（已结帖）工控PLC擂台第29期－－PLC加模拟量模块控制变频器 点击：9592 | 回复：50
设计一个实际工程中用过的PLC加模拟量模块控制变频器的案例，需要把PLC型号、相应的变频器型号、各种参数及情况、控制系统实现的功能等说明清楚，贴出程序并加以说明。
PLC及与变频器的设备类型不限。
工控PLC擂台每周一期，本期下周结贴。奖项设置：一等奖1名：50MP，二等奖5名：10MP，三等奖10名：30积分。
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简要说一下西门子MM440变频器使用模拟量控制频率问题：
我们工控常用的模拟量信号是4－20mA电流信号，如果用此信号作为变频器的信号给定，
首先，确定变频器频率给定是电压信号给定还是电流信号给定，在西门子MM4系列变频器上都有一个DIP拨码开关设置为ON位置（DIP拨码开关设置为OFF时默认的是电压信号给定，DIP拨码开关设置为ON时默认的是电流信号给定）。
其次，MM440默认的信号是0－20mA电流信号对应0－50Hz，为了使0－20mA对应0－50Hz频率，还需对变频器参数进行修改(常规参数设置略)：
P0756=2 ;(模数转换输入ADC类型，单极性电流输入0－20mA)
P0757=4 ;(标定ADC的x1值，即y1频率对应的电流值，此时设置4mA对应频率0Hz)
P0758=0 ;(标定ADC的y1值，即x1电流对应的频率值)
P0759=20 ;(标定ADC的x2值，即y2频率对应的电流值，此时设置20mA对应频率50Hz)
P0760=100% ;(标定ADC的y2值，即x2电流对应的频率值，此时设置基准频率50Hz,100%即满基准频率)
用西门子S7-300，用标准模块FC105进行模数转换（FC105是siemens的标准块,位置在Step7的库（Libraries）->Standard Libraries ->TI-S7 converting Blocks -> FC105可以直接调用），STL语言编程如下：
模拟量4-20ma，对应0-50Hz
CALL "FC105"
IN := MD200 //你的频率设置地址，可以组态成HMI 的I/O数据域
HI_LIM :=5.000000e+001 //上限对应50Hz
LO_LIM :=0.000000e+000 //下限对应0Hz
BIPOLAR:=FALSE //这个为false,
RET_VAL:=MW300 //返回值,主要看有没有错误
OUT :=PIW256 //你转换后的输出值频率值
安川CP-316H与G7变频器实现模拟量速度控制
cp-316h是安川公司生产的一种小型plc系统控制器，其本机i/o有8点数字型输入，4个数字型输出，2个模拟型输入，2个模拟型输出和一个脉冲输入，通信接口215和216及rs-232串口，从而实现i/o本地控制、plc主从站通信、变频器通信、变频器模拟量控制等功能。2个模拟型输出即有2个通道，输出范围一、-10v至10v(-31206至＋31205)，二、0至10v(0至＋31205)。通道0和通道1的范围可以(cp-717工程管理器中)改变。输出误差最大±1%。通过cp-316的上述功能特点，来说明如何用plc输出模拟量进行控制来实现g7变频器的速度调节。
1、硬件接线、软件及变频器的设定
利用cp-316h 本机i/o cn5口输入/输出连接器 14接线端子和15接线端子为模拟量输出。14接线端子模拟量输出+0，15接线端子模拟量输出-0接地。变频器g7本机a3接线端子和ac接线端子为模拟量输入。将cp-316h模拟量输出14和15接线端分别和g7变频器的i/o口a3和ac连接(图)。
plc和g7变频器的硬件接线
完成硬件电路连接后，我们要对其进行软件配置，打开cp-717工程管理器，建立组文件夹→定单文件夹→plc文件夹，在plc文件夹中选择机型cp-316h，并命名plc名。打开进入cp-316hcpu1的定义文件夹，选中打开模块构成(图)。对cp-316h而言这些输入输出的地址都是默认的，不需要做任何的更改。
图 cp-316h的模块构成
我们只需要对输出模拟量的状态进行变更。在基本i/o内打开子画面，选中模拟量输出a1的下拉菜单选项内把原来的-10—+10变更为0—+10，并指定由寄存器ow0001输出0到10v(图)。
图基本i/o内的子画面
cp-717工程管理器设置终了后，还必须对g7变频器进行参数的设定，如不进行变频器参数的情况下，是无法正常运行。具体参数设置如附表。
附表 g7变频器部分参数的设定
2、plc程序的应用编写
在程序编写时，要充分考虑到设备工艺的要求，也就是说那一段工艺区需要那一种速度。下面我们来讨论一下速度是如何通过plc输出模拟量来调节的。我们在cp-717工程管理器中的机型cp-316h的plc项目里建立dwg h高速画面程序文件，首先编写速度设定数据传送程序(图)。
图 速度控制数值传送
