大量的在线帮助，用鼠标打开或选中某一对象，按F1可以得到该对象的相关帮助。

在STEP 7中，用项目来管理一个自动化系统的硬件和软件。STEP 7用SIMATIC管理器对项目进行集中管理，它可以方便地浏览SIMATIC S7、M7、C7和WinAC的数据。实现STEP 7各种功能所需的SIMATIC软件工具都集成在STEP 7中。

PC/MPI适配器用于连接安装了STEP 7的计算机的RS-232C接口和PLC的MPI接口。计算机一侧的通信速率为19.2kbit/s或38.4kbit/s，PLC一侧的通信速率为19.2kbit/s~1.5Mbit/s。除了PC适配器，还需要一根标准的RS-232C通信电缆。

四、实习步骤：

1、PLC硬件组件

MM420变频器可以通过数字量输入端口控制电动机的正反转，由模拟输入端控制电动机转速大小。MM420变频器的模拟量输入为0-10V电压，在模拟量输入端接一电位器便可。

通过设置P0701的参数值，使数字输入“5”端口具有正转控制功能；通过设置P0702的参数值，使数字输入“6”端口具有反转控制功能（参数功能

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见《MM420使用大全》）；模拟量输入“3”和“4”端口外接实验台模拟量给定输出，通过“3”端口输入大小可调的模拟电压信号，控制电动机转速大小。即由数字量控制电动机的正反转方向，由模拟控制电动机转速大小。

要用PLC通过模拟量控制变频器，就必须有相应的模拟量模块，这里我们要选择相应的西门子的SM的模拟量模块，具体的硬件配置如下所示：

图1.硬件组建

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PLC外部接线图：

SB1I0.0I0.1SB2Q0.0Q0.1PLCQV0MANA563MM42049MV0+MO-24V M12VMPLC变频控制电机正反转

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PLC程序设计

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五、系统调试及运行：

1、电动机正转：闭合开关SB1时，变频器数字输入端口“5”为“ON”，电动机正向运转，转速由外接给定电位器来控制，模拟电压信号从0V~+15V变化（调节时转速不要超过额定转速，以免损坏电动机）。通过调节电位器改变端口“3”模拟输入电压信号的大小，可平滑无极的调节电动机转速的大小。断开SB1，电动机停止运行，通过P1120和P1121参数，可改变斜坡上升时间和斜坡下降时间。

2、电动机反转：闭合开关SB2时，变频器数字输入端口“6”为“ON”，电动机反向运转，转速由外接给定电位器调节，断开SB2，电动机停止运行。该模拟量同样来自模拟量输出模块，利用PLC来控制。

六、实习心得：

为期一周的PLC实习就这样结束了，这一周的实习让我收获了不少。我们实习的项目是PLC变频器控制实现电机正反转及调速。通过这次PLC实习，我了解了S7-300PLC的功能和调试方法，对PLC梯形图、指令表、外部接线图也有了更好的了解。同时，也基本掌握了STEP7的基本操作步骤，并且亲自使用绘图软件绘制了实习内容的外部接线图。

这次PLC实习我们采取的是以小组为单位的学习，我们是一个三人小组。通过这次实习我感受到了团队的力量，知道了团队合作的重要性。在遇到问题

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时我们相互讨论共同解决，在讨论的过程中尽可能的统一思想，共同完成实习任务这次的实训是我们第一次接触编程实践，以前上课的时候虽然老师也是总叫我们去编程和做作业，但是我们都不知道在实际中我们的程序能不能用，所以我们对PLC这门课业就没有发费太大心思。但是这次的实训让我有很大启发。刚开始接触时信心十足，觉得没有什么大不了的，因为觉得以前编写的程序都很简单，也不用太多时间，所以很轻视。后来发现并没有想象的简单，我们开始自己想办法解决遇到的一些问题，有不明白的找学长请教，最后经过努力我们组是全班第一个完成实习要求的小组。

通过这次对PLC控制，让我了解了plc梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。

总之，这次的实训给予了我不同的学习方法和体验，让我深切的认识到实践的重要性。在以后的学习过程中，我会更加注重自己的操作能力和应变能力，多与这个社会进行接触，让自己更早适应这个陌生的环境，相信在不久的将来，可以打造一片属于自己的天地。

七、参考文献

[1]《PLC技术使用教程——基于西门子S7-300》 弭洪涛 孙铁军 牛国成 电子工业出版社

[2]《PLC实验指导书》 弭洪涛 杨伟鸿 北华大学内部资料

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八、教师评语

教师评语:

成绩:

