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1、基于变频技术的透风机控制系统dujing导语：介绍以欧姆龙PLC作为主站，通过RS-485总线与14台欧姆龙3G3MZ系列变频器串行通讯，实现透风机变频器调速监控系统。摘要：介绍以欧姆龙PLC作为主站，通过RS-485总线与14台欧姆龙3G3MZ系列变频器串行通讯，实现透风机变频器调速监控系统。具体描绘风机变频调速的驱动机理，系统的硬件构成，PLC与变频器之间的通讯实现方法，说明了该网络控制调速系统与一般模拟量控制调速系统相比的优越性给出了系统框图以及PLC系统的软件实现方法。实用证实其抗干扰性好，可靠性高，实用性好。关键词：PLC；RS-485；变频调速；模拟量中图分类号：TP273文献标识
2、码：AAbstract:RecommendregardingOmronPLCasthemainwebsite,passRS-485busand143G3MZseriesserialnewsreportsoffrequencyconverterofTaiwanOmron,andrealizethefrequencyconverteroftheventilatoradjuststhemonitoringsystemofthespeed.Describethefrequencyconversionoftheairbloweradjuststhedrivemechanismofthespeed,the
3、systematichardwareformsindetail,PLCandcommunicationimplementationmethodoffrequencyconverter,expoundnetworkthiscontrol,transferspeedtobesystematictocontrol,transfersuperioritythatspeedcomparessystematicallywithgeneralanalogquantity.ProvidethesystematicblockdiagramandPLCsystemsoftwareimplementationmet
4、hod.Itprovesitsanti-interferenceisgood,dependabilityishigh,practicabilityisgoodthatpractical.Keywords:PLC，RS-485，VariableVoltageVariableFrequency，Analog风机设备在工业控制中应用广泛。传统的风机控制是全速运转，即不管消费工艺的需求大小，风机都提供出固定数值的风量，而消费工艺往往需要对风速、风量进展控制和调节。最常用的方法那么是通过调节风门或者挡板开度的大小来调整受控对象，这样，就使得相当多的能量以风门、挡板的截流损失消耗掉了。随着沟通调速技术的不
5、断改善，变频技术的不断开展，利用变频器进展调速越来越广泛。普通电动机采用变频调速后，在其拖动负载无须任何改动的情况下，即可以按照消费工艺要求调整转速输出。因此风机设备完全可以用变频器驱动的方案取代风门、挡板控制方案，进而降低电机功耗，到达系统高效运行的目的。1风机变频调速驱动机理1众所周知，用变频器输出频率可调的沟通电压作为风机的电源电压，可以方便地改变风机的转速。从风机负载特性可看出，风机的机械特性具有二次方律特征，即转矩与转速的二次方成正比例变化。在低速时由于流体的流速低，所以负载的转矩很小，随着电动机转速的增加，流速加快，负载转矩和功率分别为二次方律负载的转矩常数和功率常数。因此，当被控
6、对象所需风量减小时，采用变频器降低风机的转速，会使电动机的功耗大大降低。2硬件设计1PLC选型及I/O地址分配为知足风机控制系统的可靠性和良好的控制精度与稳定性，我们选择欧姆龙CP1H系列40点晶体管输出PLC，外部扩展一个40点继电器输出的CPM1A-40EDR模块为根本单元。系统根据各楼层中排毒柜的状态对各变频器进展控制，排毒柜共37个，手动/自动开关一个共38个输入点。输出控制14台变频器的状态显示、报警信号晶体管输出及变频器启/停继电器输出。2变频器选型选用欧姆龙3G3MZ系列变频器。SYSDRIVE3G3MZ系列是一种搭载矢量控制的高性能变频器。由于搭载了电机的自动调整功能，因此能比
7、V/f控制更简单地运用矢量控制实现强大的控制。并且标准搭载RS485，另外，通过增加选件可以对应各种网络，还能提供与PLC连接的系统构筑所需要的更进一步的控制。变频器单体中的单相200VAC型和3相400VAC型内置了对应CE规格的噪音滤波器，现有机型搭载可拆卸操纵器，PID控制、节能控制等丰富功能。3触摸屏选型欧姆龙NT5Z系列触摸屏为整个系统的操纵设置显示单元。在触摸屏上可通过不同画面将PLC内部数据、输入输出状态、变频器的各参数及状态、报警信息等显示出来，实时监控全机的工作状态，除了显示功能外，还可以根据现场的情况，通过触摸屏设置和修改PLC内部的一些需要用户设定的参数。通过人机界面可直
