AFB0512VHD

发布时间:2017-03-15
AFB0512VHD AFB0512VHD AFB0512VHD  采用台达ES系列PLC,用通讯方式来改变松下VF0C系列变频器的设定频率,PLC端使用485口,无协议方式来模拟VF0C变频器的通讯协议。
 **台达风扇---------代理 销售**
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    VF0C系列变频器留有485通讯口,并提供内部通讯协议如下:
写:% [站号] #WD [功能号] [起始地址] [结束地址] [数据] [BCC] CR
读:% [站号] #RD [功能号] [起始地址] [结束地址] [BCC] CR
如果写正确,返回:%01WD BCCCR
如果读正确,返回:%01RD [数据] BCCCR
    分别规定了字节数,在以下表格以写数据为例做详细说明:
起始码
站号
间隔
功能
功能号
起始
结束
数据
校验码
结束码
%
01~31
#
WD
D
00000
00000
0000
BCC
CR
1
2
1
2
1
5
5
4、…
2
1
 
    在松下VF0C系列变频器中,站号默认为01,通讯格式为9600、N、8、1,通讯方式是ASCII方式,数据为十六进制,存储模式为8位模式。设定频率的地址是DT237,而读设定频率的地址为DT133,而且在DT237和DT133的数据都是以0.01Hz为单位的。下面以写频率为例,来做详细说明。
4.2实例说明
    假设要写入的频率是43.5Hz,那么需要写入的数值应为10FE(4350),变频器的存储模式为8位模式,应从低位开始写入,那么应该先写FE后写10。校验码是把从起始码到数据码所有的字节进行异或所得。
    XOR:%01#WDD0023700237FE10=52(HEX)
    那么得出以下所有通讯格式码:
    %01#WDD0023700237FE1052CR
    通讯方式是ASCII方式,数据是十六进制格式,把这些格式码按正确的次序发出,就可以把数据43.5HZ写入到变频器设定频率DT237中。
4.3 梯形图设计
    在PLC中,无协议通讯也是从低位开始发送数据的,可选用8位模式和16位模式传送,不同就在于发送数据寄存器中的8位数据还是16位数据,在这里以16位模式做说明。梯形图如下:把格式码数据253032333745463130520D按照从低位到高位的顺序依次存入到D0~D11中去,占用12个连续的数据寄存器,就是说有24个字节的数据。设定通讯参数9600,N,8,1,ASCII方式,16位模式。当M0接通一次,就可以发送一次数据,写一次频率。


4.4 程序优化
    如果再加上读频率的程序,就可以做成小闭环,完成读写频率的程序优化。因为在写频率的数据发送后,可做延时3秒后读频率,在读以后,把读回的频率数据和要写入的频率数据做比较,如果相等,则通讯程序停止,如果不相等,再执行写频率——>读频率——>比较。


5 结束语
    综上所述,台达PLC具有强大的串行通讯功能,且相关应用指令丰富,能够很好的完成各种通讯需求,合理利用通讯功能将大大降低设备的制造成本,节省配线,提高抗干扰能力,由于台达产品均符合MODBUS协议,因此可以把台达产品通过通讯方式整合在一起,实现各种各样的功能要求。

一、问题的提出:
      因三菱PLC在小型PLC市场进入早,规模大,很多厂家小型设备都是三菱PLC进行控制的,通常一个车间有同类设备数十台,如硫化机,卷染机,拉丝机,弯管机等均有此特点。质量管理及工艺分析逐步要求获取现场数据,为此底层设备信息上传的要求也越来越强烈。
       科威PLC在规划之初就立足于底层设备信息化的工作,在PLC上加载了FX2N的主站协议,一台科威PLC可以监视32台FX2N;同时,科威PLC还加载了CAN应用层协议,科威PLC之间支持高速CAN通信,因此,对原有三菱PLC群可实施高效监控。
 
二、监控网络构成与设置
对一组(小于32台)FX2N的监视
         
      
说明:
       1.科威PLC与FX2N的通信
科威PLC在运行时,串口1自动加载三菱FX2N计算机链接方式格式1的主从站协议,在上图中,将科威PLC设成RS485主站,可对从站FX2N的数据寄存器D7000-D7989进行读写操作.在主站上可以监视各从站的在线情况及正确回文的数量。
通讯格式:数据长度8位,停止位1位,偶校验位,传输速率9600 bps。
主从站数据流向图示意如下:


 科威PLC作为通信的主站设置和报文控制程序均由梯形图编写(参见科威PLC编程手册第十章);原FX2N作为从站只需进行以下编程即可:
 
D8121根据不同的从站编号填写不同的地址,地址范围:K1---------K31。
 
2.科威PLC编程口与PC机的通信
 科威PLC编程口兼容FX2N的通信协议,因此,国内外多数组态软件和人机界面均预以支持。编程口协议通常是向组态软件厂商,因此与编程口连线,建议采用组态软件,如国产组态王,Fameview,MCGS等。
 
l         对多组(每组小于32台)FX2N的监视
假如说,对一个FX2N群组进行监控相当于一个车间,那么对多个车间进行监控就是多组监视要解决的问题。每组内连接与上面图示相似,多组互连如下所示:

