臺達變頻器內(nèi)置PLC功能應(yīng)用原理

摘 要：本文討論變頻器的劃時代產(chǎn)品——PLC嵌入型變頻器。通過介紹臺達VFD-E系列變頻器，展示變頻器前沿技術(shù)發(fā)展。
關(guān) 鍵 詞：變頻器內(nèi)置PLC 嵌入 集成
1 引言
在絕大多數(shù)變頻器調(diào)速工程應(yīng)用領(lǐng)域，都需要外圍輔助機電聯(lián)控系統(tǒng)實現(xiàn)變頻器的自動化運行。外圍機電聯(lián)控系統(tǒng)隨著調(diào)速對象的不同要求千變?nèi)f化，有時可以是相當?shù)膹?fù)雜，例如最常見的機電一體化運動系統(tǒng)，所以工程上變頻器經(jīng)常與PLC集成聯(lián)控運行。
臺達VFD-E（圖1）系列變頻器在內(nèi)部集成嵌入可編程控制器。VFD-E為機電一體化等復(fù)雜調(diào)速系統(tǒng)開創(chuàng)精簡型整體解決方案時代。

圖1 臺達VFD-E系列變頻器
2 VFD-E變頻器內(nèi)置PLC簡介
•PLC逐行掃描標準運行方式。
•豐富的編程語言：指令語句；梯形圖；SFC。
•豐富的指令語句：45個指令種類，包括28個基本指令，17個應(yīng)用指令。
•350步長程序容量。
•uS級基本指令的處理速度。
•結(jié)束再生的輸入/輸出控制方式（當執(zhí)行END指令時輸入輸出有立即刷新指令）。
•8點基本I/O配置：6個輸入點（X）,2個輸出點（Y）。
•I/O模塊擴展功能：通過I/O卡可以配置9個輸入點，4個輸出點。
•通用輔助繼電器M：160點。（M0-M159,特殊用繼電器共32點M1000-M1031）
•定時器：16只。T0～T15（100ms）。
•計數(shù)器：8個16位（C0～C7）；1個32（C235）。
•通用內(nèi)部寄存器D：30點（D0～D29）
•特殊寄存器D：45點。（D1000~D1044）。主要作為存放系統(tǒng)狀態(tài)、錯誤信息、監(jiān)控。
•通過RS485編程。
3 VFD-E變頻器的PLC程序執(zhí)行方式
PLC程序的上傳和下載通過PLC2編程頁面執(zhí)行。首先按MODE鍵到“PLC0”頁面，然后按上 鍵切換到“PLC2”，接著按下“ENTER”,成功會顯示“END”,然后會跳回“PLC2”.在沒有下載程序到變頻器里面之前，如果出現(xiàn)警告可以不理會。注意在上傳和下 載程序前變頻器是在停止狀態(tài)下。
執(zhí)行VFD-E變頻器內(nèi)部PLC程序有三種方式：
第一種方式：在PLC1編程頁面下，自動執(zhí)行PLC程序；
第二種方式：在PLC2編程頁面下，經(jīng)過WPL由通訊監(jiān)控PLC程序運行（執(zhí)行/停止）；
第三種方式：端子運行方式。當為外部多功能輸入端子（MI3-MI9）設(shè)定為“RUN/STOP PLC(99)”后，端子接點導(dǎo)通(close)時，在PLC頁面會顯示PLC1,執(zhí)行PLC程序。端子接點斷路（open）時PLC頁面會顯示PLC0,停止PLC程序。
4 內(nèi)置PLC的特殊功能裝置配置說明
限于篇幅，本文中只是把常用的特殊繼電器和寄存器等說明一下，詳細的可以見到中達電通股份有限公司的網(wǎng)站上下載VFD-E系列的說明書。
4.1特殊繼電器說明
M1000 運轉(zhuǎn)監(jiān)視常開接點（a接點）。RUN中常時On，a接點。RUN的狀態(tài)下，此接點On
M1001運轉(zhuǎn)監(jiān)視常閉接點（b接點）。RUN中常時Off，b接點。RUN的狀態(tài)下，此接點Off
M1005變頻器故障指示
M1006輸出頻率為零
M1007變頻器運轉(zhuǎn)方向FWD(0)/REV(1)
M1025變頻器RUN(ON)/STOP(OFF)
M1026變頻器運轉(zhuǎn)方向FWD(OFF)/REV(ON)
M1028高速計數(shù)功能開啟(ON)/關(guān)閉(OFF)
4.2特殊寄存器功能說明
D1025高速計數(shù)器現(xiàn)在值(低位)
D1025高速計數(shù)器現(xiàn)在值(高位)
4.3變頻器特殊指令
1 DHSCS高速計數(shù)功能說明：
DHSCS S1 S2 S3（S1:比較值 ； S2:高速計數(shù)器編號；S3:比較結(jié)果。）
•高速脈沖計數(shù)功能需要借助PG卡來實現(xiàn)外部脈沖輸入。
•由設(shè)置DHSCS指令所需要的目標值，并且把M1028(特殊功能繼電器，功能是變頻器高速計數(shù)功能開啟ON/OFF)打開，將自動進行計數(shù)。如果要清除計數(shù) 器的數(shù)值，需要將M1029(特殊功能繼電器，功能是清除高速計數(shù)值)設(shè)置為ON。
•高速計數(shù)器有3種運動控制模式，可以通過特殊寄存器D1044來設(shè)定。
第一種模式是“A-B 相脈沖”的模式。使用可以通過輸入A相和B相的脈沖來做計數(shù)器的輸入， 需要和GND連接。
第二種模式是“脈沖＋符號”的模式。使用者可以利用脈沖的輸入以及通過符號來做上數(shù)或著下數(shù)。定義A相來做脈沖，B相來做符號， 需要和GND短接。
第三種模式是“脈沖＋標志位”模式。在計數(shù)方式中，可以通過標志位M1030來判斷上數(shù)或下數(shù)，所以使用者知需要連接A相就可以了， 需要和GND短接。
2 FPID變頻器PID控制。
FPID S1 S2 S3 S4
其中： S1:PID參考目標的輸入端子選擇（0～4）；
S2:PID比例增益P(0~100)；
S3:PID積分時間I（0～10000）；
S4:PID微分時間D（0～10000）。
3 FREQ變頻器運轉(zhuǎn)控制。
FREQ S1 S2 S3
其中：S1:設(shè)定頻率；S2:加速時間；S3:減速時間。
例如：FREQ K5000 K200 K100
則：設(shè)定目標頻率為50HZ,加速時間是20S,減速時間是10S
4 RPR變頻器參數(shù)讀取。
RPR S1 S2
其中：S1:參數(shù)字地址；S2：把讀取的參數(shù)保存到S2中。
5 WPR變頻器參數(shù)寫入。
WPR S1 S2
其中：S2為參數(shù)的地址, 把參數(shù)數(shù)值S1寫到參數(shù)S2中。
5 VFD-E變頻器內(nèi)置PLC程序運行舉例
5.1變頻器轉(zhuǎn)速程控源程序案例

