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  • PLC,编码器,变频器实现同步控制的一种方法简介:变频器与可编程序控制器通过RS485通信连接控制电机速度;可编程序控制器根据编码器测出的现场速度改变变频器频率;触摸屏设定工作参数
  • 基于同步控制策略,利用PLC和变频设计了面向多稳车电机系统的同步控制系统,探讨了系统的实现方案及其程序控制流程。该同步控制系统对于进一步提高多稳车电机同步控制系统的实际应用水平具有很好的指导借鉴意义。
  • PLC实现变频调速电机控制

    千次阅读 2007-09-29 22:57:00
    一、引言 以变频调速器为调速控制器同步控制系统、比例控制系统和同速系统等已广泛应用于冶金、机械、纺织、化工等行业。以比例控制系统为例,一般的系统构成如图1所示。图1 工作时操作人员通过控制机(可为PLC...
     一、引言
       
        以变频调速器为调速控制器的同步控制系统、比例控制系统和同速系统等已广泛应用于冶金、机械、纺织、化工等行业。以比例控制系统为例,一般的系统构成如图1所示。


    图1

        工作时操作人员通过控制机(可为PLC或工业PC)设定比例运行参数,然后控制机通过D/A转换模件发出控制变频调速器的速度指令使各个变频调速器带动电机按一定的速度比例运转。此方案对电机数目不多,电机分布比较集中的应用系统较合适。但对于大规模生产自动线,一方面电机数目较多,另一方面电机分布距离较远。采用此控制方案时由于速度指令信号在长距离传输中的衰减和外界的干扰,使整个系统的工作稳定性和可靠性降低;同时大量D/A转换模件使系统成本增加。为此我们提出了PLC与变频调速器构成多分支通讯控制网络。该系统成本较低、信号传输距离远、抗干扰能力强,尤其适合远距离,多电机控制。 

        二、系统硬件构成


    图2

        系统硬件结构如图2所示,主要由下列组件构成:
       
        1、FX0N—24MR为PLC基本单元,执行系统及用户软件,是系统的核心。
       
        2、FX0N—485ADP为FX0N系统PLC的通讯适配器,该模块的主要作用是在计算机—PLC通讯系统中作为子站接受计算机发给PLC的信息或在多PLC构成n:n网络时作为网络适配器,一般只作为规定协议的收信单元使用。本文作者在分析其结构的基础上,将其作为通讯主站使用,完成变频调速器控制信号的发送。
       
        3、FR—CU03为FR—A044系列比例调速器的计算机连接单元,符合RS—422/RS—485通讯规范,用于实现计算机与多台变频调速器的连网。通过该单元能够在网络上实现变频调速器的运行控制(如启动、停止、运行频率设定)、参数设定和状态监控等功能,是变频器的网络接口。
       
        4、FR—A044变频调查器,实现电机调速。

        在1:n(本文中为1:3)多分支通讯网络中,每个变频器为一个子站,每个子站均有一个站号,事先由参数设定单元设定。工作过程中,PLC通过FX0N—485ADP发有关命令信息后,各个子站均收到该信息,然后每个子站判断该信息的站号地址是否与本站站号一致。若一致则处理该信息并返回应答信息;若不一致则放弃该信息的处理,这样就保证了在网络上同时只有一个子站与主站交换信息。

        三、软件设计
       
        1、通讯协议
       
        FR—CU03规定计算机与变频器的通讯过程如图3所示。


    图3

        该过程最多分5个阶段。1、计算机发出通讯请求;2、变频器处理等待;3、变频器作出应答;4、计算机处理等待;5、计算机作出应答。根据不同的通讯要求完成相应的过程,如写变频器启停控制命令时完成?~?三个过程;监视变频器运行频率时完成?~?五个过程。不论是写数据还是读数据,均有计算机发出请求,变频器只是被动接受请求并作出应答。每个阶段的数据格式均有差别。图4分别为写变频器控制命令和变频器运行频率的数据格式。


    图4

        2、PLC编程
       
        要实现对变频器的控制,必须对PLC进行编程,通过程序实现PLC与变频器信息交换的控制。PLC程序应完成FX0N—485ADP通讯适配器的初始化、控制命令字的组合、代码转换及变频器应答信息的处理等工作。PLC梯形图程序(部分程序)如图5所示。


    图5

        程序中通讯发送缓冲区为D127~D149;接受缓冲区为D150~D160。电机1启动、停止分别由X0的上升、下降沿控制;电机2启动、停止分别由X1的上升、下降沿控制;电机3启动、停止分别由X2的上升、下降沿控制。程序由系统起始脉冲M8002初始化FX0N—485ADP的通讯协议;然后进行启动、停止信号的处理。以电机1启动为例,X0的上升沿M50吸合,变频器1的站号送入D130,运行命令字送入D135,ENQ、写运行命令的控制字和等待时间等由编程器事先写入D131、D132、D133;接着求校验和并送入D136、D137;最后置M8122允许RS指令发送控制信息到。变频器受到信号后立刻返回应答信息,此信息FX0N—485ADP收到后置M8132,PLC根据情况作出相应处理后结束程序。
     
