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台达变频器内置PLC功能应用原理

中达电通股份有限公司
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台达变频器内置PLC功能应用原理 
中达电通公司变频器产品处                   刘元刚 


摘    要:本文讨论变频器的划时代产品——PLC嵌入型变频器。通过介绍台达VFD-E 
系列变频器,展示变频器前沿技术发展。 
关 键 词:变频器内置PLC  嵌入  集成 
1 引言 
    在绝大多数变频器调速工程应用领域,都需要外围辅助机电联控系统实现变频器的自动 
化运行。外围机电联控系统随着调速对象的不同要求千变万化,有时可以是相当的复杂,例 
如最常见的机电一体化运动系统,所以工程上变频器经常与PLC集成联控运行。 
台达VFD-E(图1)系列变频器在内部集成嵌入可编程控制器。VFD-E为机电一体化等 
复杂调速系统开创精简型整体解决方案时代。 



2 VFD-E变频器内置PLC简介 
•PLC逐行扫描标准运行方式。 
•丰富的编程语言:指令语句;梯形图;SFC。 
•丰富的指令语句:45个指令种类,包括28个基本指令,17个应用指令。 
•350步长程序容量。 
•uS级基本指令的处理速度。 
•结束再生的输入/输出控制方式(当执行END指令时输入输出有立即刷新指令)。 
•8点基本I/O配置:6个输入点(X),2个输出点(Y)。 
•I/O模块扩展功能:通过I/O卡可以配置9个输入点,4个输出点。 
•通用辅助继电器M:160点。(M0-M159,特殊用继电器共32点M1000-M1031) 
•定时器:16只。T0~T15(100ms)。 
•计数器:8个16位(C0~C7);1个32(C235)。 
•通用内部寄存器D:30点(D0~D29) 
•特殊寄存器D:45点。(D1000~D1044)。主要作为存放系统状态、错误信息、监控。 
•通过RS485编程。 
3 VFD-E变频器的PLC程序执行方式 

PLC程序的上传和下载通过PLC2编程页面执行。首先按MODE键到“PLC0”页面,然后按上 键切换到“PLC2”,接着按下“ENTER”,成功会显示“END”,然后会跳回“PLC2”.在没有下载程序到变频器里面之前,如果出现警告可以不理会。注意在上传和下 载程序前变频器是在停止状态下。 
执行VFD-E变频器内部PLC程序有三种方式: 
第一种方式:在PLC1编程页面下,自动执行PLC程序; 
第二种方式:在PLC2编程页面下,经过WPL由通讯监控PLC程序运行(执行/停止); 
第三种方式:端子运行方式。当为外部多功能输入端子(MI3-MI9)设定为“RUN/STOP PLC(99)”后,端子接点导通(close)时,在PLC页面会显示PLC1,执行PLC程序。端子接点断路(open)时PLC页面会显示PLC0,停止PLC程序。 