教师签字：

第二篇：实验 FX3U PLC控制变频器

实验

FX3U PLC控制变频器

一、实验目的

1、认识FX3U PLC 485通讯的相关功能及连接方法，通讯参数的设置、调试、主要技术指标及使用注意事项。

2、编程软件GX-Works2的操作，简单程序的写入、编辑、调试、监控和模拟运行的方法。

3、了解用PLC如何进行通信的全过程。

4、熟练基本指令和RS指令的使用；

5、根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法；

6、了解台达VFD-M变频器与三相异步电动机的连接方法。

7、掌握VFD-M的相关参数设置方法。

8、掌握PLC与台达变频器通讯，控制三相交流异步电动机启动、停止、调速和正反转。

二、实验设备

三相异步电动机、传送带、主控制台、计算机、万用表、螺丝刀等电工工具及导线若干。

三、实验内容和原理：

Modbus是Modicon公司为其PLC与主机之间的通讯而发明的串行通讯协议。其物理层采用RS232、485等异步串行标准。由于其开放性而被大量的PLC及RTU厂家采用。Modbus通讯方式采用主从方式的查询－相应机制，只有主站发出查询时，从站才能给出响应，从站不能主动发送数据。主站可以向某一个从站发出查询，也可以向所有从站广播信息。从站只响应单独发给它的查询，而不响应广播消息。MODBUS通讯协议有两种传送方式:RTU方式和ASCII方式。台达变频器能够从RS-485端子使用Modbus RTU通讯协议，进行通讯运行和参数设定。

对象：

1.三菱PLC：FX3U+FX3U-485-BD 2.台达变频器：VFD-M系列。

两者之间通过电话线连接，具体参照下图。

1．台达变频器的设置

PLC与变频器之间进行通讯时，通讯规格必须在变频器中进行设定，每次参数初始化设定后，需复位变频器或通断变频器电源。

2．三菱PLC的设置 对通讯格式D8120进行设置

D8120设置值为0C89，即数据长度为8位，无校验，停止位长2位，波特率9600pbs，无标题符和终结符。

修改D8120设置后，确保通断PLC电源一次。3.通讯协议

ADR（通讯地址）

合法的通讯地址范围在 0 到 254 之间。通讯地址为 0 表示对所有交流电机驱动器进行广播，在此情况下，交流电机驱动器将不会响应任何信息给主装置。

例如：对通讯地址为 16(十进制)之交流电机驱动器进行通讯： ASCII 模式：(ADR 1, ADR 0)= ’1’,’0’ => ‘1’=31H, ‘0’=30H RTU 模式：(ADR)= 10H 功能码（Function）与数据内容（Data Characters）03H：读出寄存器内容 06H：写入一笔数据至寄存器 10H：写入多笔数据至寄存器 CHK（check sum：侦误值）ASCII 模式：

ASCII 模式采用 LRC(Longitudinal Redundancy Check)侦误值。LRC 侦误值乃是将 ADR1至最后一个数据内容加总，得到之结果以 256 为单位，超出之部分去除(例如得到之结果为十六进位之 128H 则只取 28H)，然后计算二次反补后得到之结果即为 LRC 侦误值。

例如：从地址为 01H 之交流电机驱动器的 0401H 地址读取 1 个字。

RTU 模式：

RTU 模式采用 CRC(Cyclical Redundancy Check)侦误值，CRC 侦误值以下列步骤计算：

步骤 1：加载一个内容为 FFFFH 之 16-bit 寄存器(称为 CRC 寄存器)。步骤 2：将命令信息第一个字节与 16-bit CRC 寄存器的低次字节进行 Exclusive OR 运算，并将结果存回 CRC 寄存器。

步骤 3：将 CRC 寄存器之内容向右移 1 bit，最左 bit 填入 0，检查 CRC 寄存器最低位的值。

步骤 4：若 CRC 寄存器的最低位为 0，则重复步骤 3；否则将 CRC 寄存器与 A001H 进行Exclusive OR 运算。步骤 5：重复步骤 3 及步骤 4，直到 CRC 寄存器之内容已被右移了 8 bits。此时，该字节已完成处理。

步骤 6：对命令信息下一个字节重复重复步骤 2 至步骤 5，直到所有字节皆完成处理，CRC 寄存器的最后内容即是 CRC 值。当在命令信息中传递 CRC 值时，低字节须与高字节交换顺序，亦即，低字节将先被传送。

