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1、 电气开关) ( 2 0 1 4 N o 1 ) 6 7 文章编号：1 0 0 4 2 8 9 X ( 2 0 1 4 ) 0 1 0 0 6 7 0 3 基于S 7 2 0 0 与M M 4 4 0 变频器联机的多段速控制 王宗刚1 ，程航2 ，张志成1 ( 1 河西学院物理与机电工程学院，甘肃张掖7 3 4 0 0 0 ；2 兰州工业学院电气工程系，甘肃 兰 州7 3 0 0 5 0 ) 摘要：针对现代工业现场中电动机多段速控制的问题，提出了基于西门子s 7 2 0 0 P L C 与M M 4 4 0 变频器联机 多段速控制，利用变频器的基本功能，设计了用P L C 与变频器对电动机进行
2、多段速控制的电路。这种控制方法 简化了电路接线，并且实现了低成本控制，具有广泛的推广意义。 关键词：P L C ；变频器；多段速控制 中图分类号：T P 2 9文献标识码：B M u l t i s t a g eS p e e dC o n t r o lB a s e do nS 7 - 2 0 0a n dM M 4 4 0I n v e r t e rO n - L i n e W A N GZ o n g - g a n g ，C H E N GH a n g ，Z H A N GZ h i c h e n g ( 1 C o l l e g eo fP h y s i c sa n
3、 dE l e c t r o m e c h a n i c a lE n g i n e e r i n g ，H e x iU n i v e r s i t y ，Z h a n g y e7 3 4 0 0 0 ，C h i n a ；2 E l e c t r i c a lE n g i n e e r i n gD e p ，L a n z h o uI n d u s t r yC o l l e g e ，L a n z h o u7 3 0 0 5 0 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：A c c o r d i n gt os p e e dc
4、 o n t r o lm o t o rm o r es e c t i o n si nm o d e mi n d u s t r i Mf i e l d ，i sp r o p o s e di nt h i sp a p e r ，b a s e do n S i e m e n s $ 7 - 2 0 0P L Ca n dM M 4 4 0i n v e r t e ro n l i n em u l t i s t a g es p e e dc o n t r o l ，t h eb a s i cf u n c t i o no ft h eu s eo ff r e q
5、 u e n c yc o n - v e r t e r ，d e s i g n e dw i t hP L Ca n df r e q u e n c yc o n v e r t e rf o rm o t o rs p e e dc o n t r o lc i r c u i t T h i sc o n t r o lm e t h o ds i m p l i f i e st h ec i r - c u i tc o n n e c t i o n ，a n dr e a l i z et h el o wc o s tc o n t r o l ，h a se x t e
6、 n s i v ep r o m o t i o no fs i g n i f i c a n c e K e yw o r d s ：P L C ；f r e q u e n c yc o n v e n e r ；m u l t i s t a g es p e e dc o n t r o l 1 引言 由于现代工业现场生产上的需要，对自动化控制 技术的要求也越来越高，很多生产设备在不同的阶段 需要电机在不同的转速和转向下运行。现代工业生产 中利用了P L C 实现逻辑控制，变频器通过变频进而控 制电动机转速和转向。本文采用S 7 2 0 0 P L C 与 M M 4 4 0 变频
