中國報(bào)告大廳網(wǎng)訊，在工業(yè)自動化飛速發(fā)展的當(dāng)下，變頻器作為電機(jī)控制與生產(chǎn)線調(diào)速的核心設(shè)備，其技術(shù)演進(jìn)備受關(guān)注。傳統(tǒng)變頻器行業(yè)開關(guān)量控制方式存在接線復(fù)雜、配線工作量大等弊端，已難以滿足高效生產(chǎn)需求。在此背景下，一種基于三菱 PLC 與變頻器的通信控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)優(yōu)化了控制流程，為工業(yè)自動化帶來新突破。
《2025-2030年全球及中國變頻器行業(yè)市場現(xiàn)狀調(diào)研及發(fā)展前景分析報(bào)告》指出，該系統(tǒng)由 1 臺 PLC、1 臺變頻器、1 臺電機(jī)、5 個按鈕開關(guān)和 1 個兩位選擇開關(guān)構(gòu)成。具體運(yùn)行邏輯為：按下按鈕開關(guān) 1，電機(jī)以 50Hz 的頻率正轉(zhuǎn);按下按鈕開關(guān) 2，電機(jī)以 25Hz 的頻率反轉(zhuǎn);按下按鈕開關(guān) 3，電機(jī)以 P.4 設(shè)定的頻率正轉(zhuǎn);按下按鈕開關(guān) 4，電機(jī)以 P.4 設(shè)定的頻率反轉(zhuǎn);按下按鈕開關(guān) 5，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)兩位選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)至左邊時，P.4 頻率自動設(shè)定為 40Hz;旋轉(zhuǎn)至右邊時，P.4 的頻率自動設(shè)定為 30Hz。這種操作模式通過按鈕與選擇開關(guān)的配合，實(shí)現(xiàn)了對變頻器驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的多樣化控制，極大地提升了操作的靈活性。
硬件系統(tǒng)采用三菱 FX3U 系列 PLC 與三菱 D720S 系列變頻器。PLC 的 IO 端口連接 5 個按鈕開關(guān)和兩位選擇開關(guān)，用于接收外部操作指令;其串口端與變頻器的 PU 口通過一根通信電纜相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸;變頻器則直接連接電機(jī)，執(zhí)行調(diào)速等控制指令。IO 輸入分配明確，按鈕開關(guān) SB1 - SB5 的輸入分別對應(yīng) X1 - X5，兩位選擇開關(guān) SA1 旋轉(zhuǎn)至左邊時輸入為 X6，旋轉(zhuǎn)至右邊時輸入為 X7。這樣的硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)，減少了大量復(fù)雜的開關(guān)量接線，僅需一根通信電纜即可完成 PLC 與變頻器之間的通信，顯著降低了配線工作量。
軟件設(shè)計(jì)涵蓋 PLC 參數(shù)設(shè)置、變頻器參數(shù)設(shè)置、變頻器狀態(tài)監(jiān)控、變頻器指定頻率運(yùn)轉(zhuǎn)、變頻器指定參數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)等多個關(guān)鍵部分。
在 Works2 軟件中創(chuàng)建 FX3U 新工程后，進(jìn)入 PLC 參數(shù)設(shè)置。通道選擇 CH1，在通信設(shè)置處勾選，協(xié)議選擇專用協(xié)議通信，數(shù)據(jù)長度設(shè)為 8bit，H/W 類型選擇 RS485，奇偶校驗(yàn)選擇偶數(shù)，停止位設(shè)為 1bit，傳送速度選擇 19200bps，傳送控制步驟選擇格式 4(有 CR，LF)。這些參數(shù)設(shè)置確保了 PLC 與變頻器之間通信的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。
在變頻器操作面板上進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。將 P.160 參數(shù)從 9999 變更為 0，用于顯示簡單模式和擴(kuò)展參數(shù);P.117 參數(shù)變更為 1，指定變頻器站號為 1;P.118、P.119、P.120、P.124 參數(shù)保持默認(rèn)值，使其與 PLC 設(shè)置一致;P.340 參數(shù)變更為 10，設(shè)置為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式。通過這些參數(shù)的精確調(diào)整，使變頻器適應(yīng)通信控制需求。
變頻器狀態(tài)監(jiān)控包括運(yùn)行狀態(tài)、P.4 參數(shù)和 P.5 參數(shù)監(jiān)控。利用 IVCK 指令監(jiān)控變頻器運(yùn)行狀態(tài)，PLC 將相關(guān)狀態(tài)信息寫入 M100 - M107 地址，如 M100 代表運(yùn)行中，M101 代表正轉(zhuǎn)中。通過 IVRD 指令分別監(jiān)控 P.4 和 P.5 參數(shù)，并將參數(shù)值寫入 D100 和 D200 地址，方便在觸摸屏上顯示，實(shí)現(xiàn)對變頻器運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時掌握。
變頻器指定頻率運(yùn)轉(zhuǎn)分為以 P.5 頻率正轉(zhuǎn)、以 P.6 頻率反轉(zhuǎn)和停止三種狀態(tài)。當(dāng)按下按鈕開關(guān) SB1 時，PLC 通過 IVWR 指令將 50Hz 的值寫入 P.5 參數(shù)，再通過 IVDR 指令使變頻器以 P.5 頻率 50Hz 正轉(zhuǎn);按下按鈕開關(guān) SB2 時，類似操作使變頻器以 P.6 頻率 25Hz 反轉(zhuǎn);按下按鈕開關(guān) SB5 時，通過 IVDR 指令將 K0 寫入變頻器，使其停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
變頻器指定參數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)涉及 P.4 參數(shù)分配、以 P.4 頻率正轉(zhuǎn)、以 P.4 頻率反轉(zhuǎn)和停止。兩位選擇開關(guān) SA1 旋轉(zhuǎn)時，PLC 根據(jù)輸入信號 X6 或 X7 將 40Hz 或 30Hz 的值寫入 P.4 參數(shù)。按下按鈕開關(guān) SB3 或 SB4 時，在相應(yīng)條件下，變頻器以 P.4 設(shè)定頻率正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn);按下 SB5 時，變頻器停止。
經(jīng)過實(shí)際測試，該三菱 PLC 與變頻器通信控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。與傳統(tǒng)變頻器行業(yè)開關(guān)量控制方式相比，指令控制方式減少了大量配線作業(yè)，降低了施工人員的工作量，同時使維護(hù)保養(yǎng)更加便捷，顯著提高了調(diào)試人員的工作效率。這一系統(tǒng)作為基礎(chǔ)的變頻器指令控制方案，未來可進(jìn)一步拓展。例如，在硬件上增加觸摸屏，實(shí)現(xiàn)變頻器參數(shù)的便捷設(shè)定與運(yùn)行狀態(tài)的直觀顯示，從而構(gòu)建更為復(fù)雜、智能的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，推動變頻器在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用邁向新高度。
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