用三菱PLCFXN与F得PID控制恒压供水.doc

一. 控制得要求 :(1) 有两台水泵 ,按设计要求一台运行 ,一台备用 ,自动运行时泵运行累计 100H 轮换一次 ,手动时不切换 ;(2) 两台水泵分别由 M1 、 M2 电动机拖动 , 电动机同步转速为 3000 转/min, 由 KM1 、 KM2 控制;(3) 切换后起动与停电后起动须 5s 报警 ,运行异常可自动切换到备用泵 ,并报警 ;(4) 采用 PLC 得 PID 调节指令(5) 变频器 (使用三菱 FR-A540) 采用 PLC 得特殊功能单元 FX0N-3A 得模拟输出 , 调节电动机得转速 ;(6) 水压在 0 ～ 10kg 可调 ,通过触摸屏 (使用三菱 F940) 输入调节 ;(7) 触摸屏可以显示设定水压、实际水压、水泵得运行时间、转速、报警信号等 ;(8) 变频器得其余参数自行设定二、软件得设计 :1.I/O 分配(1) 触摸屏输入 ,M500: 自动起动 ;M100: 手动 1 号泵 ;M101: 手动 2 号泵 ;M102: 停止 ;M103: 运行时间复位 ;M104: 清除报警 ;D300: 水压设定2) 触摸屏输出 ,Y0:1 号泵运行指示 ;Y1:2 号泵运行指示 ,T20:1 号泵故障 ;T21:2 号泵故障;D101: 当前水压 ;D502: 泵累计运行得时间 ;D102: 电动机得转速。

3)PLC 输入 ,X1:1 号泵水流开关 ;X2:2 号泵水流开关 ;X3: 过压保护4)PLC 输出 ,Y1:KM1;Y2:KM2;Y4: 报警器 ;10: 变频器 STF 2.触摸屏画面设 :根据控制要求及 I/O 分配 ,按下图 1-1 制作触摸屏画面三菱 F940 触摸屏得画面制作图 1-1)3.PLC 得程序 :(1) 、根据控制要求 ,PLC 程序如下图 2-1,3-1 所示PLCFX2N-48MR 得程序梯形图图 2-1)(PLCFX2N-48MR 得程序梯形图图 3-1)(2) 、PLC 得关键性程序结构简述 :PLC 得电后 ,通过程序把模块中得摸拟量压力信号转化成压力数字量(D160), 将压力得数据寄存器 D160得值除以 25 以校正压力得实际值 (由特殊功能模拟模块FX0N-3A 得资料可知: 因 0 — 10kg对应得就是数值就是0 —250, 所以压力与数值得关系就是1:25) 在该系统中我们规定了电动机同步转速为3000 转 /min, 所以同步转速得设定低于 3000转/min 对电机得保护就是有好处得,这里我们把转速设定为不能超过1250 转 /min, 则数值与通过 PID 程序运算得 MV( 输出 ) 值 D150( 即电动机转速量 )得关系为 1:5( 由特殊功能模拟模块FX0N-3A 得资料可知 : 因数值就是 0 — 250对应得就是 0— 1250转 /min, 则数值与转速得关系就是 1:5), 所以电动机得转速实际值校正数D102=D150× 5÷10(其中除以 10 就是因为所有实数参与 PID 得 SV< 设定值 >D500,PV< 当前值 >D160, 运算都就是以1000% 加入得。

所以要得到 MV< 输出值 >D150 得实际数值需要除以 10) 因该系统中电机得转速就是与压力成正比得 ,转速加大 ;压力也加大 !( 这里要注意 : 动作方向【 S3 】 +1, 当前值 PV,D500< 设定值 SV,D160; 即 bit=1, 选择逆动作 )所以将压力数字量寄存器 D160 用于 PID 程序得 PV( 当前 )数字量做为时刻检查管内得当前压力状况4.变频器设置 :(1) 上限频率 Pr1=50Hz;(2) 下限频率 Pr2=30Hz;(3) 基底频率 Pr3=50Hz;(4) 加速时间 Pr7=3s;(5) 减速时间 Pr8=3s;(6) 电子过电流保护 Pr9= 电动机得额定电流 ;(7) 起动频率Pr13=10Hz;(8)DU 面板得第三监视功能为变频繁器得输出功率 Pr5=14;(9) 智能模式选择为节能模式 Pr60=4;(10) 设定端子 2 ～ 5 间得频率设定为电压信号 0～ 10V Pr73=0;(11) 允许所有参数得读 /写 Pr160=0;(12) 操作模式选择 (外部运行 )Pr79=2;(13) 其她设置为默认值三、系统接线:根据控制要求及I/O分配 ,其系统接线图如图4-1所示。

PLCFX2N-48MR 系统接线图如图 4-1)四、系统调试 :(1) 将触摸屏 RS232 接口与计算机连接 ,将触摸屏 RS422 接口与 PLC 编程接口连接 ,编写好FX0N-3A 偏移 /增益调整程序 ,连接好 FX0N-3A I/O 电路 ,通过 GAIN 与 OFFSET 调整偏移 /增益2) 按图 1-1 设计好触摸屏画面 ,并设置好各控件得属性 ,按图 2-1,3-1 所示编写好 PLC 程序 ,并传送到触摸屏与 PLC 3) 将 PLC 运行开关保持 OFF, 程序设定为监视状态 ,按触摸屏上得按钮 ,观察程序触点动作情况, 如动作不正确 ,检查触摸屏属性设置与程序就是否对应4) 系统时间应正确显示5) 改变触摸屏输入寄存器值 ,观察程序对应寄存器得值变化6) 按 (图 4-1) 连接好 PLC 得 I/O 线路与变频器得控制电路及主电路7) 将 PLC 运行开关保持 ON, 设定水压调整为 3kg 8) 按手动起动 ,设备应正常起动 ,观察各设备运行就是否正常 ,变频器输出频率就是否相对平稳, 实际水压与设定得偏差9) 如果水压在设定值上下有剧烈得抖动,则应该调节 PID 指令得微分参数 ,将值设定小一些 ,同时适当增加积分参数值。

如果调整过于缓慢 ,水压得上下偏差很大 ,则系统比例常数太大 ,应适当减小10) 测试其她功能 ,就是否跟控制要求相符。