7、器的联机实现对电动机的多段速控制。 由于西门子变频器内部具有若干自由功能块、固定频 率设定功能及B I C O 功能，具有强大的可编辑性，所以 应用西门子M M 4 4 0 变频器的B I C O 功能把输入和输 出功能联系在一起，实现多段速控制。从而使整个控 制系统接线简单、设备简化和投资减少O 2 系统的硬件设计 本设计采用P L C 控制来实现一对触点与多个控 制端之间的转换，本文选用s 7 2 2 6 型P L C 。变频器 采用M M 4 4 0 型。 图1变频器多段速控制原理图 如图1 所示，下面以三段速加以说明。程序执行 万方数据 ( 2 0 1 4 N o 1 ) 时，按下起动
8、按钮S B l 后，输入继电器1 0 1 得电，输出 继电器Q o 3 和Q 0 4 置位，同时定时器r 1 3 7 得电计 时。Q o 6 输出，变频器M M 4 4 0 的数字输入端E lD I N 6 为“O N ”，Q o 5 输出，数字输入端口D I N 5 为“O F F ”状 态，得到频率指令，电动机以P 1 0 0 1 参数设置的固定频 率1 ( 1 5 H z ) 正向运转；乃7 正转定时到1 8 s ，位常开触 点闭合，使输出继电器Q O 6 复位，同时定时器T 3 8 得 电计时。Q o 5 输出，数字输入端E lD I N 5 为“O N ”状 态，变频器M M 4 4
9、 0 的数字输人端口D I N 5 仍为“O N ”， 得到运转信号，同时得到频率指令，电动机以P 1 0 0 2 参 数设置的固定频率2 ( 一3 0 H z ) 反向运转，1 3 8 反转定 时2 0 s ， I 3 8 位常开触点闭合，输出继电器Q o 6 再次置 位输出，变频器M M 4 4 0 的数字输入端口D I N 5 和D I N 6 均为“O N ”状态，电动机以P 1 0 0 3 参数设置的固定频率 3 ( 5 0 H z ) 正向运转；按下停止按钮S B 3 时，P L C 输入继 电器I o 3 得电，其常开触点闭合使输出继电器Q o 1 、 Q 0 2 复位，此时变频
10、器M M 4 4 0 的数字输入端口 D I N l 、D I N 2 均为“O F F ”状态，电动机停止运转。其他 常用的七段速和其他的多段速，在此就不在赘述。 3 M M 4 4 0 变频器频率设定及选定 止用；操作麻烦，频率设置有局限。若用3 个数字输入 端来选择多个频率，是利用这3 个数字输入端的不同 组合，来激活多个固定频率，它们的总和作为最终的选 择频率。这时，不仅需要同时按下多个按钮，而且要求 选择的频率是可以叠加出来的，频率的设置有局限性。 因此，用西门子变频器实现多段速控制，最好的方法是 采用二进制编码选择+ O N 命令。 西门子M M 4 4 0 变频器有6 个数字输人
11、端口 D I N l D I N 6 ，即端口5 、6 、7 、8 、1 6 、1 7 ，用P 0 7 0 1 - P 0 7 0 6 的值来实现多段速频率控制。在多频段控制中，电动 机的转速方向是有P 1 0 0 1 一P 1 0 1 5 参数所设置的频率正 负决定的。M M 4 4 0 变频器有6 个数字输入端口D I N l D I N 6 作为电动机运行、停止、多频段控制由用户任意 定义。一旦确定了某一数字输入端口的控制功能，其 内部的设置值必须与端口的控制功能相对应。假设用 D I N 3 一D I N 6 四个端口来选择1 6 段频率其组合形式如 表1 所示。 每一个二进制编码与参
12、数P 1 0 0 1 P 1 0 1 5 一一对 应，通过激活不同的二进制编码来选定不同的固定频 率。每个频率由P 1 0 0 1 一P 1 0 1 5 参数设置，理论上可以 实现1 6 段频率，但实际上最多可实现1 5 段频率控制。 3 1 M M 4 4 0 变频器频率设定因为最后一种组合表示四个端口都是断开的。 在西门子变频器中，用P 1 0 0 1 P 1 0 1 5 定义频率设 3 2 M M 4 4 0 变频器参数设置 定值。每一个都有3 种选择固定频率的操作方法：直首先恢复变频器的工厂默认值。设定P O O l 0 = 3 0 接选择、直接选择+ O N 命令、二进制编码选择+
