【正文】 這 些 好 處 ， 在 PLC上 用 了 12個 輸 入 口 實 現(xiàn) 對 手 動 控 制 程 序 的 支 持 ，從 而 大 大 提 高 了 系 統(tǒng) 可 靠 性 。 PLC模 塊 接 線 圖 如 圖 32所 示 ， I/O分 配如 表 31所 示 。 變頻器的選擇 本 系 統(tǒng) 設(shè) 計 選 用 變 頻 器 為 森 蘭 BT12S系 列 ， 變 頻 器 的 連 接 端 子 圖 如 圖33所 示 。 輸 入 端 R， S， T通 過 主 電 路 接 至 電 源 ， 輸 出 端 U， V， W通 過 主 電路 接 至 離 心 風(fēng) 機 ， 使 用 時 絕 對 不 允 許 接 反 ， 控 制 端 子 FWD為 正 轉(zhuǎn) 啟 動 端 ，為 保 證 電 動 機 單 向 正 轉(zhuǎn) 運 行 ， 將 FWD與 公 共 端 CM相 接 。 變 頻 器 的 功 能 預(yù) 置為 ：F01=5 頻 率 由 X4， X5設(shè) 定 。F02=1 使 變 頻 器 處 于 外 部 FWD控 制 模 式 。F28=0 使 變 頻 器 的 FMA輸 出 功 能 為 頻 率 。F40=4 設(shè) 置 電 動 機 極 數(shù) 為 4極 。 FMA為 模 擬 信 號 輸 出 端 ， 可 在 FMA和 GND兩 端 之 間 跨 接 頻 率 表 ， 用 于監(jiān) 視 變 頻 器 的 運 行 頻 率 。 F69=0 選 擇 X4， X5端 子 功 能 ， 即 用 于 控 制 端 子 的 通 斷 實 現(xiàn) 變 頻 器 的升 降 速 。 X5與 公 共 端 CM接 通 時 ， 頻 率 上 升 ； X5與 公 共 端 CM斷 開 時 ， 頻 率 保 持 。 X4與 公 共 端 CM接 通 時 ， 頻 率 下 降 ； X4與 公 共 端 CM斷 開 時 ， 頻 率 保 持 。 本 系 統(tǒng) 中 使 用 S1和 S2兩 個 按 鈕 分 別 與 X4和 X5相 接 ， 按 下 按 鈕 S2使 X5與公 共 端 CM接 通 ， 控 制 頻 率 上 升 ； 松 開 按 鈕 S2， X5與 公 共 端 CM斷 開 ， 頻 率保 持 。 同 樣 ， 按 下 按 鈕 S1使 X4與 公 共 端 CM接 通 ， 控 制 頻 率 下 降 ； 松 開 按 鈕S1， X4與 公 共 端 CM斷 開 ， 頻 率 保 持 。 VRF， Y1接 至 PLC， 接 收 和 發(fā) 送 與PLC主 機 之 間 的 控 制 信 號 。變 頻 器 頻 率 參 數(shù) 設(shè) 置 為 ：（ 1） 最 高 頻 率 ： 風(fēng) 機 屬 于 平 方 轉(zhuǎn) 矩 負 載 ， 轉(zhuǎn) 矩 T與 轉(zhuǎn) 速 的 平 方 成 正 比當(dāng) 轉(zhuǎn) 速 超 過 其 額 定 轉(zhuǎn) 速 時 ， 轉(zhuǎn) 矩 將 按 平 方 規(guī) 律 增 加 ， 導(dǎo) 致 電 動 機 嚴(yán) 重 過 載 。因 此 ， 變 頻 器 的 最 高 頻 率 只 能 與 電 動 機 額 定 頻 率 相 等 。 本 系 統(tǒng) 中 最 高 輸 頻率 設(shè) 定 為 50Hz。 12圖 32 PLC控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計 流 程 圖安 徽 工 程 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 12 圖 33 PLC接 線 圖黃 煒 ： 基 于 PLC的 風(fēng) 機 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計 13 表 31 I/O分 配 表X0 系 統(tǒng) 啟 動 Y0 電 源 指 示 燈X1 系 統(tǒng) 停 止 Y1 溫 度 過 高 指 示 燈X2 變 頻 器 信 號 輸 入 Y2 接 變 頻 器 VRF端X3 