在图4中是一段速度控制值的传送程序，也就是把预先设定好的速度值#w常数表放到dw寄存器内，在程序中把速度设定为10种，即10%-100%的速度(按最高输出频率50hz计算的话，即5hz=10%……50hz=100%)。#w0000-#w0009的数值指向dw0000-dw0009。#w0000-#w0009寄存器的数值可在常数表中设置(图)。
图#w常数表中的速度设定
由于把速度细分为10种，所以要在每个的#w0000-#w0009寄存器中设置不同的数值，但通过上述得知，plc模拟量输出的范围我们已经设置为0至10v，但由于plc的数值范围是0至＋31205，也就是说当plc输出数值为0时，模拟量电压为0v，输出数值+31205时，模拟量输出为10v。10%速度时输出约1v，#w0000设定3120；20%速度时输出约2v，#w0001设定6240；30%速度时输出约3v，#w0002设定9360；40%速度时输出约4v，#w0003设定12480；50%速度时输出约5v，#w0004设定15600；60%速度时输出约6v，#w0005设定18720；70%速度时输出约7v，#w0006设定21840；80%速度时输出约8v，#w0007设定24960；90%速度时输出约9v，#w0008设定280280；100%速度时输出约10v，#w0009设定31200。ow0001输出寄存器在模块配置中已经设置完成(即cp-316h 14接线端子和15接线端子的输出)，我们只需要设计模拟量的输出程序(图)。
图 模拟量输出程序
程序(图)初始状态下，由于sb0004是系统寄存器常时on，把0000传送给dw0010寄存器，再由dw0010寄存器的送给ow0001输出寄存器，所以ow0001的数值为0，无输出电压，变频器无输出。当mb006000接通为on后，会覆盖ow0001的原有数据0000变成dw0010的数据，这是把dw0000寄存器内3120传送给dw0010得到的，ow0001输出为1v(cp-316h14和15接线端有电压输出)，变频器接受到10%(5hz)的速度，开始输出去驱动马达。mb006000-mb006009轮流接通都有一个dw0000-dw0009寄存器中的数据通过dw0010传送给ow0001，产生不同的速度给定，最大速度值使用limit指令限制。值得注意的是即使sb0004和mb006000同时为接通on的情况下，数值大的会自动覆盖数值小的，就变成mb006000为on的3120。要是mb006001为on，也一样覆盖了3120，变成了6240(20%(10hz)速度)。当sb0004、mb006000、mb006001同时on，ow0001的输出数值也会自动的取决最大的即6240。所以说，不管每段的数值怎么样(或全部为on)，最终还是取决数值最大的哪个。在程序设计中使用sb0004一直保持接通是为了防止当mb006000或其它mb006001-mb006009给定数值断开后写入一个0000数值，ow0001寄存器变为0000，保证变频器无输出，如果不写入0000数值的情况下，例即使mb006000断开off后，在ow0001输出寄存器内仍有3120的数值，而变频器依旧有输出，所以要写入0000。
控制的电路图为：
PLC加模拟量模块控制MM440变频器运行接线图
1.输入与输出的设定和系统及接线介绍
系统如上图所示，按下按钮SB1按钮允许电动机运行，模拟量模块SM334输入AI通道CH0为传感器/变送器输入信号0~10VDC，经A/D转换得到一个16位整数，经PLC处理（通常进行定标处理，或根据设定量进行PID运算等，在我的实验中不作处理）后送SM334输出AO模块，D/A转换后使输出AO通道CH0输出0~10VDC信号，给MM440变频器的模拟量输入1，从而调节电动机转速；按下SB2按钮电动机停止运行。0~10V对应变频器-50~50Hz。
2.s7-300数字输入输出变量的设定：
这个包括2个数字量输入，1个数字量输出（用于控制正转和断开）。具体如下图所示：
PLC的输入输出、
3.变频器的参数设置：
变频器的参数设置包括设置电动机参数和设置变频器命令及数字I/O、模拟I/O参数。电动机参数设置因所配置电动机而异，这里就不给出了，在设置完电动机参数后，使P0010=0，变频器进入“运行准备就绪”状态。
设置变频器命令及数字I/O、模拟I/O参数如下表所示：
4.PLC硬件组态的设置：
要用PLC通过模拟量控制变频器，就必须有相应的模拟量模块，这里我们要选择相应的西门子的SM的模拟量模块，具体的硬件配置如下表所示：
PLC加模拟量模块控制MM440变频器的硬件组态
5.PLC程序设计：
这里由于只是在实验条件下的实验，所以没有初始化程序，我们只设计了一个循环程序即OB1的循环扫描程序，具体如下图所示：
以上即为一个简单的PLC通过模拟量模块控制变频器运行的实验，由于中间省略了定标处理以及相关的PID运算，因此学习起来还比较好懂，适合初学者，但是要进一步学习，便需要进一步的对定标，PID运算有所了解。
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