台达变频器内置PLC功能应用原理

摘 要：本文讨论变频器的划时代产品——PLC嵌入型变频器。通过介绍台达VFD-E系列变频器，展示变频器前沿技术发展。 关 键 词：变频器内置PLC 嵌入 集成 1 引言 在绝大多数变频器调速工程应用领域，都需要外围辅助机电联控系统实现变频器的自动化运行。外围机电联控系统随着调速对象的不同要求千变万化，有时可以是相当的复杂，例如最常见的机电一体化运动系统，所以工程上变频器经常与PLC集成联控运行。台达VFD-E（图1）系列变频器在内部集成嵌入可编程控制器。VFD-E为机电一体化等复杂调速系统开创精简型整体解决方案时代。 2 VFD-E变频器内置PLC简介 •PLC逐行扫描标准运行方式。 •丰富的编程语言：指令语句；梯形图；SFC。 •丰富的指令语句：45个指令种类，包括28个基本指令，17个应用指令。 •350步长程序容量。 •uS级基本指令的处理速度。 •结束再生的输入/输出控制方式（当执行END指令时输入输出有立即刷新指令）。 •8点基本I/O配置：6个输入点（X）,2个输出点（Y）。 •I/O模块扩展功能：通过I/O卡可以配置9个输入点，4个输出点。 •通用辅助继电器M：160点。（M0-M159,特殊用继电器共32点M1000-M1031） •定时器：16只。T0～T15（100ms）。 •计数器：8个16位（C0～C7）；1个32（C235）。 •通用内部寄存器D：30点（D0～D29） •特殊寄存器D：45点。（D1000~D1044）。主要作为存放系统状态、错误信息、监控。 •通过RS485编程。 3 VFD-E变频器的PLC程序执行方式 PLC程序的上传和下载通过PLC2编程页面执行。首先按MODE键到“PLC0”页面，然后按上 键切换到“PLC2”，接着按下“ENTER”,成功会显示“END”,然后会跳回“PLC2”.在没有下载程序到变频器里面之前，如果出现警告可以不理会。注意在上传和下 载程序前变频器是在停止状态下。 执行VFD-E变频器内部PLC程序有三种方式： 第一种方式：在PLC1编程页面下，自动执行PLC程序； 第二种方式：在PLC2编程页面下，经过WPL由通讯监控PLC程序运行（执行/停止）； 第三种方式：端子运行方式。当为外部多功能输入端子（MI3-MI9）设定为“RUN/STOP PLC(99)”后，端子接点导通(close)时，在PLC页面会显示PLC1,执行PLC程序。端子接点断路（open）时PLC页面会显示PLC0,停止PLC程序。 4 内置PLC的特殊功能装置配置说明 限于篇幅，本文中只是把常用的特殊继电器和寄存器等说明一下，详细的可以见到中达电通股份有限公司的网站上下载VFD-E系列的说明书。 4.1特殊继电器说明 M1000 运转监视常开接点（a接点）。RUN中常时On，a接点。RUN的状态下，此接点On M1001运转监视常闭接点（b接点）。RUN中常时Off，b接点。RUN的状态下，此接点Off M1005变频器故障指示 M1006输出频率为零 M1007变频器运转方向FWD(0)/REV(1) M1025变频器RUN(ON)/STOP(OFF) M1026变频器运转方向FWD(OFF)/REV(ON) M1028高速计数功能开启(ON)/关闭(OFF) 4.2特殊寄存器功能说明 D1025高速计数器现在值(低位) D1025高速计数器现在值(高位) 4.3变频器特殊指令 1 DHSCS高速计数功能说明： DHSCS S1 S2 S3（S1:比较值 ； S2:高速计数器编号；S3:比较结果。） •高速脉冲计数功能需要借助PG卡来实现外部脉冲输入。 •由设置DHSCS指令所需要的目标值，并且把M1028(特殊功能继电器，功能是变频器高速计数功能开启ON/OFF)打开，将自动进行计数。如果要清除计数器的数值，需要将M1029(特殊功能继电器，功能是清除高速计数值)设置为ON。 •高速计数器有3种运动控制模式，可以通过特殊寄存器D1044来设定。 第一种模式是“A-B 相脉冲”的模式。使用可以通过输入A相和B相的脉冲来做计数器的输入， 需要和GND连接。 第二种模式是“脉冲＋符号”的模式。使用者可以利用脉冲的输入以及通过符号来做上数或着下数。定义A相来做脉冲，B相来做符号， 需要和GND短接。 第三种模式是“脉冲＋标志位”模式。在计数方式中，可以通过标志位M1030来判断上数或下数，所以使用者知需要连接A相就可以了， 需要和GND短接。 2 FPID变频器PID控制。 FPID S1 S2 S3 S4 其中： S1:PID参考目标的输入端子选择（0～4）； S2:PID比例增益P(0~100)； S3:PID积分时间I（0～10000）； S4:PID微分时间D（0～10000）。 3 FREQ变频器运转控制。 FREQ S1 S2 S3 其中：S1:设定频率；S2:加速时间；S3:减速时间。 