5.2變頻器轉(zhuǎn)速程控案例運行結(jié)果

6 VFD-E變頻器的功能特色
6.1內(nèi)建的PLC功能
內(nèi)建的PLC功能可以取代小型的單片機控制器、計數(shù)器以及定時器等，從而大幅度降低了系統(tǒng)成本。非常適用功能簡單、價格敏感的機械加工行業(yè)。
6.2多樣化現(xiàn)場總線通訊模塊
多樣化現(xiàn)場總線通訊模塊非常適合系統(tǒng)整合應(yīng)用、立體停車設(shè)備、以及遠程監(jiān)控的應(yīng)用。
6.3緊湊靈活安裝
VFD-E采用了歐式設(shè)計，既可以并排安裝又可以加掛導(dǎo)軌背板，加上其小巧型可以大幅度縮小了安裝空間。
6.4直流母線并聯(lián)供電
VFD-E可以做直流母線并聯(lián)供電，有效的相互吸收回饋能量，分散剎車電阻負擔。并且多臺使用同一個剎車模塊，大大的降低了系統(tǒng)成本。
6.5國際標準EMC電磁兼容
濾波器內(nèi)建（230V 1phase and 460V 3phase）符合CE/UL標準，完全符合中國出口的市場需要。
6.6 選購配件
方便靈活的各種選購配件，例如I/O卡，A/D,D/A模塊，數(shù)字操作器，PG卡，通訊模塊等，用戶都可以根據(jù)系統(tǒng)的需要來合理的配置，讓系統(tǒng)達到最佳的性價比。

6 結(jié)束語
VFD-E系列PLC嵌入型變頻器為臺達變頻器機種系列的最新產(chǎn)品，在產(chǎn)品功能、性能與控制技術(shù)上都保留了現(xiàn)有產(chǎn)品的優(yōu)點。PLC嵌入型變頻器將大大的提高了產(chǎn)品的性價比。VFD-E系列有利于開拓全新市場和補充現(xiàn)有市場。VFD-E系列變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹謴V泛，包括食品加工、風(fēng)扇水泵、造紙紡織機械、機床/金屬加工機械、輸送機與搬運機械及木工機械等。
PLC嵌入型變頻器是變頻器技術(shù)進步的劃時代產(chǎn)品，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。