        四、结语
       
        1. 实际使用表明,该方案能够实现PLC通过网络对变频调速器的运行控制、参数设定和运行状态监控。
       
        2. 该系统最多可控制变频调速器32台,最大距离500m。
       
        3. 控制多台变频器,成本明显低于D/A控制方式。
       
        4. 随着变频器的增加,通讯延迟加大,系统响应速度低于D/A控制方式。

     
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  • 任务某设备上有一套伺服驱动系统,伺服驱动的型号为MR-J2S,伺服电动机的型号为HF-KE13W1-S100,是三相交流同步伺服电动机,要求:压下按钮SB1时,伺服电动机带动系统X方向移动,碰到SQ1停止,压下按钮SB3时,伺服...
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    任务

    某设备上有一套伺服驱动系统,伺服驱动器的型号为MR-J2S,伺服电动机的型号为HF-KE13W1-S100,是三相交流同步伺服电动机,要求:压下按钮SB1时,伺服电动机带动系统X方向移动,碰到SQ1停止,压下按钮SB3时,伺服电动机带动系统X负方向移动,碰到SQ2时停止,X方向靠近接近开关SQ2时停止,当压下SB2和SB4,伺服系统停机。

    所需主要软硬件配置

    ① 1套GX DEVELOPER V8.86;

    ② 1台伺服电动机,型号为HF-KE13W1-S100;

    ③ 1台伺服驱动器的型号为MR-J2S;

    ④ 1台FX2N-32MT PLC。

    所需编程——指令高速脉冲输出指令

    高速脉冲输出功能即在PLC的指定输出点上实现脉冲输出和脉宽调制功能。FX系列PLC配有两个高速输出点(从FX3U开始有3个高速输出点)。脉冲输出指令(PLSY/DPLSY)的PLS指令格式见下表。

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    脉冲输出指令(PLSY/DPLSY)按照给定的脉冲个数和周期输出一串方波(占空比50%,如下图1-1所示)。该指令可用于指定频率、产生定量脉冲输出场合,实例如图1-2所示,[S1·]用于指定频率,范围是2~20kHz;[S2·]用于指定产生脉冲的数量,16位指令(PLSY)的指定范围是1~32767,32位指令(DPLSY)的指定范围是1~2147483647,[D·]用于指定输出的Y的地址,仅限于晶体管输出的Y000和Y001(对于FX2N及以前的产品)。当X1闭 合时,Y000发出高速脉冲,当X1断开时,Y000停止输出。输出脉冲存储在D8137和 D8136中。

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    图1-1 脉冲串输出

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    图1-2 PLSY的使用示例

    所需设备接线

    伺服系统选用的是三菱MR系列,伺服电动机和伺服驱动器的连线比较简单,伺服电动机后面的编码器与伺服驱动器的连线是由三菱公司提供专用电缆,伺服驱动器端的接口是CN2,这根电缆一般不会接错。伺服电动机上的电源线对应连接到伺服驱动器上的接线端子上,接线图如图1-3所示。

    本伺服驱动器的供电电源可以是三相交流230V,也可以是单相交流230V,本例采用单相交流230V供电,伺服驱动器的供电接线端子排是CNP1。PLC的高速输出点与伺服的PP端子连接,PLC的输出和伺服驱动器的输入都是NPN型,因此是匹配的。PLC的COM1必须和伺服驱动器的SG连接,达到共地的目的。

    需要指出的是若不使用中间继电器KA1、KA2、KA3,也是可行的,可直接将PLC的Y2、Y3、Y4与伺服驱动器的3、4、5接线端子相连。

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    图1-3 硬件接线图

    所需参数设定——伺服驱动器

    用PLC的高速输出点控制伺服电动机,除了接线比用PLC的高速输出点控制步进电动机复杂外,后者不需要设置参数(细分的设置除外),而要伺服系统正常运行,必须对伺服系统进行必要的参数设置。参数设置如下:

    ① P0=0000,含义是位置控制,不进行再生制动;

    ② P3=100,含义是齿轮比的分子;

    ③ P4=1,含义是齿轮比的分母;

    ④ P41=0,含义是伺服ON、正行程限位和反行程限位都通过外部信号输入。

    虽然伺服驱动器的参数很多,但对于简单的应用,只需要调整以上几个参数就足够了。

    【关键点】

    1、连线时,务必注意PLC与伺服驱动器必须共地,否则不能形成回路;此外,三菱的伺服驱动器只能接受NPN信号,因此在选择PLC时,要注意选用NPN输出的PLC。

    2、为伺服电机设置完成以上参数后,不要忘记保存参数,伺服驱动器断电后,以上设置才起作用。

    此外,有的初学者编写程序时输入的脉冲数较少,而且齿轮比P3/P4又很小,发现系统运行后,伺服电动机并未转动,从而不知所措,其实伺服电动机已经旋转,只不过肉眼没有发现其转动,只要把输入的脉冲数增加到足够大,将齿轮比调大一些,就能发现伺服电动机旋转。