8、接观察到变频器的工作状态，对变频器进控制系统行实时的监控。其系统的构造图如图1所示。align=center图1系统构造图Fig.1Systematicstructurechart/align3软件设计3.1手动、自动运行形式1手动运行当系统上电，控制面板上的双向开关打到手动方式，系统处于手动运行状态。手动运行画面如图2所示。系统处在手动运行时，不管变频器是否运行，通过频率输入框输入变频器的频率值，频率值即写入变频器。可写范围050HZ。按下启停按键控制变频器的启停。留意：系统处在自动运行时，手动画面的“启停和频率输入无效。手动运行方式主要供检修及变频器故障时用，正常情况下系统工作在自动形式。
9、align=center图2手动运行画面Fig.2Automaticoperationpicture/align2自动运行当系统上电，控制面板上的双向开关打到手动方式，系统处于自动运行状态。系统自动根据用户翻开的排毒柜的数目计算变频器的赫兹数，在系统实际运行经过中，用户可以根据实际情况，通过设置启动频率调整变频器的运行频率，设置启动频率不影响自动运行的正常运行。自动运行画面，如图3所示。align=center图3自动运行画面Fig.3Automaticoperationpicture/align系统处在自动运行状态，各变频器的频率由系统自动计算，讲明：7P1、7P2、7P3、6P1、6P2、
10、5P1、5P2、5P3、5P4的频率由输入的排毒柜状态自动计算。9P1的频率由输入5P2、5P3、6P1、7P1、7P2的排毒柜状态计算。9P2的频率由输入5P1、5P4、6P2、7P3的排毒柜状态计算。7X1的频率由输入7P1、7P2、7P3的排毒柜状态计算。6X1的频率由输入6P1、6P2的排毒柜状态计算。5X1的频率由输入5P1、5P2、5P3、5P4的排毒柜状态计算。3.2PLC与变频器通讯71通讯连接CP1H侧使用CP1W-CIF11，CP1W-CIF11开关设定:1=ON终端电阻;2,3=ONRS485方式;5=ON不要echoback数据;6=ONRS485方式。2变频器根本参数
11、设置6：“n0.02制止选择变更参数：设定为“9，最高频率50HZ时的初始化。“n2.00频率指令选择：设定为“4，RS485通讯发出的频率指令有效。“n2.01运转指令选择：设定为“1，控制回路端子操纵的STOP键也有效。“n2.05接通电源/切换运转指令后的运转选择：设定为“2，接通电源后有效/切换运转指令后有效。“n9.00RS485通讯从站地址：设定从站地址。“n9.02RS485通讯错误检出时的动作：设定为“0，显示警告继续运转。3CP1H程序设定7为了使用方便，欧姆龙推出了支持3G3MZ、3G3RV、3G3MZ这几款变频器通讯的功能块，适用于欧姆龙的CS1/CJ1CPU需V3.0及
12、以上系列的通讯板和通讯单元需支持串口网关功能的版本以及CP1H的内置通讯口，端口协议选为Serial-Gateway。功能块使用如下表1。align=center表1功能块使用表Tab.1Functionblocktheuseoftable/align必须使用Refresh功能块，所有的其他功能块都是以该功能块为根底进展通讯的详细参数设定如下。CP1H设定Uintselection设定为CCCC，对于SCB设定为BBBB，对于SCU设定从&0-&15对于ScanlistNo设定如下：Bit0对应播送，Bit1对应01站，Bit2对应02站，假如同时连接01和02站，那么设定00000006，在
13、通讯经过中不能修改该参数，否那么导致不可预测结果。其中I/FAreaID，读写变频器的参数2个字和MessageAreaID命令发送响应状态，但是当调用其他功能块时需要设定一样的区域和地址。Refresh功能块如图4所示。align=center图4Refresh功能块Fig.4RefreshAutomaticoperationpicture/align4完毕语本套方案中，完全通过PLC的485总线控制多台变频器。可在线对各个电机的运转速度进展监控与设置，同时由于变频器和PLC安装于相隔较远的地方，也减少了变频器对PLC的干扰。该系统具有硬件简单、可靠性高、抗干扰性强、实用性好等优点。1史增芳
14、，姜岩蕾，黄宗建.基于变频技术的风机调速系统J.工矿自动化，2007.1：97-992李彬,符永逸.多变频器的总线控制J.微计算机信息，2006.8：18-203钟肇新.（可编程控制其原理及应用）M.华南理工大学出版社，20044刘震.PLC在三相沟通畀步电动机变频调运中的应用J.工矿自动化，2005.105：69-705吴伟，邬冠华，喻金科.基于RS-485的PLC与多台变频器通讯的实现及应用.自动化仪表，2005，269：55-576欧姆龙3G3MZ的操纵手册7OMRONCP1H编程手册第一作者周红丽，女，1982年生，现为青岛理工大学计算机工程学院在读硕士研究生，主要研究方向为计算机控制与检测系统的设计。联络方式：山东青岛四方区抚顺道11号青岛理工大学284信箱联络周红丽地址：山东青岛四方区抚顺道11号青岛理工大学284信箱：266033E-mail:zhl19820216126：0532-850712980