项目1 龙门刨床工作台调速PLC与变频器控制系统
设计、安装、调试
教学目标：
1．学习应用PLC对MM420通用变频器进行控制实现B2012工作台运行速度调节。 2．进一步掌握PLC应用程序的编写方法。
3．熟悉MM420通用变频器的结构及工作原理。
4．进一步熟悉MM420通用变频器多档转速控制的参数设置。 5．掌握控制电路接线、程序的输入、运行与调试。
教学实施：
一、B2012工作台运行速度控制要求
用PLC、变频器控制电动机按工艺要求（B2012工作台运行速度）运转控制电路，其控制要求：B2012工作台运行速度示意图如图5-1所示。当按下起动按钮SB1时，变频器输出三相电源的频率由0Hz→15Hz（时间为0→t1），工作台前进启动；时间为t1→t2段为工作台慢速切入；当压下行程开关SQ2时，工作台前进加速，频率由15Hz→50Hz（时间为t2→t3）；时间为t3→t4段为工作台高速前进；当压下行程开关SQ3时，工作台前进减速，频率由50Hz→15Hz（时间为t4→t5）；当压下行程开关SQ4时，工作台反接制动并后退加速，频率由15Hz→-70Hz（时间为t5→t6→t7）；时间为t7→t8段为工作台高速后退；当后退压下行程开关SQ2时，工作台后退减速，频率由-70Hz→-25Hz（时间为t8→t9）；当压下行程开关SQ1时，工作台反接制动停止，频率由-25Hz→0Hz（时间为t9→t10）。
图5-1 B2012工作台运行速度示意图
二、任务解决步骤
任务1 PLC的程序设计
（一）控制要求分析
根据上述控制要求，在图5-1中按时间顺序为：
1．0—t2段：Y5为ON，变频器预置的频率为15Hz，转换信号为SB1（X1）。 2．t2—t4段：Y6为ON，变频器预置的频率为50Hz，转换信号为SQ2（X7）。 3．t4—t5段：Y5为ON，变频器预置的频率为15Hz，转换信号为SQ3（X10）。 4．t 5—t8段：Y5、Y6为ON，变频器预置的频率为-70Hz，转换信号为SQ4（X11）。 5．t 8—t9段：Y7为ON，变频器预置的频率为-25Hz，转换信号为SQ2（X7）。 6．t 9—t10段：Y4为ON，变频器为直流制动，转换信号为SQ1（X6）。
另外，SB5（X5）为风机起动按钮，SB4（X4）为风机停止按钮；SB3（X3）为MM420通用变频器电源起动按钮，SB2（X2）为MM420通用变频器电源停止按钮
（二）绘制PLC、变频器与电动机的控制电路图
根据以上分析绘制PLC、变频器与电动机的控制电路图联接接线图，如图5-2所示。
图5-2 PLC、变频器与电动机的控制电路图联接接线图
（三）PLC程序的设计
1．风机先起动，然后MM420通用变频器电源才可以起动。这一部分程序用经验法设计即可，如图5-4所示。
2．变频器不同频率段按顺序输出部分程序可先绘出功能图，然后再绘出梯形图。编程常用方法有起保停电路、以转换为中心和步进指令（STL）。本例中用步进指令（STL）来编程，其状态转移图如图5-3所示，根据对风机、变频器电源起停控制要求和图5-3画出对应的梯形图如图5-4所示。
图5-3 变频器不同频率段按顺序
输出部分的状态转移图
图5-4 变频器不同频率段按顺序
输出部分的梯形图
任务2 MM420通用变频器变频器参数设置
1．首先复位为工厂的缺省设置值：P0010=30，P0970=1，时间约为10s。 2．选择命令源：使P0700=2由端子排输入。
3．频率设定值的选择：使P1000=3固定频率设定。
4．数字输入1~3状态设定：使P0701~ P0703=17固定频率设定值，为二进制编码选择＋
ON命令。
5．固定频率1~4值的设定：分别使P1001=15.00，P1002=50.00，P1003=70.00，P1004=25.00。
6．最高频率值的设定：使P1082=70.00设定最高的电动机频率为70.00Hz。
具体的变频器状态与主要参数设置及含义说明见表5-1，也可参考MM420通用变频器变频器使用大全或相关书籍。
