6es7214-2ad23-0xb8型号介绍
一、 引言
在现代工业控制系统中，plc和变频器的综合应用最为普遍。比较传统的应用一般是使用plc的输出接点驱动中间继电器来控制变频器的启动、停止或是多段速，采用plc加d/a 扩展模块控制变频器的频率。采用d/a扩展模块控制变频器的频率时，容易受到模拟量信号的波动和因距离不一致而造成的模拟量信号衰减不一致的影响，使整个系统的工作稳定性和可靠性降低。从经济的角度来考虑，当需要控制多台变频器时，如果采用d/a扩展模块，成本将是使用rs-485通讯的多倍，例如：一块fx2n-2da（两路模拟量输出模块）价格在1000元以上，而一块fx2n-485bd（fx系列的485通讯板）价格在200元左右。而使用rs-485通讯控制，很容易实现多变频器之间的同步和比例联动运行。该系统具有成本低、信号精度高（可达变频器最高分辨率）、传输距离远、抗干扰性强等特点。
二、系统配置
胶辊机械控制系统共使用3台变频器，分别控制行走小车，主轴，挤出机的速度。要求分为自动/手动控制，触摸屏界面为开机界面手动、自动和手动/自动选择四个界面；自动　状态时通过在触摸屏上选择不同的比例来控制3台变频器的频率和起停；手动状态时可以单独操作三台变频器的正反转和频率。
三、系统硬件组成和连接
根据该系统的控制要求，选用以下器件：
1． plc选用日本三菱公司fx1n-14mr；
2． plc485通讯扩展板fx1n-485-bd（同变频器作通讯用）；
3． 触摸屏为weinview mt500 5.7寸256色触摸屏；
4． 触摸屏同的plc连接电缆；
5． 变频器采用我公司自主研发的正弦sine003系列变频器，具有低频转距大，带载
能力强，保护功能完善等特点；
四、通讯协议
正弦变频器内置标准rs-485通讯接口，其通讯协议格式如下表：
发送顺序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
数
据
包
头
从机地址
从机地址
状态代码
状态代码
命令代码
命令代码
数据地址
数据地址
数据信息
数据信息
数据信息
数据信息
异或校验
异或校验
数据包尾
定义
头
地址区
状态区
命令区
代码区
数据区
校验
尾
发送数据
1
2
2
2
2
4
2
1
表1 发送、接收数据包格式
协议格式解释：
数据包头：02h（数据包头的起始字节）
从机地址：变频器为从机，变频器的本机地址即为plc通讯的从机地址，由变频器的参数设定（主机为工控计算机或plc可编程序控制器等）。
状态代码：从机变频器的状态代码。即参数设定状态、运行状态、停车状态、故障状态和 工厂测试状态。
状态代码：主机发送的命令代码，对从机进行相应的操作，如点动、启动、停车、读数据、写数据、清除故障等。。
数据地址：即变频器功能代码的地址（通讯）编号。
数据信息：数据信息的定义，范围： 0-32000。无小数点，如：若功能代码内容为10.00，发送的数据为1000，若为50.0则为500。发送方式：先发高字节，再发低字节，将数据信息双字节的高 4位和低4位拆分并转换为ascii码，先高后低发送。
异或校验：数据含义：数据帧从机地址至数据信息的异或结果。既第 2字节第3字节异或的结果与，再与第4字节异或，以此类推至第13字节。处理结果：当校验结果小于等于1fh，则校验结果加20h。
数据包尾：03h（数据包的结束字节）
（从机地址、状态代码、状态代码、异或校验的发送方式：将命令代码的高 4位和低4位拆分并转换为ascii码，先高后低发送）
五、采用三菱fx1n系列plc的通讯程序实例如下：
图3 plc通讯程序实例
六、变频器参数设定
1． 控制小车的变频器：
f1.01=2（端子控制正/反转，run端子on/off控制正转/停止，f/r端子控制反转/停止）。
f1.02=13（485计算机输入有效），f4.11=1（本机通讯站号设为1#）