    所需程序

    如下图:

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    使用codesys进行电机控制,总站设置中“同步偏移”使用了默认的20%,结果反馈速度出现异常波动,修改至50%后,反馈正常。
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    查找问题时使用驱动器软件单独采集了总线控制下驱动器的数据,发现其位置指令中存在异常波动,确定是主站问题。
    在这里插入图片描述
    codesys说明中对“同步偏移”参数的描述:
    这个值允许在 EtherCAT 从站的 PLC 循环周期内修正同步中断的偏移。通常情况下 plc 的任务周期比从站同步中断晚启动 20% 。这意味着 plc 任务会滞后循环周期的 80% 并且没有数据丢失。ps:这里每太看懂,希望有明白的大神赐教
    针对不同硬件应该设置不同的该参数。

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    联想工业PC开不了机维修放心选择:

    1.诊断屏幕问题

    如果电源正常工作,则需要进一步排除故障。首先,断开所有不必要的外部显示设备(如投影仪和显示器)的连接,以确保它们不会干扰工控机的启动过程。如果电源按钮点亮,并且您可以听到风扇或噪音,但是没有显示图像,请关掉灯,以查看是否有图像显示得很暗。如果指示灯熄灭后图像非常模糊,则说明屏幕的逆变器发生了故障,您需要更换它。或者,您的亮度按钮可能坏了。如果工控机启动但没有图像,则LCD面板可能坏了。修复损坏的屏幕并非不可能,您可以在此处阅读有关如何解决此问题的文章。

    在机床行业,如友嘉集团通过整合在欧美、日本、大陆、所拥有的20家机床生产制造企业、13个品牌的营销道路以及产品的层次结构,结合人才、研发、设备三大主轴,达到企业间技术研发联网、服务网络联通及讯信资源共享,形成地区、企业间的产品各具特色并互补的整体优势,以适应不同行业,不同客户的需求。再如,MAG的目标是要建立一个以技术为专长的世界的机床设备供应商,打造出一个产业链完整、工厂遍布世界主要地区的全球领先的制造业集团。为此,2005年收购CincinnatiMachine,LambTechnicon和蒂森克虏伯集团的机床部门。2006年,收购Ex-Cell-O゜,在2007年又完成对Boehringer、+FMS+的收购。

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    2.检查硬件

    诊断电源问题的先是检查硬件。如果您**近安装了诸如新的RAM套件之类的硬件,则可能是引导问题的原因。删除并重新安装新硬件,然后尝试再次启动。不幸的是,有时工控机中的硬件(例如硬盘驱动器)会发生故障,并且无法轻松修复。如果听到咔嗒声或驱动器旋转但随后关闭电源,则表明硬盘驱动器出现故障[7]。在大多数情况下,这意味着您只需要更换硬盘驱动器即可。在这种情况下,拥有一个外部硬盘驱动器很聪明,因此您可以备份可能需要的任何文件。

    能同时安装4把刀具,可按需要选用。尾座的功用是用后支承轴类工件,或用以安装孔加工刀具。有些车床还在溜板箱上装有电动机,刀架作纵横向快速移动用。此外,普通车床还有一些变型,如:①马鞍车床:床身在卡盘下有一段可装卸的导轨(形如马鞍),卸下后可扩大工件回转直径。②精密车床:结构与普通车床相同,但具有较高的加工精度。③无丝杠车床:没有丝杠,不能加工螺纹,主轴转速范围较小,但转速较高,并且大部分加大了功率,故生产效率较高。④卡盘车床:没有尾座,床身较短,适用于成批生产中加工盘、套类工件。数控机床维修的故障检修:在数控机床中,大部分的故障都有资料可查,但也有一些故障,提供的报警信息较含糊甚至根本无报警。

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    因此从提高加工质量加工效率,节约能源等方面考虑,将变频调速技术应用于磨床,可以收到满意效果。机械加工行业所加工产品种类繁多,工件大小尺寸不同,要求加工精度各异。相对要求砂轮转速于主轴线速度不同,单纯调整主轴转速来满足工件加工线速度很难调整到理想状态。又由于轴杆类加工过程所产生应力弯曲,磨削过程会产生砂轮进给力矩不同,这样就带来砂轮输出转速/力矩不同变化,相应会产生振刀纹/烧糊纹等,磨削精度很难保证,由此造成生产效率低,精品率低等。随着电力电子技术发展,变频调速技术越来越普及,机械加工行业变频器应用收到很好效果。其中,以变频器无级调速,软启动,恒转矩输出极大满足了机械加工设备对恒速度/恒转矩要求。

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    联想工业PC开不了机维修放心选择如果您发现工控机无法打开,请不要惊慌。您很可能可以解决电源问题。即使是一个更复杂的问题,仍然存在预算友好的方法来测试和评估该问题。而且,如果没有任何效果,那么新的工控机可能是解决技术难题的答案。slrdkjnwce

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