例如：FREQ K5000 K200 K100 则：设定目标频率为50HZ,加速时间是20S,减速时间是10S 4 RPR变频器参数读取。 RPR S1 S2 其中：S1:参数字地址；S2：把读取的参数保存到S2中。 5 WPR变频器参数写入。 WPR S1 S2 其中：S2为参数的地址, 把参数数值S1写到参数S2中。 5 VFD-E变频器内置PLC程序运行举例 5.1变频器转速程控源程序案例 5.2变频器转速程控案例运行结果 摘 要：本文讨论变频器的划时代产品——PLC嵌入型变频器。通过介绍台达VFD-E系列变频器，展示变频器前沿技术发展。 关 键 词：变频器内置PLC 嵌入 集成 1 引言 在绝大多数变频器调速工程应用领域，都需要外围辅助机电联控系统实现变频器的自动化运行。外围机电联控系统随着调速对象的不同要求千变万化，有时可以是相当的复杂，例如最常见的机电一体化运动系统，所以工程上变频器经常与PLC集成联控运行。台达VFD-E（图1）系列变频器在内部集成嵌入可编程控制器。VFD-E为机电一体化等复杂调速系统开创精简型整体解决方案时代。 图1 台达VFD-E系列变频器 2 VFD-E变频器内置PLC简介 •PLC逐行扫描标准运行方式。 •丰富的编程语言：指令语句；梯形图；SFC。 •丰富的指令语句：45个指令种类，包括28个基本指令，17个应用指令。 •350步长程序容量。 •uS级基本指令的处理速度。 •结束再生的输入/输出控制方式（当执行END指令时输入输出有立即刷新指令）。 •8点基本I/O配置：6个输入点（X）,2个输出点（Y）。 •I/O模块扩展功能：通过I/O卡可以配置9个输入点，4个输出点。 •通用辅助继电器M：160点。（M0-M159,特殊用继电器共32点M1000-M1031） •定时器：16只。T0～T15（100ms）。 •计数器：8个16位（C0～C7）；1个32（C235）。 •通用内部寄存器D：30点（D0～D29） •特殊寄存器D：45点。（D1000~D1044）。主要作为存放系统状态、错误信息、监控。 •通过RS485编程。 3 VFD-E变频器的PLC程序执行方式 PLC程序的上传和下载通过PLC2编程页面执行。首先按MODE键到“PLC0”页面，然后按上 键切换到“PLC2”，接着按下“ENTER”,成功会显示“END”,然后会跳回“PLC2”.在没有下载程序到变频器里面之前，如果出现警告可以不理会。注意在上传和下 载程序前变频器是在停止状态下。 执行VFD-E变频器内部PLC程序有三种方式： 第一种方式：在PLC1编程页面下，自动执行PLC程序； 第二种方式：在PLC2编程页面下，经过WPL由通讯监控PLC程序运行（执行/停止）； 第三种方式：端子运行方式。当为外部多功能输入端子（MI3-MI9）设定为“RUN/STOP PLC(99)”后，端子接点导通(close)时，在PLC页面会显示PLC1,执行PLC程序。端子接点断路（open）时PLC页面会显示PLC0,停止PLC程序。 4 内置PLC的特殊功能装置配置说明 限于篇幅，本文中只是把常用的特殊继电器和寄存器等说明一下，详细的可以见到中达电通股份有限公司的网站上下载VFD-E系列的说明书。 4.1特殊继电器说明 M1000 运转监视常开接点（a接点）。RUN中常时On，a接点。RUN的状态下，此接点On M1001运转监视常闭接点（b接点）。RUN中常时Off，b接点。RUN的状态下，此接点Off M1005变频器故障指示 M1006输出频率为零 M1007变频器运转方向FWD(0)/REV(1) M1025变频器RUN(ON)/STOP(OFF) M1026变频器运转方向FWD(OFF)/REV(ON) M1028高速计数功能开启(ON)/关闭(OFF) 4.2特殊寄存器功能说明 D1025高速计数器现在值(低位) D1025高速计数器现在值(高位) 4.3变频器特殊指令 1 DHSCS高速计数功能说明： DHSCS S1 S2 S3（S1:比较值 ； S2:高速计数器编号；S3:比较结果。） •高速脉冲计数功能需要借助PG卡来实现外部脉冲输入。 •由设置DHSCS指令所需要的目标值，并且把M1028(特殊功能继电器，功能是变频器高速计数功能开启ON/OFF)打开，将自动进行计数。如果要清除计数器的数值，需要将M1029(特殊功能继电器，功能是清除高速计数值)设置为ON。 •高速计数器有3种运动控制模式，可以通过特殊寄存器D1044来设定。 第一种模式是“A-B 相脉冲”的模式。使用可以通过输入A相和B相的脉冲来做计数器的输入， 需要和GND连接。 第二种模式是“脉冲＋符号”的模式。使用者可以利用脉冲的输入以及通过符号来做上数或着下数。定义A相来做脉冲，B相来做符号， 需要和GND短接。 第三种模式是“脉冲＋标志位”模式。在计数方式中，可以通过标志位M1030来判断上数或下数，所以使用者知需要连接A相就可以了， 需要和GND短接。 2 FPID变频器PID控制。