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变频调速器控制分析论文
变频调速器控制分析论文 [摘要]本文介绍了一种PLC与变频调速器构成的多分支通讯网络，阐明了 该网络控制调速系统与一般模拟量控制调速系统相比的优越性，给出了系统框图 及PLC程序。[关键词]PLC变频调速器多电机控制网络通讯协议 一、引言 以变频调速器为调速控制器的同步控制系统、比例控制系统和同速系统等 已广泛应用于冶金、机械、纺织、化工等行业。以比例控制系统为例，一般的系 统构成如图1所示。
工作时操作人员通过控制机（可为PLC或工业PC）设定比例运行参数，然 后控制机通过D/A转换模件发出控制变频调速器的速度指令使各个变频调速器 带动电机按一定的速度比例运转。此方案对电机数目不多，电机分布比较集中的 应用系统较合适。但对于大规模生产自动线，一方面电机数目较多，另一方面电 机分布距离较远。采用此控制方案时由于速度指令信号在长距离传输中的衰减和 外界的干扰，使整个系统的工作稳定性和可靠性降低；
同时大量D/A转换模件使 系统成本增加。为此我们提出了PLC与变频调速器构成多分支通讯控制网络。该 系统成本较低、信号传输距离远、抗干扰能力强，尤其适合远距离，多电机控制。
二、系统硬件构成 系统硬件结构如图2所示，主要由下列组件构成；
1、FX0N―24MR为PLC基本单元，执行系统及用户软件，是系统的核心。
2、FX0N―485ADP为FX0N系统PLC的通讯适配器，该模块的主要作用是 在计算机―PLC通讯系统中作为子站接受计算机发给PLC的信息或在多PLC构成 n:n网络时作为网络适配器，一般只作为规定协议的收信单元使用。本文作者在 分析其结构的基础上，将其作为通讯主站使用，完成变频调速器控制信号的发送。
3、FR―CU03为FR―A044系列比例调速器的计算机连接单元，符合 RS―422/RS―485通讯规范，用于实现计算机与多台变频调速器的连网。通过该 单元能够在网络上实现变频调速器的运行控制（如启动、停止、运行频率设定）、参数设定和状态监控等功能，是变频器的网络接口。
4、FR―A044变频调查器，实现电机调速。
在1:n（本文中为1:3）多分支通讯网络中，每个变频器为一个子站，每个 子站均有一个站号，事先由参数设定单元设定。工作过程中，PLC通过 FX0N―485ADP发有关命令信息后，各个子站均收到该信息，然后每个子站判断 该信息的站号地址是否与本站站号一致。若一致则处理该信息并返回应答信息；
若不一致则放弃该信息的处理，这样就保证了在网络上同时只有一个子站与主站 交换信息。
三、软件设计 1、通讯协议 FR―CU03规定计算机与变频器的通讯过程如图3所示， 该过程最多分5个阶段。、计算机发出通讯请求；
、变频器处理等待；
、 变频器作出应答；
、计算机处理等待；
、计算机作出应答。根据不同的通讯要求 完成相应的过程，如写变频器启停控制命令时完成~三个过程；
监视变频器运行 频率时完成~五个过程。不论是写数据还是读数据，均有计算机发出请求，变频 器只是被动接受请求并作出应答。每个阶段的数据格式均有差别。图4分别为写 变频器控制命令和变频器运行频率的数据格式。
2、PLC编程 要实现对变频器的控制，必须对PLC进行编程，通过程序实现PLC与变频 器信息交换的控制。PLC程序应完成FX0N―485ADP通讯适配器的初始化、控制 命令字的组合、代码转换及变频器应答信息的处理等工作。PLC梯形图程序（部 分程序）如图5所示。
程序中通讯发送缓冲区为D127~D149；
接受缓冲区为D150~D160。电机1 启动、停止分别由X0的上升、下降沿控制；
电机2启动、停止分别由X1的上升、 下降沿控制；
电机3启动、停止分别由X2的上升、下降沿控制。程序由系统起始 脉冲M8002初始化FX0N―485ADP的通讯协议；
然后进行启动、停止信号的处理。
以电机1启动为例，X0的上升沿M50吸合，变频器1的站号送入D130，运行命令 字送入D135，ENQ、写运行命令的控制字和等待时间等由编程器事先写入D131、D132、D133；
接着求校验和并送入D136、D137；
最后置M8122允许RS指令发送 控制信息到。变频器受到信号后立刻返回应答信息，此信息FX0N―485ADP收到 后置M8132，PLC根据情况作出相应处理后结束程序。
四、结语 1、实际使用表明，该方案能够实现PLC通过网络对变频调速器的运行控 制、参数设定和运行状态监控。
2、该系统最多可控制变频调速器32台，最大距离500m。
3、控制多台变频器，成本明显低于D/A控制方式。
4、随着变频器的增加，通讯延迟加大，系统响应速度低于D/A控制方式。
