6ES7313-5BG04-0AB0性能参数

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一、 引言

在现代工业控制系统中，PLC和变频器的综合应用*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*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：

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：

F1.02=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：

F1.02=13（485计算机输入有效），F4.11=3（本机通讯站号设为3#）

七、结束语

　　采用PLC同变频器通讯，具有接线简单，控制精度高，成本低等特点，特别适合对多台变频器的同步、比例联动以及对变频器频率精度要求比较高的场合。

　　参考文献：1．三菱微型可编程控制器FX系列编程手册。

　 2．三菱微型可编程控制器FX通讯用户手册。

　 3．正弦SINE003系列变频器使用说明书。

　 4．正弦SINE003系列变频器计算机通讯协议。

　　搪塑机是一种制皮的专业设备，主要用于汽车扶手、办公座椅和玩具的生产制造。我们现在用的是一台美国进口的搪塑机，此设备功能齐全，安全性高。到目前为止已经高负荷运转八年多了，近期常常发生突然无规律断火的故障，由于没有备件并采购困难，因此决定改造其点火和安全回路系统。

2 原搪塑机点火及安全系统控制原理
点火及安全控制原理图：

主要控制流程为：

　　温控仪工作后会根据检测到的温度自动输出一个4—20mA的电流来控制两个伺服执行器，两个执行器是同时动作的，一个控制燃气和空气的流量，一个控制废气排放的量。温度的设定是在人机界面上设定经主PLC传给温控仪的，设定值可分段控制和在线修改。这套点火系统核心就在点火控制板，但控制板的主要电路都被封闭在一个小控制盒中，造成在故障时无法进行检修，因为其为原装进口，备件采购极为困难并且周期长，因此我们决定对其进行改造。

3 设备改造方案
　　点火系统除了控制板和与之配套的紫外光传感器必须更换外，温控器、阀、点火变压器和执行器等都未损坏可以继续使用。我们在市场调研后采用三菱FX1S可编程控制器作为改造系统的控制器，紫外光传感器我们采用了成都旭光电子设备厂生产的MGZ系列的传感器，采用FX1S主要是其性能可靠价格便宜，传感器采用国产的主要是基于备件采购方便并且性能良好。改造后的原理图和原来相比没有多大改变，只是把点火控制板换成FX1S，在光敏传感器和FX1S之间加了一个放大器用来提供点火成功信号，改造后的控制流程图没有改变。主要变化的是重新编制了PLC程序，程序如下：

小结
　　设备改造后半年来实际运转良好证明改造是成功的，改造后设备运转稳定可靠，完全排除了点火系统的故障，为公司稳定生产打下坚实的基础。