溫 度 傳 感 器 1信 號 輸 入 Y4 變 頻 器 報 警X4 溫 度 傳 感 器 2信 號 輸 入 Y5 電 機 線 圈 過 熱 報 警X5 熱 電 偶 傳 感 器 信 號 輸 入 YA 1風(fēng) 機 工 頻 運 轉(zhuǎn)X6 連 接 上 位 機 YB 1風(fēng) 機 變 頻 運 轉(zhuǎn)X8 1風(fēng) 機 工 頻 選 擇 YC 備 用 系 統(tǒng)X9 1風(fēng) 機 變 頻 選 擇 YE 2風(fēng) 機 工 頻 運 轉(zhuǎn)XA 1風(fēng) 機 啟 動 YF 2風(fēng) 機 變 頻 運 轉(zhuǎn)XB 1風(fēng) 機 停 止 Y22 3風(fēng) 機 工 頻 運 轉(zhuǎn)XC 2風(fēng) 機 工 頻 選 擇 Y23 3風(fēng) 機 變 頻 運 轉(zhuǎn)XD 2風(fēng) 機 變 頻 選 擇XE 2風(fēng) 機 啟 動XF 2風(fēng) 機 停 止X20 3風(fēng) 機 工 頻 選 擇X21 3風(fēng) 機 變 頻 選 擇X22 3風(fēng) 機 啟 動X23 3風(fēng) 機 停 止（ 1） 上 限 頻 率 ： 由 于 變 頻 器 內(nèi) 部 具 有 轉(zhuǎn) 差 補 償 功 能 ， 在 50HZ的 情 況下 電 動 機 在 變 頻 運 行 時 的 實 際 轉(zhuǎn) 速 要 高 于 工 頻 運 行 時 的 轉(zhuǎn) 速 ， 從 而 增 大 了 電動 機 的 負 載 ， 因 此 實 際 預(yù) 置 的 頻 率 應(yīng) 略 低 于 額 定 頻 率 。 本 系 統(tǒng) 中 上 限 頻 率設(shè) 定 為 。（ 2） 下 限 頻 率 ： 在 風(fēng) 機 系 統(tǒng) 中 ， 轉(zhuǎn) 速 過 低 ， 會 出 現(xiàn) 電 機 的 全 揚 程 小于 基 本 揚 程 (實 際 揚 程 )， 形 成 電 機 “空 轉(zhuǎn) ”的 現(xiàn) 象 。 所 以 ， 在 多 數(shù) 情 況 下 ，下 限 頻 率 不 能 太 低 ， 可 根 據(jù) 實 際 情 況 適 當(dāng) 調(diào) 整 。 本 系 中 下 限 頻 率 設(shè) 定 為35HZ。（ 4） 啟 動 頻 率 ： 風(fēng) 機 在 啟 動 時 ， 存 在 一 定 的 阻 力 ， 在 從 0HZ開 始 啟 動的 一 段 頻 率 內(nèi) ， 實 際 上 轉(zhuǎn) 不 起 來 。 因 此 ， 應(yīng) 適 當(dāng) 預(yù) 置 啟 動 頻 率 值 ， 使 其 在 啟動 瞬 間 有 一 定 的 沖 擊 力 。 本 系 統(tǒng) 中 啟 動 頻 率 設(shè) 定 為 10HZ。安 徽 工 程 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 14 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計軟 件 設(shè) 計 可 包 括 以 下 幾 部 分 ： 初 始 化 ， 風(fēng) 機 的 啟 動 /停 止 ， 信 號 顯 示， 模 擬 量 輸 入 ， 測 量 值 與 設(shè) 定 值 的 比 較 ， 模 擬 量 輸 出 等 。 PLC程序設(shè)計 風(fēng) 機 控 制 系 統(tǒng) 可 以 實 現(xiàn) 的 主 要 功 能 有 自 動 變 頻 恒 溫 運 行 、 自 動 工 頻 運 行 、遠 程 手 動 控 制 和 現(xiàn) 場 手 動 控 制 。 