13、O N和P 0 7 0 1 = 1 ，按下P 键，开始复位，复位时间大概 命令。采用直接选择方式或直接选择+ O N 实现七段 3 m i n ，这样保证了变频器的参数恢复到工厂默认值了。 速控制，存在以下问题：输入端不够用。西门子变频器其次设置电动机参数。电动机参数设置完成后，设置 有8 个数字输人端，首先需要用7 个数字输入端来激P 0 0 1 0 = 0 ，变频器当前处于准备状态，可正常运行。最 活7 个频率，另还需2 个数字输入端分别作为起动、停后设置多段固定频率控制参数，如表2 所示。 表1运行固定频率对应表 D I N 3D I N 4D I N 5D I N 6 运行频率D I
14、N 3 D I N 4D I N 5D I N 6 运行频率 P 1 0 0 l P 1 0 0 2 P 1 0 0 3 P 1 0 0 4 P 1 0 0 5 P 1 0 0 6 P l 0 0 7 P 1 0 0 8 P 1 0 0 9 P 1 0 1 0 P 1 0 1 1 P 1 0 1 2 P 1 0 1 3 P 1 0 1 4 P l O l 5 万方数据 ( 2 0 1 4 N o 1 )6 9 4 变频器多段速控制的B I c O 设计 B 1 c o 的值进行设置。 西门子M M 4 4 0 变频器的B I C O 功能是一种很灵 活的把输入和输出功能联系在一起的设置方法。即
15、二 进制、量值互联连接技术。也是西门子变频器特有的 功能。B I 就是二进制互联输入，即参数可以选择和定 义输入的二进制信号。B O 就是二进制互联输出，即参 数可以选择输出的二进制功能，或作为用户定义的二 进制。B I 参数可以与B O 参数相连接，只要将B O 参 数值添写到B I 参数中即可。c I 就是内部互联输入， 即参数可以选择和定义输入量的信号源。C O 就是内 部互联输出，即参数可以选择输出量的功能，或作为用 户定义的信号输出。在变频器内部，利用B I C O 功能 互联连接输人和输出量及闭环控制的参量，可以使变 频器满足不同的应用要求。其电路具有以下特点：任 何挡位均能实现连
16、续运行。能够实现高低速灵活转 换。实现高速停车。在变频器参数设置中，可以根据 变频器逻辑电路中的各个自由功能块及二进制互联 5 结束语 本设计将S 7 2 0 0 P L C 和M M 4 4 0 变频器联机以 实现多段速控制，这种控制方法简化了电路接线，并且 实现了低成本控制，固定频率的设定值可根据实际需 要灵活设置，控制效果好，同时优化了系统，并提高了 系统的可靠性，具有广泛的推广意义。 参考文献 1 叶晓燕，等变频器多段速控制的实现 J 机床电器，2 0 1 1 5 2 张燕宾变频器应用教程 M 北京：机械Y - t k 出版社，2 0 0 7 3 动态分离器M M 4 4 0 变频器说
17、明书 z P D F 2 0 1 2 0 3 4 李方圆变频器控制技术 M 电子工业出版社，2 0 1 0 5 西门子( 中国) 有限公司深入浅出西门子s 7 2 0 0 Z 北京航空 航天大学出版社，2 0 0 7 收稿日期：2 0 1 3 1 0 2 9 作者筒介：主宗( 1 9 7 9 一) 。男甘肃张掖人电气工程硕士讲师研究方向为嵌 入式系统开发、计算机控材、过程控翻等方面的研究和应用。 万方数据 基于S7-200与MM440变频器联机的多段速控制基于S7-200与MM440变频器联机的多段速控制 作者：王宗刚， 程航， 张志成， WANG Zong-gang， CHENG Hang， ZHANG Zhi-cheng 作者单位：王宗刚,张志成,WANG Zong-gang,ZHANG Zhi-cheng(河西学院物理与机电工程学院,甘肃 张掖,734000)， 程航,CHENG Hang(兰州工业学院电气工程系,甘肃 兰州,730050) 刊名： 电气开关 英文刊名：Electric Switcher 年，卷(期)：2014,52(1) 本文链接：