基于西門子PLC與MM440變頻器的多段速控制方法應(yīng)用

趙海燕 落寶龍 張雨生

【摘 要】隨著我國社會(huì)水平的提升，經(jīng)濟(jì)步伐的推進(jìn)，機(jī)電技術(shù)也在這個(gè)過程中得到了較大程度的發(fā)展。直接選擇固定頻率控制方式與二進(jìn)制編碼固定頻率控制方式是主要的多段速控制方式，并且廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中。在本文中，將就基于西門子PLC與MM440變頻器的多段速控制方法應(yīng)用進(jìn)行一定的分析與探討。

【關(guān)鍵詞】西門子PLC MM440變頻器 多段速控制方法

1 引言

某城市水利門機(jī)工程，其負(fù)責(zé)著液壓門啟閉機(jī)檢修、井口鋼蓋板起吊以及電站檢修門的啟閉功能。在運(yùn)行20余年之后，目前設(shè)備老化較為嚴(yán)重，存在著較多的缺陷與故障，需要對其進(jìn)行一定的改造。

2 改造思路

門機(jī)可以說是水利行業(yè)的一項(xiàng)重要設(shè)備，其在日常工作中主要是以工作人員人工目測的方式進(jìn)行操作，并通過控制器的操作起到分級切除電阻的作用，從而使電機(jī)在不同特性曲線上運(yùn)行以起到在不同檔位上對重物進(jìn)行起吊的目的。通過對門機(jī)起吊工作所具有的特點(diǎn)以及操作人員習(xí)慣，本系統(tǒng)以分檔調(diào)速的方式，并在主令控制器發(fā)令、由PLC進(jìn)行一系列運(yùn)算之后將其輸出到控制變頻器輸入口，以此起到良好的調(diào)速效果。

3 多段速控制方式

3.1直接選擇固定頻率控制方式

在本方式中，對于頻率的控制思路就是將變頻器的數(shù)字輸入口設(shè)置為頻率選擇口，且將2個(gè)數(shù)字接口作為正反向控制口。

3.1.1 MM440參數(shù)設(shè)置

在MM440數(shù)字輸入口的1至4DIN中，我們將其設(shè)置為固定頻率端口，且將第一檔作為點(diǎn)動(dòng)檔頻率，并在此基礎(chǔ)上將其余頻率以逐級的方式進(jìn)行增加。同時(shí)，5、6DIN口我們則將其設(shè)置為電機(jī)的正反轉(zhuǎn)口。

3.1.2 PCL設(shè)計(jì)

多段速控制。當(dāng)控制器向第一檔操作后，PLC則會(huì)控制1、5DIN進(jìn)行閉合，并傳輸出第一檔低速頻率，通過變頻器的應(yīng)用將電機(jī)并行正向第一段位置處；當(dāng)檔位變?yōu)檎虻诙n之后，接口2閉合，且將其它數(shù)字輸入口進(jìn)行切斷，以此使電機(jī)能夠根據(jù)斜坡上升時(shí)間所具有的斜率運(yùn)行并在加速之后最終穩(wěn)定處于第二檔頻率處。在這個(gè)過程中，同正向檔位所存在的一個(gè)差異就是在檔位處于反向狀態(tài)時(shí)接口6關(guān)閉且同時(shí)使MM440以反向的方式進(jìn)行運(yùn)行，且在此過程中PLC所具有的頻率控制接口同其以正向方式運(yùn)行具有著相同的情況。

點(diǎn)動(dòng)控制。當(dāng)控制器處于零位時(shí)，當(dāng)其發(fā)出正向運(yùn)行的指令之后，PLC系統(tǒng)則會(huì)將接口1以及接口5保持閉合，且此時(shí)將電機(jī)以低速一檔的速度運(yùn)行。而由于其給出的閉合時(shí)間同相對較短，所以該檔位也能夠同時(shí)具有點(diǎn)動(dòng)的功能。

故障與保護(hù)。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)送電之后，為了避免控制器因?yàn)橐允謩?dòng)的方式復(fù)位且不會(huì)以準(zhǔn)確的方式處于零位、最終使整個(gè)起重機(jī)因此會(huì)出現(xiàn)不安全的動(dòng)作行為，我們也在PLC中適當(dāng)了添加了控制器的聯(lián)鎖功能，即當(dāng)控制器處于零位時(shí)，整個(gè)電路接觸器能夠同MM440保持良好的吸合狀態(tài)。