全 自 動 變 頻 恒 溫 運 行 方 式 是 系 統(tǒng) 中 最 主 要 的運 行 方 式 ， 也 是 系 統(tǒng) 的 主 要 功 能 ， 是 指 利 用 PLC控 制 ， 通 過 變 頻 調(diào)速 自 動 調(diào) 節(jié) 車 間 內(nèi) 的 溫 度 ， 其 核 心 是 根 據(jù) 恒 溫 條 件 下 風(fēng) 機 系 統(tǒng) 中 電 機 運行 的 狀 態(tài) 及 轉(zhuǎn) 換 過 程 中 設(shè) 計 的 PLC控 制 程 序 ； 自 動 工 頻 運 行 是 指 在 變 頻 器 故障 狀 態(tài) 下 ， 為 維 持 溫 度 的 相 對 恒 定 ， 系 統(tǒng) 根 據(jù) 溫 度 高 低 自 動 調(diào) 節(jié) 工 頻 運 行 的電 機 臺 數(shù) ， 這 種 運 行 方 式 只 是 在 特 殊 情 況 下 的 一 種 備 用 方 案 ， 目 的 是 提 高 系統(tǒng) 可 靠 性 的 冗 余 度 ； 遠 程 手 動 控 制 是 指 在 控 制 室 ， 通 過 計 算 機 和 PLC通 信遠 程 操 控 風(fēng) 機 電 機 的 運 行 ， 是 一 種 輔 助 方 案 ； 現(xiàn) 場 手 動 控 制 運 行 是 指 通 過 現(xiàn)場 按 鈕 ， 人 工 控 制 電 機 工 頻 、 變 頻 運 行 ， 這 一 方 式 完 全 通 過 電 氣 控 制 線 路 來實 現(xiàn) ， PLC不 參 與 ， 主 要 用 于 檢 修 、 調(diào) 試 及 PLC故 障 時 的 運 行 。 PLC控 制 程序 設(shè) 計 的 主 要 任 務(wù) 是 接 收 來 自 溫 度 傳 感 器 的 信 號 ， 判 斷 當(dāng) 前 的 溫 度 狀 態(tài) ， 通過 程 序 處 理 ， 輸 出 信 號 去 控 制 變 頻 器 、 繼 電 器 、 接 觸 器 、 信 號 燈 等 電 器 的 動作 ， 進 而 調(diào) 整 風(fēng) 機 的 運 行 ， 從 而 達 到 控 制 車 間 內(nèi) 溫 度 的 目 的 。 主 電 路 端 子及 功 能 表 如 表 41所 示 , 控 制 電 路 端 子 及 功 能 表 如 表 42所 示 。 變 頻 器 接 線 圖如 圖 42所 示 。 黃 煒 ： 基 于 PLC的 風(fēng) 機 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計 15 圖 41 變 頻 器 連 接 端 子 圖， 表 41 主 電 路 端 子 及 功 能 表端 子 符 號 端 子 名 稱 功 能 說 明R， S， T 交 流 電 源 輸 入 端 子 連 接 三 相 交 流 電 源U， V， W 變 頻 器 輸 出 端 子 連 接 三 相 電 動 機P1， P+ 直 流 電 抗 器 連 接 端 子 改 善 功 率 因 數(shù) 和 抗 干 擾P+， DB 外 部 制 動 電 阻 器 連 接 端 子 連 接 外 部 制 動 電 阻P+， N 制 動 單 元 連 接 端 子 連 接 外 部 制 動 單 元PE 變 頻 器 接 地 端 子 變 頻 器 機 殼 接 地安 徽 工 程 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 16 表 42 控 制 電 路 端 子 及 功 能 表端 子 符 號 端 子 名 稱 功 能 說 明5V 電 位 器 電 源 DC穩(wěn) 壓 電 源 （ 最 大 輸 出 電 流 ：10mA）VRF 電 壓 輸 入 DC0~5V或 DC0~10V， 輸 入電 阻 10KΩIRF 電 流 輸 入 DC4~20mA輸 入 電 阻 240ΩGND 接 地 端 子 5V， VRF， IRF， 與FMA的 公 共 端FWD 正 轉(zhuǎn) 運 行 設(shè) 定 FWDCM接 通 ， 正 轉(zhuǎn) ； 斷 開 ，減 速 停 止REV 反 轉(zhuǎn) 運 行 設(shè) 定 REVCM接 通 ， 反 轉(zhuǎn) ； 斷 開 ，減 速 停 止THR 外 部 故 障 報 警 設(shè) 定 THRCM斷 開 ， 產(chǎn) 生 外 部 報警 信 號 ， 變 頻 器 立 即 關(guān) 斷 輸出RESET 復(fù) 位 RESETCM接 