   
说明:
1.  车间级PLC与FX2N群和PC机连接同“一组FX2N的监视”。
2.  车间级科威PLC互连。
       各车间级PLC作为CAN总线的从站,用梯形图进行从站及地址设置。
       D6999=HC000,设置为从站;
       D6998=K1,从站地址为1;=K2,从站地址为2;以此类推,建议小于K32。

各从站需得到的信息从D6000-D6002;D6006-D6008;……;取得。
              各从站需要发出的信息送到D6003-D6005;D6009-D6011;……;
              每个从站都如此,从站只与主站的通信;各从站之间信息交流通过主站中转。
       3.CAN主站PLC
       经理办的科威PLC为CAN总线的主站,它主动向各从站发出数据交换命令,CAN通信数据交换是按设置好的CAN网络自动进行数据交换,无需编程。CAN网络由CANSet.exe进行设置。
       如图所示,表示主站数据D000-D0014发送到地址=1的从站,并从从站获取数据送到主站D0030-D0035;根据需要配置主站与各从站的信息对应关系。
       由CANSet.exe生成的配置文件下载到主站PLC,CAN网络按设置表的要求自动进行数据交换。
       我个人认为,CAN通信是科威PLC具竞争力的部分,台湾正频企业的伺服与我公司PLC顺利互连,《科威PLC论坛》展示了双方互连的全过程。
       科威PLC与更多的CAN设备互连工作都在进行!
 

 
4、主站PLC与PC机
       主站PLC与PC机可从PLC编程口连接,也可从RS485口连接。从编程口连接可直接使用组态软件,从RS485口连接既可用组态软件,也可用VB,VC编程,按RS485的计算机链接协议即可。
 
       信息化带动工业化,真正信息化必须是底层设备具备信息互通的能力,科威PLC是迎着信息化的春天而诞生的。
一、概述
灭菌干燥机是一种制药机械,用对玻璃器皿等加热、灭菌和烘干。过去一般是采用常规温度控制器控制温度,采用小型PLC控制其机械运转。随着生产自动化水平的提高,温度测量与控制数据也需要上传到PLC、触摸屏或上位机,因此采用PLC的整体控制方案逐步得到推广。
二、系统配置图:
PLC采用EC20-3232BTA,扩展模块采用EC20-4TC,接入了2个测温用的热电偶信号触摸屏采用HITECH的PWS6600。如下图为控制系统结构图。

三、 温度控制方式和策略:
温度控制是灭菌干燥机的主要的功能。通过地控制温度在设定值的±1度偏差左右,达到医用器皿灭菌加工的要求;同时工作温度应该在开机后尽快达到要求,预热和波动时间都不能太长。
此干燥机的加热元件采用7组红外加热管,每组加热管各由1个交流接触器控制电路通断。由于7组红外加热管的功率很大,因此在运行中不能始终以调节全部加热管来控制温度,否则温度难以控制,波动时间很长。
以下第1点说明了分段快速加热控制,第2点说明了温控的控制策略。
1、  设计采用了分组快速加热的方式,以加快预热的过程。
在设定与实际的温差大于50度的时候,PLC会把7组加热管全部投入加热过程。当设定与实际的温差小于30度时,PLC将其中3组红外加热管给关闭了,剩下的4组加热管继续加热。当设定与实际的温差小于15度的时候,PLC再关闭2组加热管,同时对后两组加热管的加热过程进行PID调节。通过这种方式,系统预热时间大大缩短,波动的响应加快了。上述多个温度切换点是通过调试时找到该设备加热管的热惯性后确定的。
2、  PLC采用固定加热周期和可变加热脉宽调节的方式来控制稳定加热过程。
系统在后2组加热管工作的时候,通过改变固定加热周期中的加热时间脉宽比例,实现了PID调切的控制策略。
四、比例带与比例系数:
对某些常用的温控策略设计中,人们常在PID设置中引入“比例带”的概念,也就是在确定比例系数时,先单纯考虑比例调节,以一个固定PV-SV的精度差值来确定比例值。
比如举温度控制的例子,单纯考虑比例调节,当希望达到的温度差值为±10度,则就以10度为精度数据,当PV小于SV且温差在10度及以上时,PID输出则为大输出()。当温差小于10度,则按线性减少,直到没有温差时达到0%输出。
在这个例子中,“比例带”就设为10度。则可以通过这个比例带来推算出比例值KP。对于EC20的PLC,由于PID输出值一般设定为0~32767,因此KP=32767/10,即3276.7。
五、其它机械运转控制功能:
由该PLC对机械运行进行控制,检测位置信号和警报信号。
六、运行结果:
艾默生的EC20系列PLC应用于灭菌干燥机上,实现对温度和机械进行控制。通过触摸屏来设置设备运行参数,操作机器,显示实时和历史数据,并将一段时间内的运行数据存储在触摸屏内存中,以备查询。PLC的温度PID控制运算功能代替了温度控制器,并将温度值用于触摸屏的显示和记录。灭菌干燥设备经过工程技术人员的调试,完全达到了工艺要求。产品目前已经得到了推广,为客户创造了效益。

