三相异步电动机多速运行控制实训优化

1.实训任务

用PLC、变频器设计一个电动机的三速运行的控制系统，并在实训室完成模拟调试。

（1）控制要求

按下起动按钮，电动机以30Hz速度运行，5s后转为45Hz运行，再过5s转为20Hz运行，按停止按钮，电动机停止。

（2）实训目的

1）了解PLC和变频器综合控制的一般方法。

2）了解变频器外部端子的作用。

3）熟悉变频器多段调速的参数设置和外部端子的接线。

4）能运用变频器的外部端子和参数实现变频器的多段速度控制。

2.实训步骤

（1）设计思路

电动机的三速运行采用变频器的多段速度来控制；变频器的多段运行信号通过PLC的输出端子来提供，即通过PLC控制变频器的RL、RM、RH以及STF端子与SD端子的通断。

（2）变频器的设定参数

根据控制要求，除了设定变频器的基本参数以外，还必须设定操作模式选择和多段速度设定等参数，具体参数如下：

1）上限频率Pr.1=50Hz；

2）下限频率Pr.2=0Hz；

3）加减速基准频率Pr.20=50Hz；

4）加速时间Pr.7=2s；

5）减速时间Pr.8=2s；

6）电子过电流保护Pr.9=电动机的额定电流；

7）操作模式选择（组合）Pr.79=3；

8）多段速度设定（1速）Pr.4=20Hz；

9）多段速度设定（2速）Pr.5=45Hz；

10）多段速度设定（3速）Pr.6=30Hz。

（3）PLC的I/O分配

根据系统的控制要求、设计思路和变频器的设定参数，PLC的I/O分配如下。

X0——停止（复位）按钮，X1——起动按钮，Y0——运行信号（STF），Y1——3速（RL），Y2——2速（RM），Y3——1速（RH）。

（4）控制程序

根据系统的控制要求，可以看出该控制是一个典型的顺序控制，所以，首选状态转移图来设计系统的程序，其状态转移图如图7-40所示。

（5）系统接线图(www.xing528.com)

根据控制要求及I/O分配，其系统接线图如图7-41所示。

图7-40 电动机多速运行的控制程序状态转移图

图7-41 电动机多速运行的系统接线图

（6）实训器材

根据控制要求、I/O分配及系统接线图，完成本实训需要配备如下器材：

1）PLC应用技术综合实训装置1台。

2）变频器模块1个。

3）PLC主机模块1个（含FX_2N系列PLC，下同）。

4）计算机1台（已安装GPP软件，下同）。

5）开关、按钮板模块1个。

6）电动机1台

7）电工常用工具1套。

8）导线若干。

（7）系统调试

1）设定参数。按上述变频器的设定参数值设定变频器的参数。

2）输入程序。按图7-40所示的状态转移图正确输入程序。

3）PLC模拟调试。按图7-41所示的系统接线图正确连接好输入设备，进行PLC的模拟调试，观察PLC的输出指示灯是否按要求指示（按下起动按钮X1，PLC输出指示灯Y0、Y1亮，5s后Y1灭Y0、Y2亮，再过5s后Y2灭Y0、Y3亮，任何时候按下停止按钮X0，Y0～Y3都熄灭），若不按要求指示，检查并修改程序，直至指示正确。

4）空载调试。按图7-41所示的系统接线图，将PLC与变频器连接好（不接电动机），进行PLC、变频器的空载调试，通过变频器的操作面板观察变频器的输出频率是否符合要求：即按下起动按钮X1，变频器输出30Hz，5s后输出45Hz，再过5s后输出20Hz，任何时候按下停止按钮X0，变频器减速至停止。若不符合要求，则检查系统接线、变频器参数、PLC程序，直至变频器按要求运行。

5）系统调试。按图7-41所示的系统接线图正确连接好全部设备，进行系统调试，观察电动机能否按控制要求运行：即按下起动按钮X1，电动机以30Hz速度运行，5s后转为45Hz速度运行，再过5s后转为20Hz速度运行，任何时候按下停止按钮X0，电动机在2s内减速至停止。若不能按控制要求运行，则检查系统接线、变频器参数、PLC程序，直至电动机按控制要求运行。

3.实训报告

（1）分析与总结

1）描述电动机的运行情况，并与三速电动机的运行进行比较，说明其异同。

2）实训中，设置了哪些参数？使用了哪些外部端子？

（2）巩固与提高

1）请用基本逻辑指令设计PLC的控制程序。

2）若将电动机的三速运行改为五速运行，则应如何设计PLC的控制程序和系统接线图？