S7-1200 PLC模拟量控制变频器,新手工程师都应该看看!

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一、任务目标


该任务是关于西门子1200PLC模拟量应用案例。西门子S7-1200PLC的模拟量功能可以控制电动阀、变频器等外部设备，也可以采集传感器的温度、压力、液位、流量等。本任务主要使用的是模拟量控制台达变频器从而控制电机的转速。


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二、任务描述


某设备厂，需要对设备进行散热。采用变频器调速控制电机，需要有手动、自动模式切换，如图1所示


1、手动时，可以测试电机的正反转、停止等

2、自动时根据设备（外部传感器）的温度值控制变频器的频率（当传感器测量温度值小于30℃时，变频器20HZ运行；30-40℃时30HZ运行；大于40℃时50HZ运行）

图1：风机变频控制画面


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三、相关知识



1、在本案例中使用的是台达变频器VFD-M型号。在使用PLC对台达变频器进行控制时，需要设置相关参数。在本案例中需要使用的是端子启动变频器，模拟量控制变频器的频率。PLC与变频器的接线图，如图2所示；变频器的参数设置如图3所示。

图2：PLC与变频器的接线图

图3：变频器的参数设置


参数设置：频率源P00=02;命令源P01=01;停车方式P02=00;
最大可操作频率 P03=50.0
最大输出频率P36=50.0;最小输出频率P37=0.0;M0、M1端子功能P38=00
最小频率对应的电流值P131=0.0;最大频率对应的电流值P132=20.0


2、标准化与缩放指令


1）标准化指令(NORM_X）用于标准化通过参数MIN和MAX指定的范围内的参数VALUE，把其标定为0%~100%范围。OUT=（VALUE-MIN）/(MAX-MIN),其中0.0<=OUT<=1.0。指令示意如图4

图4：标准化指令


2）缩放指令(SCALE_X）用于按参数MIN和MAX所指定的数据类型和值范围对标准化的实参数VALUE进行标定，OUT=VALUE*（MAX-MIN）+MIN,其中，0.0<=VALUE<=1.0。指令示意如图5

图5：缩放指令




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四、任务实施


本任务的实施步骤主要分为PLC接线、IO地址分配以及程序设计思路：



1、PLC接线如图6

图6：PLC接线图



2、IO地址分配

输入地址	说明	输出地址	说明
IW64	频率反馈	Q0.0	正转
IW66	温度	Q0.1	反转
		QW64	频率控制

3、程序设计思路







本任务中是使用PLC模拟量控制变频器，再结合触摸屏设置频率的控制和反馈显示。但是控制变频器分为手动和自动模式，在手动模式下可以直接给定频率，在自动情况下可以根据温度控制频率。使用1个寄存器MW100存储当前设定的模式，当寄存器的值为1时为手动；当寄存器的值为2时为自动模式。在自动的时候使用比较指令判断当前应该给定的频率值。但是在实际的控制系统中，传感器测量的温度值可能会有波动，可以利用定时器延时的方式避免温度波动导致给定频率不断跳变的情况。



4、程序设计

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