四、实验步骤

1、画出PLC与变频器及三相异步电机的控制原理框图，绘制相应的电气接线图。

2、查看手册，完成变频器相关参数设置。

3、编制PLC控制程序梯形图。

3、PLC和变频器以通讯线连接。

4、PLC与电脑连接，传入PLC程序

5、检查各电路连接是否正确。

6、电路连接正确，进行通电试车，查看变频器电源和参数。

7、若出现故障必须断电检修，再检查，再通电，直到试车成功。

五、注意事项

1、接线时一定要仔细按照接线图连接外部接线。

2、确定所有输入PLC的信号都能正常输入后，才可以将PLC修改为“RUN”模式。

3、由于实验设备不够，要分组进行，所以第一组接好线后，后面的可以不要重新接线，只是检查线是否接对，但控制程序可以更改。

4、由于没有成套设备，要现场接线，所以每组进行时要注意用电安全。

六、实验报告要求

1、根据实验内容整理实验结果，并分析和说明其控制原理。

2、根据实验原理和要求整理本实验的设计原理图。

3、写出地址分配表和调试好的带注释的实验程序。

4、仔细观察实验现象，认真记录实验中发现的问题、错误、故障及解决方法。

5、心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。

七、思考题

本次实验中使用哪种通讯协议，有哪些注意事项，不同通信协议各有何优缺点？

参数设置

正转程序示例

第三篇：海南大学plc实验报告

电气控制及可编程序控制器技术

实验一

电机正反转控制

一、实验目的

1． 学习和掌握PLC的实际操作和使用方法 ；

2． 学习和掌握PLC控制三相异步电动机正反转的硬件电路设计方法；

3． 学习和掌握PLC控制三相异步电动机正反转的程序设计方法；

4． 学习和掌握PLC控制系统的现场接线与软硬件调试方法。

二、实验设备

主机模块，电源模板，电机正反转控制实验板，开关、按钮板，连接导线一套。

三、实验原理

三相异步电动机定子三相绕组接入三相交流电，产生旋转磁场，旋转磁场切割转子绕组产生感应电流和电磁力，在感应电流和电磁力的共同作用下，转子随着旋转磁场的旋转方向转动。因此转子的旋转方向是通过改变定子旋转磁场旋转的方向来实现的，而旋转磁场的旋转方向只需改变三相定子绕组任意两相的电源相序就可实现。

四、控制要求

1、初始状态

接触器KM1、KM2都处于断开状态，电机M1处于停止状态。

2、启动操作(1)正转控制

按下电机正转按钮SB2,KM1闭合，电机M1正转；按下按钮SB1,电机停止运行。(2)反转控制

按下电机反转按钮SB4,KM2闭合，电机M1反转；按下按钮SB1,电机停止运行。(3)正反转切换控制

当电机正转时，按下按钮SB4,KM1断电，KM2闭合,电机M1反转。

当电机反转时，按下按钮SB2,KM2断电，KM1闭合,电机M1正转。

3、停止操作

按下停止按钮SB1，电机M1无论在何种状态电机都将停止运行。

4、过载保护 当电机过载时（按下按钮FR1），电机停止运行。

五、输入输出分配

1、输入

SB1——X001（停止按钮）SB2——X002（电机M1正转按钮）SB4——X004（电机M1反转按钮）FR1——X005（热继电器保护）

2、输出

KM1——Y001（电机正转接触器）KM2——Y002（电机反转接触器）

X001Y001KM1 SB1X002Y002KM2 SB2SB3X004 X005 FRCOMCOM AC

六、实验程序 1.梯形图程序

2.指令表程序

实验二

电机星形起动三角运行

（TVT90HC-1）

一、实验目的

1．学习和掌握PLC的实际操作和使用方法 ；

2.学习和掌握PLC控制三相异步电动机星形起动三角运行的硬件电路设计方法；

3．学习和掌握PLC控制三相异步电动机星形起动三角运行的程序设计方法；

4．学习和掌握PLC控制系统的现场接线与软硬件调试方法。

二、实验设备

主机模块，电源模板，电机星形起动三角运行实验板，开关、按钮板，连接导线一套。

三、实验原理

对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，如果在启动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，就可以降低启动电流，减轻它对电网的冲击，这样的起动方式称为星三角减压启动，或简称为星三角启动（Y-Δ启动）。星三角起动法适用于正常运行时绕组为三角形联接的的电动机，电动机的三相绕组的六个出线端都要引出，并接到转换开关上。起动时，将正常运行时三角形接法的定子绕组改接为星形联接，起动结束后再换为三角形连接。