之后，我們將MM440所具有的故障、準(zhǔn)備完成以及電子稱相關(guān)接點(diǎn)同PLC輸入端保持連接，并對這部分點(diǎn)所具有的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行采集。在經(jīng)過一定PLC邏輯運(yùn)算之后，其則能夠在極限或者異常狀態(tài)下對MM440具有良好的控制效果。

3.2二進(jìn)制編碼固定頻率控制方式

對于部分需要經(jīng)常對頻率進(jìn)行變動(dòng)的情況來說，我們則可以考慮在系統(tǒng)中單獨(dú)的設(shè)置正向點(diǎn)動(dòng)。其通過2個(gè)輸入口作為點(diǎn)動(dòng)控制口來實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)功能。在此情況下，如果我們想通過數(shù)字輸入端口的應(yīng)用對控制功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，則需要將端口更換成on系列命令，同時(shí)以二進(jìn)制編碼方式的應(yīng)用對多種速度控制功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，而這也正是該二進(jìn)制編碼控制方式的意義。

3.2.1 MM440參數(shù)設(shè)置

為了能夠?qū)ο到y(tǒng)控制功能進(jìn)行良好的實(shí)現(xiàn)，我們將DIN5、DIN6設(shè)置為點(diǎn)動(dòng)口，其中DIN5=10、DIN6=11。

3.2.2 PLC設(shè)計(jì)

在本控制方式中，其主要I/O點(diǎn)的設(shè)置情況同上述我們提到過的直接選擇式控制方法沒有存在很大的差別，兩者之間所存在的主要差距則為Q1會(huì)以點(diǎn)動(dòng)的命令方式實(shí)現(xiàn)控制輸出。

多段速控制。在主控制器向正向檔位移動(dòng)之后，PLC則會(huì)使DIN1保持閉合狀態(tài)，并同時(shí)發(fā)出二進(jìn)制編碼。之后，變頻器則能夠通過電機(jī)的啟動(dòng)將電機(jī)以正向運(yùn)行，并將其保持同一檔頻率所具有的速度上，此時(shí)系統(tǒng)的其它檔位則具有著基本相同的輸出情況。而當(dāng)系統(tǒng)對控制器使反向控制時(shí)，則會(huì)使DIN1閉合，同時(shí)發(fā)出二進(jìn)制編碼。此時(shí)，變頻器則能夠通過對電機(jī)的控制將其以反向方式運(yùn)行，并最終處于反向頻率速度位置上。

點(diǎn)動(dòng)控制。當(dāng)控制器處于零位狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)在發(fā)出正向命令之后則會(huì)使DIN4閉合，并將便頻率處于P103頻率位置處，以此使電機(jī)能夠以較低的速度運(yùn)行。

故障與保護(hù)。在本方式的該環(huán)節(jié)中，其主要控制方式同之前我們描述的直接選擇控制方式的思路整體相同，在此不再贅述。

3.3兩種方式分析

在上文中我們所描述的兩種控制方式中，其都具有著各自的特點(diǎn)。其中，直接選擇方式對于原繞線式電阻調(diào)速的控制方式進(jìn)行了充分的考慮，能夠使工作人員不對原有操作習(xí)慣進(jìn)行變更的情況下對控制功能進(jìn)行了良好的實(shí)現(xiàn)，具有著更為穩(wěn)定、簡便以及成熟的特點(diǎn)。而對于二進(jìn)制編碼控制方式來說，其同直接選擇式相比則具有著更為靈活的控制特點(diǎn)，對于需要經(jīng)常變動(dòng)點(diǎn)動(dòng)頻率的場合則可以通過MM440輸入端口同二進(jìn)制命令的傳輸對多段速控制功能進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，而如果此場合不需要進(jìn)行過多的點(diǎn)動(dòng)，則還能夠?qū)⑵渲械?、6端口用于其它功能的實(shí)現(xiàn)。而經(jīng)過以上對兩者之間的分析則能夠使我們認(rèn)識(shí)到，如果該場合不需要進(jìn)行強(qiáng)化點(diǎn)動(dòng)控制，那么則可以選擇直接選擇控制方式，因?yàn)閷τ谠摲N控制方式來說，其能夠?qū)㈦姍C(jī)啟動(dòng)控制區(qū)同頻率給定進(jìn)行良好的分隔，具有著更為可靠的控制特點(diǎn)。

4 結(jié)語

在上文中，我們對基于西門子PLC與MM440變頻器的多段速控制方法應(yīng)用的兩種控制方式進(jìn)行了一定的研究與分析，兩種方式都能夠較好的滿足我們系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求，需要我們根據(jù)實(shí)際情況對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。

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