 近年来,随着变频器本身功能的不断完善,交流调速技术有了长足的进步。如何在不同应用条件下充分开发变频器自身功能、有效的降低设备的改造成本已成为一个重要问题。 与通常的控制方式相比,利用变频器直流制动功能实现交流拖动系统准确停车的设计方案省去了价值昂贵的变频器制动单元/制动电阻,有效降低了设备改造成本,工作稳定可靠、控制精度高。 

    2. VVVF能耗制动的理论分析 

    通用变频器提供的制动方式主要有:能耗制动、再生制动、整流回馈等。在转动惯量较大的工况条件下,变频器厂家所建议采用的一般方式是外接制动电阻和制动单元的再生制动方式,某些情况下可以配合采用直流制动。这一设计思路基本为大多数目内用户所接受,并在实际使用中获得了较好的效果。但该方案需另外购买变频器厂家提供的制动单元/制动电阻,无形中增大了改造成本。 

    所谓“直流制动”,一般指当变频器的输出频率接近为零,电机的转速降低到一定数值时,变频器改向异步电动机定子绕组中通入直流,形成静止磁场,此时电动机处于能耗制动状态,转动着的转子切割该静止磁场而产生制动转矩,使电动机迅速停止。在电动机制动过程中,由于变频器输出频率逐渐降低,则定子绕组内的同步磁场转速低于转子转速,电动机处于再生制动过程,此时旋转系统存储的动能转换成电能热损耗的形式消耗于异步电动机的转子回路中,为防止电动机减速过程中所形成的再生发电制动以及直流制动过程中的能量回馈,造成变频器和电机的损坏,需串入制动单元/制动电阻。 

    如图1所示为一般交流电动机制动时的机械特性曲线。设A点为正常工作点。电动机同步旋转磁场转速为: 

    式中, 为电机同步转速, 为电源频率, 为电动机磁极对数。 

    图1.异步电动机机械特性曲线 

    在通常电动机的制动过程中,电动机先减速,电动机同步旋转磁场转速低于转子转速,工作点在同一转速下由曲线①的A点跳至曲线②的B点,即从象限过渡到第二象限称之为同一转速下特性的跳转,则电机得到反方向的制动转矩T 进入发电制动状态,拖动系统沿图1中曲线②迅速降速,当低于某一转速后,向定子绕组输入直流,形成固定磁场,产生制动转矩。在这一过程中,电机将经过再生发电制动和能耗制动而终停止。 

    从理论上分析,如果能够控制电动机同步磁场的转速缓慢下降,使电动机在同一转速下特性跳转时,特性曲线维持在象限,如图 1中虚线组③所示缓慢降速,不跳转至第二象限则拖动系统在降速过程中可以有效的避免发生再生制动过程。如图1所示,当电机转速在小于临界转速nh的情况下接入直流进行制动,并相应控制接入直流的大小和时间,理论上分析电机只经历有限的能耗制动阶段,不会过热。而变频器良好的内、外特性可以保证上述各项条件的满足。 

    但是,采用该方法有一些必要的前提条件,首先,系统不能频繁进行启/停,否则会造成变频器直流电路故障。其次,提升机、电梯等下放重物的工况不适宜采用。再次,系统降速时间不能过短,即降速不能过快,否则工作点将进入第二象限发生再生制动过程,引起电机过热。 

    3. 结束语 

    理论上的分析可以证明,该设计思路是完全合理的。实践中,变频器采用直流制动并配合适当的直流制动时间,起始频率和制动准位所产生的电机刹车效果也比较明显。

 变频器的正确选择对于控制系统的正常运行是非常关键的。选择变频器时必须要充分了解变频器所驱动的负载特性。人们在实践中常将生产机械分为三种类型?恒转矩负载、恒功率负载和风机、水泵负载。

    1. 恒转矩负载

    负载转矩TL与转速n无关,任何转速下TL保持恒定或基本恒定。例如传送带、搅拌机,挤压机等摩擦类负载以及吊车、提升机等位能负载都属于恒转矩负载。

    变频器拖动恒转矩性质的负载时,低速下的转矩要足够大,并且有足够的过载能力。如果需要在低速下稳速运行,应该考虑标准异步电动机的散热能力,避免电动机的温升过高。

    2. 恒功率负载

    机床主轴和轧机、造纸机、塑料薄膜生产线中的卷取机、开卷机等要求的转矩,大体与转速成反比,这就是所谓的恒功率负载。负载的恒功率性质应该是就一定的速度变化范围而言的。当速度很低时,受机械强度的限制,TL不可能无限增大,在低速下转变为恒转矩性质。负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的选择有很大的影响。电动机在恒磁通调速时,大容许输出转矩不变,属于恒转矩调速;而在弱磁调速时,大容许输出转矩与速度成反比,属于恒功率调速。如果电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与负载的恒转矩和恒功率范围相一致时,即所谓"匹配"的情况下,电动机的容量和变频器的容量均小。

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