四、控制要求

1、初始状态

接触器KM3、KMY、KMΔ都处于断电状态，电机M2处于停止状态。

2、启动操作

按下启动按钮SB2，接触器KM3、KMY闭合,电机M2接成星型连接，实现降压启动，3秒钟后KMY断开、KMΔ闭合，电机接成三角型连接，投入正常运行。

3、运行过程中发生过载（按下按钮FR2）或按下停止按钮SB1时，无论电机处于何种状态都将停止运行，其它设备恢复初始状态。

五、输入输出分配

1、输入 SB1——X001（停止按钮）SB2——X002（启动按钮）FR2——X003（热继电器保护）

2、输出

KM3——Y001（电机星型连接接触器）KMY——Y002（电机角型连接接触器）KMΔ——Y003

SB1X001Y001KM3 SB2X002Y002KMY X003Y003KMFR COMCOM

AC

六、实验程序 1.梯形图程序

2.指令表程序

实验三

天塔之光（发射型闪烁）

（TVT90HC-2）

一、实验目的

1.用PLC构成灯光闪烁控制系统；

2.熟悉掌握日本三菱公司PLC的硬、软件功能和性能后，练习PLC的实用接线； 3．学习和掌握三菱PLC控制系统的现场接线与软硬件调试方法。

二、实验设备

主机模块，电源模板，天塔之光实验板，开关、按钮板，连接导线一套。

三、实验原理

本次毕业设计是应用三菱PLC天塔之光设计的硬件电路，并利用梯形图控制程序设计。通过控制定时继电器的功能来实现各彩灯按一定的规律点亮和熄灭。接通延迟定时器SD的特点（如果RLO有正跳沿，则接通延迟定时器启动指令，以设定的时间值启动指令的定时器）。这种控制电路结构简单，可靠性高，应用性强；软件程序适应范围广，对各彩灯按一定的规律点亮和熄灭的控制，只需要改变相应的定时器的时间接通即可。

四、控制要求

1、初始状态

灯塔上的各个灯均为熄灭状态。

2、启动操作

按下启动按钮SB1，L1亮，1s后灭；接着L2，L3，L4，L5亮，1s后灭；随之L6，L7，L8，L9亮，1s后灭；如此循环。

3、停止操作

按下停止按钮SB2，灯塔上的各个灯全部熄灭。

五、输入输出分配

1、输入

启动按钮--X000 停止按钮--X001

2、输出 L1--Y001 L2--Y002 L3--Y003 L4--Y004 L5--Y005 L6--Y006 L7--Y007 L8--Y010 L9--Y011

3、灯的布局

单个小绿灯为L1；黄灯从左至右为L2、L3、L4、L5；红灯从左至右为L6、L7、L8、L9。

六、实验程序 1.梯形图程序

COMSB1SB2FRX001X002X003Y001Y002Y003Y004Y005Y006Y007Y010Y011COM L1L2L3L4L5L6L7L8L9 2.指令表程序

实验四

交通灯自控与手控

（TVT90HC-3）

一、实验目的

1.用PLC构成交通灯自控与手控控制系统；

2.熟悉掌握日本三菱公司PLC的硬、软件功能和性能后，练习PLC的实用接线； 3．学习和掌握三菱PLC控制系统的现场接线与软硬件调试方法。

二、实验设备

主机模块，电源模板，交通灯自控与手控实验板，开关、按钮板，连接导线一套。

三、控制要求

1、初始状态

东西、南北两路交通灯及人行道交通灯都处于关闭状态,路面交通灯数码显示区显示00。

2、操作顺序

当按下“开始”按钮，交通灯开始工作。首先东西向绿灯亮4秒后闪2秒，然后东西向黄灯亮3秒，接着东西向红灯亮9秒，同时在数码显示区用倒计时方式显示东西向指示灯的剩余时间。与东西向交通灯对应的是南北向红灯亮9秒后，然后南北向绿灯亮4秒闪2秒，接着南北向黄灯亮3秒，在此过程中南北路交通灯无对应的数码显示。在此运行过程中人行道指示灯L1红灯亮表示禁止行人通过。

当按下人行道通行按钮“S1”，此时东西向、南北向交通灯均显示出红灯亮，表示十字路口的车辆都禁止通过。与此同时人行道红灯L1灭，绿灯L2亮表示行人可以通过此路口，时间为10秒钟，同时数码显示当前人行道的剩余时间，当时间为零后立即返回到原来的路口状况，交通灯接着正常运行。

3、停止操作

当按下“停止”按钮交通灯都停止运行。数码显示牌显示00。

四、输入输出分配

1、输入

启动——X000； 停止——X001； S1——X002（人行道通行钮）

2、输出

东西绿——Y010； 东西黄——Y011； 东西红——Y012； 南北绿——Y013； 南北黄——Y014； 南北红——Y015 L1——Y016（人行道红灯）； L2——Y017（人行道绿灯）SEG接法