通 ， 變 頻 器 復(fù)位FMA 模 擬 量 輸 出 模 擬 信 號 輸 出 （ 0~20mA, 0~10V）30A， 30B， 30C 故 障 輸 出 變 頻 器 故 障 輸 出 ， 常 開30A， 30B閉 合 ， 常 閉30B， 30C斷 開X1， X2， X3 多 極 轉(zhuǎn) 速 選 擇 X1， X2， X3的 ON/OFF組 合能 選 擇 不 同 頻 率X4， X5 加 減 速 時 間 選 擇 X4， X5的 ON/OFF組 合 能 選擇 不 同 的 加 減 速 時 間CM 公 共 端 控 制 輸 入 端 及 運 行 狀 態(tài) 輸 出端 的 公 共 端圖 42 變 頻 器 接 線 圖黃 煒 ： 基 于 PLC的 風(fēng) 機 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計 17 離心風(fēng)機轉(zhuǎn)換過程分析 啟 動 自 動 變 頻 運 行 方 式 時 ， 首 先 啟 動 1風(fēng) 機 變 頻 運 行 ， 當(dāng) 溫 度 達 到 要求 時 ， 保 持 該 頻 率 ， 如 果 達 到 上 限 頻 率 溫 度 仍 達 不 到 設(shè) 定 要 求 ， 則 延 時 10s后 ， PLC給 出 控 制 信 號 ， 切 換 1風(fēng) 機 工 頻 運 行 ， 2風(fēng) 機 變 頻 運 行 。 在 2風(fēng)機變 頻 運 行 過 程 中 ， 變 頻 器 根 據(jù) 溫 度 的 變 化 通 過 PID調(diào) 節(jié) 器 調(diào) 整 1風(fēng) 機 電 動機 的 轉(zhuǎn) 速 來 控 制 風(fēng) 量 ， 使 溫 度 達 到 設(shè) 定 值 。 若 溫 度 仍 然 達 不 到 設(shè) 定 值 ， 則 由PLC給 出 控 制 信 號 ， 將 2風(fēng) 機 與 變 頻 器 斷 開 ， 轉(zhuǎn) 為 工 頻 恒 速 運 行 ， 同 時 3風(fēng) 機 變 頻 運 行 。 系 統(tǒng) 工 作 于 1風(fēng) 機 工 頻 運 行 、 2風(fēng) 機 工 頻 運 行 、 3風(fēng) 機 變頻 運 行 的 狀 態(tài) 。 若 溫 度 仍 高 于 設(shè) 定 值 ， 3臺 風(fēng) 機 同 時 工 頻 運 行 也 不 能 滿 足 要求 時 ， 將 啟 動 備 用 系 統(tǒng) ， 直 到 滿 足 溫 度 要 求 。 整 個 轉(zhuǎn) 換 過 程 中 ， 總 是 保 證 原來 工 作 于 變 頻 運 行 狀 態(tài) 的 風(fēng) 機 轉(zhuǎn) 入 工 頻 恒 速 運 行 ， 新 開 風(fēng) 機 運 行 在 變 頻 狀 態(tài) ，保 證 只 有 一 臺 風(fēng) 機 運 行 在 變 頻 狀 態(tài) 。 當(dāng) 外 界 溫 度 降 低 時 ， 變 頻 器 通 過 PID調(diào) 節(jié) 器 降 低 風(fēng) 機 電 機 轉(zhuǎn) 速 來 調(diào) 節(jié) 風(fēng)量 。 并 按 “先 起 先 停 ”的 原 則 ， 由 PLC給 出 控 制 信 號 ， 將 當(dāng) 前 最 先 工 作 在 工 頻方 式 的 風(fēng) 機 關(guān) 閉 ， 同 時 PID調(diào) 節(jié) 器 將 根 據(jù) 調(diào) 整 值 自 動 升 高 變 頻 器 輸 出 頻 率 ，加 大 風(fēng) 量 ， 維 持 溫 度 的 恒 定 。 當(dāng) 溫 度 繼 續(xù) 降 低 時 ， 系 統(tǒng) 繼 續(xù) 按 “先 起 先 ?！霸?則 逐 臺 關(guān) 閉 處 于 工 頻 運 行 的 風(fēng) 機 。 當(dāng) 系 統(tǒng) 處 于 單 臺 風(fēng) 機 變 頻 運 行 狀 態(tài) 時 ， 如 變 頻 器 輸 出 頻 率 達 到 下 限 頻