表5-1 变频器状态与主要参数设置 项目 参数号： 序号 1 2 3 4 5 6 7 P0010 P0970 P0003 P0700 P0701 P0702 P0703 设定值： 30 1 2 2 17 17 17 设定值含义说明： P0010=30复位为工厂的缺省设置值 P0970=1复位为工厂的缺省设置值 用户访问级，P0003=2为扩展级。 选择命令源，P0700=2由端子排输入（缺省值）。 数字输入1，P0701=17固定频率设定值 （二进制编码选择＋ON命令） 数字输入2，P0702=17固定频率设定值 （二进制编码选择＋ON命令） 数字输入3，P0703=16固定频率设定值 （二进制编码选择＋ON命令） 备注 时间约为10s 端子5、8接通 端子6、8接通 端子7、8接通 端子3、8接通，端子 2、4、9接通。 5、8接通时按此频率运行 6、8接通时按此频率运行 5、6同时与8接通按此频率运行 7、8接通时按此频率运行 普通电动机为50.00Hz 8 P0704 12 数字输入4，P0704=12反转 9 P1000 3 频率设定值的选择，P1000=3固定频率设定 固定频率1，P1001=15.00 定义固定频率1的设定值为15.00Hz。 固定频率2，P1002=50.00 定义固定频率2的设定值为50.00Hz。 固定频率3，P1003=70.00 定义固定频率3的设定值为70.00Hz。 固定频率4，P1004=25.00 定义固定频率4的设定值为25.00Hz。 最高频率，P1082=70.00设定最高的电动机频率为70.00Hz。 10 P1001 15.00 11 P1002 50.00 12 P1003 70.00 13 P1004 25.00 14 P1082 70.00
任务3 PLC、变频器、电动机控制回路安装接线
（一）实验设备和元器件 1．FX1N-60MR主机，1台； 2．FX-20P编程器，1台； 3．实训电路板及器件，1套；
4．2.2kw三相变频异步电动机，1台； 5．导线，若干；
6．MM420通用变频器，1台。 （二）硬件的安装与接线
1．硬件的安装。硬件安装中应布局合理，一、二次线分离，信号线与动力线分离，注意整齐牢固，PLC使用DIN导轨安装，MM420通用变频器用螺丝固定在实训电路板上。
2．接线。按图5-2接线，主电路线应采用1.5~2.5mm2以上单芯粗线，信号灯线应采用1.0~1.5mm2以上单芯粗线（或软线加线头），剥头后直接连接，信号线及二次线用0.5mm2多股电线连接，剥头后应配接φ3.5mmU形端子，用专用压线钳压接。三相变频异步电动机用相应软护套线从端子排引出，接线要牢固可靠。应将所有导线两端套上线号作为标记，便于查找接线错误和日后的改造与维护。
任务4 龙门刨床工作台调速PLC与变频器控制系统的调试
（一）PLC程序的输入 在断电情况下，连接编程器（或用微机通过SC-09）与PLC，PLC主机开关置于“STOP”位置，连线经指导教师检查无误后接通电源，按图5-4开始写入程序。注意，此时控制板各部位均处带电状态，一定要注意安全。程序编写好后，编程器不要脱离PLC以便调试时监控或修改程序。
（二）PLC程序运行、调试
将PLC主机开关置于“RUN”位置，按下列步骤观察工作状态检验程序。 在三相电源先不接入情况下：
1．按下风机起动按钮SB5，接触器KM2吸合，冷却风机M2起动；然后按下变频器电源起动按钮SB3，接触器KM1吸合情况。再分别按下停止按钮SB2、SB4，接触器KM1、KM2和冷却风机M2先后断电。
2．观察速度模拟运行情况：按顺序操作，首先按下变频器起动按钮SB1→Y5（ON），然后按顺序压下行程开关，结果为：SQ2→Y6（ON），SQ3→Y5（ON），SQ4→Y5、Y6（ON），SQ2→Y7（ON），SQ1→Y4（ON）延时5s→Y4（OFF）结束。如有不正确可进行相应修改。
3．将编程器（或用微机）置于监控状态，观察相关元件的状态。 （三）MM420的状态设置与参数输入 在三相电源先接入情况下：
1．分别按下风机起动按钮SB5和按下变频器电源起动按钮SB3，冷却风机M2和变频器均得电。
2．在变频器接通电源3~5s后，按表5-1项目序号输入变频器参数，进行状态设置。 （四）MM420运行、调试
按顺序操作，首先按下变频器起动按钮SB1→Y5（ON）→MM420（15Hz），然后按顺