4 内置PLC的特殊功能装置配置说明 

限于篇幅,本文中只是把常用的特殊继电器和寄存器等说明一下,详细的可以见到中达电通股份有限公司的网站上下载VFD-E系列的说明书。 
4.1特殊继电器说明 
M1000 运转监视常开接点(a接点)。RUN中常时On,a接点。RUN的状态下,此接点On 
M1001运转监视常闭接点(b接点)。RUN中常时Off,b接点。RUN的状态下,此接点Off 
M1005变频器故障指示 
M1006输出频率为零 
M1007变频器运转方向FWD(0)/REV(1) 
M1025变频器RUN(ON)/STOP(OFF) 
M1026变频器运转方向FWD(OFF)/REV(ON) 
M1028高速计数功能开启(ON)/关闭(OFF) 
4.2特殊寄存器功能说明 
D1025高速计数器现在值(低位) 
D1025高速计数器现在值(高位) 
4.3变频器特殊指令 
1 DHSCS高速计数功能说明: 
      DHSCS    S1  S2  S3(S1:比较值 ; S2:高速计数器编号;S3:比较结果。) 
•高速脉冲计数功能需要借助PG卡来实现外部脉冲输入。 
•由设置DHSCS指令所需要的目标值,并且把M1028(特殊功能继电器,功能是变频器高速计数功能开启ON/OFF)打开,将自动进行计数。如果要清除计数器的数值,需要将M1029(特殊功能继电器,功能是清除高速计数值)设置为ON。 
•高速计数器有3种运动控制模式,可以通过特殊寄存器D1044来设定。 
第一种模式是“A-B   相脉冲”的模式。使用可以通过输入A相和B相的脉冲来做计数器的输入, 需要和GND连接。 
第二种模式是“脉冲+符号”的模式。使用者可以利用脉冲的输入以及通过符号来做上数或着下数。定义A相来做脉冲,B相来做符号, 需要和GND短接。 
第三种模式是“脉冲+标志位”模式。在计数方式中,可以通过标志位M1030来判断上数或下数,所以使用者知需要连接A相就可以了, 需要和GND短接。 
2    FPID变频器PID控制。 
        FPID  S1    S2   S3  S4 
        其中: S1:PID参考目标的输入端子选择(0~4); 
S2:PID比例增益P(0~100); 
S3:PID积分时间I(0~10000); 
S4:PID微分时间D(0~10000)。 
3  FREQ变频器运转控制。 
FREQ   S1  S2  S3 
其中:S1:设定频率;S2:加速时间;S3:减速时间。 
例如:FREQ   K5000  K200  K100 
则:设定目标频率为50HZ,加速时间是20S,减速时间是10S 
4  RPR变频器参数读取。 
RPR    S1  S2 
其中:S1:参数字地址;S2:把读取的参数保存到S2中。 
5  WPR变频器参数写入。 
WPR    S1  S2 
其中:S2为参数的地址, 把参数数值S1写到参数S2中。 
5 VFD-E变频器内置PLC程序运行举例 
5.1变频器转速程控源程序案例 


5.2变频器转速程控案例运行结果 


6 VFD-E变频器的功能特色 
6.1内建的PLC功能 
内建的PLC功能可以取代小型的单片机控制器、计数器以及定时器等,从而大幅度降低了系统成本。非常适用功能简单、价格敏感的机械加工行业。 
6.2多样化现场总线通讯模块 
多样化现场总线通讯模块非常适合系统整合应用、立体停车设备、以及远程监控的应用。 
6.3紧凑灵活安装 
VFD-E采用了欧式设计,既可以并排安装又可以加挂导轨背板,加上其小巧型可以大幅度缩小了安装空间。 
6.4直流母线并联供电 
VFD-E可以做直流母线并联供电,有效的相互吸收回馈能量,分散刹车电阻负担。并且多台使用同一个刹车模块,大大的降低了系统成本。 
6.5国际标准EMC电磁兼容 
滤波器内建(230V 1phase and 460V 3phase)符合CE/UL标准,完全符合中国出口的市场需要。 
6.6 选购配件 
方便灵活的各种选购配件,例如I/O卡,A/D,D/A模块,数字操作器,PG卡,通讯模块等,用户都可以根据系统的需要来合理的配置,让系统达到最佳的性价比。 


6 结束语 
VFD-E系列PLC嵌入型变频器为台达变频器机种系列的最新产品,在产品功能、性能与控制技术上都保留了现有产品的优点。PLC嵌入型变频器将大大的提高了产品的性价比。VFD-E系列有利于开拓全新市场和补充现有市场。VFD-E系列变频器的应用领域将十分广泛,包括食品加工、风扇水泵、造纸纺织机械、机床/金属加工机械、输送机与搬运机械及木工机械等。 
PLC嵌入型变频器是变频器技术进步的划时代产品,具有非常广阔的应用前景。 




参考文献 
《VFD-E变频器说明书》中达电通股份有限公司 


 
 
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