基于西門子PLC與MM440變頻器的多段速控制方法應用

趙海燕 落寶龍 張雨生

【摘 要】隨著我國社會水平的提升，經(jīng)濟步伐的推進，機電技術(shù)也在這個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，并且廣泛地應用于工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計當中。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用進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

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

2 改造思路

門機可以說是水利行業(yè)的一項重要設(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，從而使電機在不同特性曲線上運行以起到在不同檔位上對重物進行起吊的目的。通過對門機起吊工作所具有的特點以及操作人員習慣，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進行一系列運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，且將第一檔作為點動檔頻率，并在此基礎(chǔ)上將其余頻率以逐級的方式進行增加。同時，5、6DIN口我們則將其設(shè)置為電機的正反轉(zhuǎn)口。

3.1.2 PCL設(shè)計

多段速控制。當控制器向第一檔操作后，PLC則會控制1、5DIN進行閉合，并傳輸出第一檔低速頻率，通過變頻器的應用將電機并行正向第一段位置處；當檔位變?yōu)檎虻诙n之后，接口2閉合，且將其它數(shù)字輸入口進行切斷，以此使電機能夠根據(jù)斜坡上升時間所具有的斜率運行并在加速之后最終穩(wěn)定處于第二檔頻率處。在這個過程中，同正向檔位所存在的一個差異就是在檔位處于反向狀態(tài)時接口6關(guān)閉且同時使MM440以反向的方式進行運行，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行具有著相同的情況。

點動控制。當控制器處于零位時，當其發(fā)出正向運行的指令之后，PLC系統(tǒng)則會將接口1以及接口5保持閉合，且此時將電機以低速一檔的速度運行。而由于其給出的閉合時間同相對較短，所以該檔位也能夠同時具有點動的功能。

故障與保護。當整個系統(tǒng)送電之后，為了避免控制器因為以手動的方式復位且不會以準確的方式處于零位、最終使整個起重機因此會出現(xiàn)不安全的動作行為，我們也在PLC中適當了添加了控制器的聯(lián)鎖功能，即當控制器處于零位時，整個電路接觸器能夠同MM440保持良好的吸合狀態(tài)。

之后，我們將MM440所具有的故障、準備完成以及電子稱相關(guān)接點同PLC輸入端保持連接，并對這部分點所具有的運行狀態(tài)進行采集。在經(jīng)過一定PLC邏輯運算之后，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。

3.2二進制編碼固定頻率控制方式

對于部分需要經(jīng)常對頻率進行變動的情況來說，我們則可以考慮在系統(tǒng)中單獨的設(shè)置正向點動。其通過2個輸入口作為點動控制口來實現(xiàn)該項功能。在此情況下，如果我們想通過數(shù)字輸入端口的應用對控制功能進行實現(xiàn)，則需要將端口更換成on系列命令，同時以二進制編碼方式的應用對多種速度控制功能進行實現(xiàn)，而這也正是該二進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)控制功能進行良好的實現(xiàn)，我們將DIN5、DIN6設(shè)置為點動口，其中DIN5=10、DIN6=11。

3.2.2 PLC設(shè)計

在本控制方式中，其主要I/O點的設(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會以點動的命令方式實現(xiàn)控制輸出。

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

點動控制。當控制器處于零位狀態(tài)時，系統(tǒng)在發(fā)出正向命令之后則會使DIN4閉合，并將便頻率處于P103頻率位置處，以此使電機能夠以較低的速度運行。

故障與保護。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。其中，直接選擇方式對于原繞線式電阻調(diào)速的控制方式進行了充分的考慮，能夠使工作人員不對原有操作習慣進行變更的情況下對控制功能進行了良好的實現(xiàn)，具有著更為穩(wěn)定、簡便以及成熟的特點。而對于二進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，對于需要經(jīng)常變動點動頻率的場合則可以通過MM440輸入端口同二進制命令的傳輸對多段速控制功能進行了實現(xiàn)，而如果此場合不需要進行過多的點動，則還能夠?qū)⑵渲械?、6端口用于其它功能的實現(xiàn)。而經(jīng)過以上對兩者之間的分析則能夠使我們認識到，如果該場合不需要進行強化點動控制，那么則可以選擇直接選擇控制方式，因為對于該種控制方式來說，其能夠?qū)㈦姍C啟動控制區(qū)同頻率給定進行良好的分隔，具有著更為可靠的控制特點。

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用的兩種控制方式進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)計需求，需要我們根據(jù)實際情況對其進行適當?shù)倪x擇。

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