2． 控制主轴的变频器：
f1.01=2（端子控制正/反转，run端子on/off控制正转/停止，f/r端子控制反转/停止）。
f1.02=13（485计算机输入有效），f4.11=2（本机通讯站号设为2#）
3． 控制小车的变频器：
f1.01=2（端子控制正/反转，run端子on/off控制正转/停止，f/r端子控制反转/停止）。
f1.02=13（485计算机输入有效），f4.11=3（本机通讯站号设为3#）
随着计算机技术和电力电子技术的发展，交流变频调速技术正逐步取代交流串级调速、直流调速等电气传动方式。采用交流电机变频调速技术可以提高机械的控制精度、生产效率和产品质量，具有优良的控制性能和显著的节能效果。交流异步电动机结构简单，坚固耐用，便于维修保养,,适用于各种工作环境。经编行业运用变频调速技术对老式经编机的电机调速方式进行改造可以提高产品竟争力，增加企业经济效益。1 电机和变频器选择德国mrgjsf36/1/18型电脑经编机是上世纪八十年代初的产品。该机采用直流电机来调节车速，起、停不平稳；直流电机维修保养工作量大；直流调速装置老化淘汰 ，故障多，可以改为三相交流电机变频调速。将原gf132lm型直流电机（6.1kw,16a,1500r/min）改为y132m-4型交流异步电机(7.5kw,15.4a,1440r/min),安装外形尺寸一样,电气性能数据比较接近。根据经编机电气控制原理及电机调速原理，经综合比较，选择三菱通用变频器fr-f740-11k（11kw，400v，23a）代替原直流调速装置。2 改造方法a. 拆掉直流电机和制动器（变频器具有制动功能），其电枢、励磁、脉冲发生器及调节器等控制部分电源均拆掉。b. 装上交流电机和变频器，另加20a自动断路器控制变频器三相电源，变频器输出端u、v、w直接引到主电机m205上。c. 利用快车接触器k314的一对常开触头作为变频器的起动信号。d. 变频器报警输出端b、c接至机器准备继电器k310线圈回路，一旦故障报警，变频器立即跳闸并自锁保护。e. 利用k314的一对常闭触头和一只按钮与复位端res、公共端sd串联，可在变频器故障跳脱时用按钮使变频器复位，而机器正常运转时不会使变频器复位。f. 利用原直流调速电位器r209作为变频器频率设定信号（模拟量），调节交流电机速度。g. 用变频器代替直流调速装置，原快动、慢动和停止按钮保持不变，以方便挡车工操作。改造后的mrgjsf型经编机主电机驱动电路图如附图所示。3 调试运行变频器调试的基本步骤是空载通电检验,带电机空载运行,带载试运行及机器统调。从操作面板上输入有关参数，满足生产工艺要求。3.1 空载通电检验a. 按照改造后的经编机主电机驱动电路图进行接线，接通三相电源。b. 检查变频器显示窗的出厂显示是否正常。c. 熟悉变频器的操作和故障代码。3.2 带电机空载运行a. 设定变频器的基准频率（电机额定频率）和基频电压（电机额定电压）。b. 设定电子过电流保护。一般为电机额定电流。c. 设定上下限频率。防止输出频率过高损坏设备，还可作限速使用。d. 设置转矩特性。根据变频器使用说明书v/f类型图和负载特点，选择恒转矩负载。提高低频时电机的起动转矩（转矩提升），使电机输出转矩满足机械负载起动的要求。e. 变频器分别在面板运行模式和外部运行模式下起动、停止电机，观察电机运行是否正常，方向是否正确。3.3 带载试运行a. 设定加减速时间。通常按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起、停电机观察有无过流报警，然后逐渐缩短加减速时间，以运转中不发生报警为原则。b. 若起、停电机过程中变频器出现过流报警，应重新调整加减速时间或转矩提升量。c. 若起动电机时仍出现过流报警，试试简易磁通矢量控制，提供大的起动转矩和充足的低速转矩。