A0——Y000； B0——Y001； C0——Y002； D0——Y003； A1——Y004； B1——Y005； C1——Y006； D1——Y007 启动SB1SB2停止S1人行通道X000X001X002Y000Y001Y002Y003Y004Y005Y006Y007Y010Y011Y012Y013Y014Y015Y016Y017COMCOM A0B0C0D0A1B1C1D1东西绿东西黄东西红南北绿南北黄南北红红灯绿灯

五、实验程序 1.部分梯形图程序

第四篇：PLC与变频器控制恒压供水系统设计方案

PLC与变频器控制恒压供水系统设计方案

随着变频调速技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高，变频恒压供水系统已逐渐取代原有的水塔供水系统，广泛应用于多层住宅小区生活消防供水系统。然而，由于新系统多会继续使用原有系统的部分旧设备（如水泵），在对原有供水系统进行变频改造的实践中，往往会出现一些在理论上意想不到的问题。本文介绍的变频控制恒压供水系统，是在对一个典型的水塔供水系统的技术改造实践中，根据尽量保留原有设备的原则设计的，该系统很好的解决了旧设备需要频繁检修的问题，既体现了变频控制恒压供水的技术优势，同时有效的节省了资金。

1、系统介绍

变频恒压供水系统原理，它主要是由PLC、变频器、PID调节器、TC时间控制器、压力传感器、液位传感器、动力控制线路以及3台水泵等组成。用户通过控制柜面板上的指示灯和按钮、转换开关来了解和控制系统的运行。

通过安装在出水管网上的压力传感器，把出口压力信号送入PID调节器，经运算与给定压力参数进行比较，得出一调节参数，送给变频器，由变频器控制水泵的转速，调节系统供水量，使供水系统管网中的压力保持在给定压力上；当用水量超过一台泵的供水量时，通过PLC控制器加泵。根据用水量的大小由PLC控制工作泵数量的增减及变频器对水泵的调速，实现恒压供水。当供水负载变化时，输入电

机的电压和频率也随之变化，这样就构成了以设定压力为基准的闭环控制系统。

同时系统配备的时间控制器和PID控制器，使其具有定时换泵运行功能（即钟控功能，由时间控制器实现）和双工作压力设定功能（PID控制器和时间控制器实现）。此外，系统还设有多种保护功能，尤其是硬件/软件备用水泵功能，充分保证了水泵的及时维修和系统的正常供水。、工作原理

2.1 运行方式该系统有手动和自动两种运行方式： ⑴.手动运行

按下按钮启动或停止水泵，可根据需要分别控制1#-3#泵的启停。该方式主要供检修及变频器故障时用。⑵.自动运行

合上自动开关后，1#泵电机通电，变频器输出频率从0Hz上升，同时PID调节器接收到自压力传感器的标准信号，经运算与给定压力参数进行比较，将调节参数送给变频器，如压力不够，则频率上升到50Hz，1#泵由变频切换为工频，启2#变频，变频器逐渐上升频率至给定值，加泵依次类推；如用水量减小，从先启的泵开始减，同时根据PID调节器给的调节参数使系统平稳运行。

若有电源瞬时停电的情况，则系统停机；待电源恢复正常后，系统自动恢复运行，然后按自动运行方式启动1#泵变频，直至在给定水压值上稳定运行。

变频自动功能是该系统最基本的功能，系统自动完成对多台泵软起动、停止、循环变频的全部操作过程。

3、电路图

NL1L2L3QSFU1FU2FU3U1V1W1U2V2W2U3V3W3QSKM0U1V1W19变5频器34U2V2W2KM2KM1KM3KM5PLC传感器KM4KM6FR1FR2FR3M13～M23～M33～

4、制电路图

5、原理图

6、控制流程图

7、结语

在供水系统中采用变频调速运行方式，系统可根据实际设定水压自动调节水泵电机的转速或加减泵，使供水系统管网中的压力保持在给定值，以求最大限度的节能、节水、节地、节资，并使系统处于可靠运行的状态，实现恒压供水；减泵时采用“先启先停”的切换方式，相对于“先启后停”方式，更能确保各泵使用平均以延长设备的使用寿命；同时针对所用3台电泵使用多年、需要定期进行检修的实际情况，增加了硬件/软件备用功能，有效延长了设备的使用寿命；压力闭环控制，系统用水量任何变化均能使供水管网的服务压力保持给定，大大提高了供水品质；变频器故障后仍能保障不间断供水，同时实现故障消除后自启动，具有一定的先进性。目前该系统已投入使用，效果明显。

第五篇：用三菱PLC实现PID控制变频器

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。

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-3a i/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。