Управление скоростью асинхронного двигателя с использованием аналогового выхода ПЛК

Возможность управления скоростью асинхронного двигателя существует только с частотно-регулируемыми приводами. По сути, существует три различных режима, с помощью которых мы можем управлять скоростью асинхронного двигателя.

• Использование цифрового сигнала
• Использование аналогового сигнала от 0 до 10 В / от 0 до 5 В / от 4 до 20 мА / от 0 до 20 мА и т. д.
• Использование связи Modbus в режиме RTU или режиме TCP/IP

Скорость асинхронного двигателя

В этой статье мы будем использовать аналоговый входной сигнал с диапазоном от 0 до 20 мА для управления скоростью двигателя. В этой статье показано, как управлять скоростью двигателя с использованием аналогового выхода ПЛК. См. схему ниже, чтобы получить общее представление.

Чтобы изменить скорость двигателя, аналоговый выходной сигнал 0–20 мА от ПЛК отправляется на аналоговый входной терминал VFD. Скорость изменяется от 0 до 50 Гц по мере увеличения миллиампер от 0 до 20. В этой теме мы используем шесть уникальных точек аналогового выхода интеллектуального ПЛК S7 200 для управления скоростью шести двигателей. (каждый двигатель имеет индивидуальный VFD в соответствии с номиналом двигателя).

Здесь в качестве ПЛК используется Siemens CPU ST60 серии S7 200 Smart с двумя соединенными с ним аналоговыми выходными модулями EM AQ04, в то время как модель VFD — это серия ATV310 Schneider Electric. Siemens ЧМИ взаимодействует с CPU ST60 для изменения скорости двигателей с его экрана.

Перед логикой ПЛК см. конфигурацию оборудования и подробности подключения ниже:

Указанные выше аналоговые выходные модули добавляются к CPU ST60. Каждая аналоговая входная точка VFD будет получать сигнал 0–20 мА от различных аналоговых выходных точек ПЛК.

Теперь рассмотрим параметры привода VFD ATV310.

• 401: 01 (опорный канал 1)
• 204,0: 0A (тип AI1)
• 204,1: 4 мА (параметр масштабирования тока AI1 0%)
• 204,2: 20 мА (параметр масштабирования тока AI1 100%)

Помимо этого, параметры двигателя необходимо установить в группе № «300» в соответствии с номиналом двигателя.

Аналоговый выходной модуль также называется модулем DA или цифро-аналоговым модулем. Согласно этому утверждению, цифровое значение преобразуется в миллиамперы или напряжение в соответствии с настройкой конфигурации.

Различные ПЛК имеют различные цифровые значения, которые можно преобразовать в аналоговый сигнал напряжения или миллиампер. В серии Siemens S7 200 используется 0 для 0 миллиампер и 27648 для 20 миллиампер.

В соответствии с номером параметра «204.1» мы должны определить цифровое значение, при котором выходная точка выдает около 4 мА. Используя метод «hit-and-miss», мы определили значение как «5559», при котором мы получили приблизительно 4 миллиампера.

Согласно обсуждению выше, частота будет где-то между 0 и 50 Гц, а миллиамперы в ПЛК представлены в виде цифровых значений. Когда определенная частота подается с ЧМИ, требуется некоторое масштабирование для получения фактической частоты.

Таким образом, мы можем назвать эти цифровые значения «немасштабированными» значениями. Теперь, чтобы изменить эти немасштабированные значения на масштабированные, есть формула ниже:

OSH = 27648,0 (немасштабированное цифровое значение для выходного аналогового сигнала 20 мА)

OSL = 5559,0 (немасштабированное цифровое значение для выходного аналогового сигнала 4 мА)

ISL = 0 (нижний предел выходной частоты в Гц)

ISH = 50 (верхний предел выходной частоты в Гц)

«Вход» — это переменная для установки скорости двигателя с ЧМИ.

«Выход» — это масштабированное цифровое значение

Теперь подставим эти значения в формулу и оценим дальше:

Выход = [(27648,0 – 5559,0) *(Вход – 0)/ (50 – 0)] + 5559,0

Выход = [22089,0*Вход /50] + 5559,0

Выход = [441,78*Вход] + 5559,0

Перед оценкой уравнения в релейной логике пройдите настройки конфигурации аналогового выхода в программном обеспечении ПЛК ниже:

На шаге 7 программного обеспечения MicroWin Smart щелкните выделенную опцию настроек системного блока, доступную в панели «дерева проекта».

В настройках системного блока настройте все каналы первой платы AQ04 и 3-й и 4-й каналы второй платы AQ04 с выделенным типом тока.

Программирование ПЛК для управления скоростью асинхронного двигателя с использованием аналогового выхода

Сеть 1:

VD200 хранит входное значение или значение переменной, которое задается с ЧМИ в виде частоты или Гц. Затем оно умножается на 441,78 и сохраняется в VD204.

Затем значение в VD204 добавляется к 5559 и сохраняется в VD208.

Значение в VD208 представляет собой оцененное масштабированное выходное значение в реальном формате. Дробная часть значения в VD208 отбрасывается, а целая часть числа сохраняется в VD276 в формате двойного целого числа с помощью инструкции «TRUNC».

После этого MW4 сохраняет это двойное целое число в формате целого числа. Адрес для первого канала модуля AQ04, AQW16, — это то место, куда теперь передается это значение.

Пример: если VD200 = 41,5 Гц подается с ЧМИ, то VD208 = [441,78*41,5] + 5559,0 = 23892,87.

Таким образом, чтобы достичь 41,5 Гц, 23892 должно быть сохранено в MW4 в виде целого числа.

Согласно сетевому комментарию, первый канал используется для изменения скорости двигателя (Loader) в одном из приложений.

Аналогично, сети 2–6 созданы для изменения скорости других двигателей и вентиляторов из соответствующих каналов модулей EQ04, использующих VD212, VD224, VD236, VD248 и VD260 в качестве своих точек переменной скорости.

Согласно соединениям проводов, второй модуль EQ04 использует третий и четвертый каналы; в результате используются адреса AQW36 и AQW38. Чтобы узнать больше, см. Конфигурация системного блока.