1、用三菱 PLC-FX2N 与 F940 变频器设计一个带 PID 控制的恒压供水系统控制要求：（1）有两台水泵，按设计要求一台运行，一台备用，自动运行时泵运行累计 100 小时轮换一次，手动时不切换。（2）两台水泵分别由 m1、m2 电动机拖动，电动机同步转速为 3000 转/min，由 km1、km2 控制。（3）切换后起动和停电后起动须 5s 报警，运行异常可自动切换到备用泵，并报警。（4）采用 plc 的 pid 调节指令。（5）变频器（使用三菱 fr-a540）采用 plc 的特殊功能单元 fx0n-3a 的模拟输出，调节电动机的转速。（6）水压在 010kg 可调，通过触摸屏（使用三
2、菱 f940）输入调节。（7）触摸屏可以显示设定水压、实际水压、水泵的运行时间、转速、报警信号等。（8）变频器的其余参数自行设定。软件设计：1fx2n-48mrplc 的 i/o 分配：根据控制要求及 i/o 分配，其系统接线图如图所示。plc 输入，x1：1 号泵水流开关；x2：2 号泵水流开关；x3：过压保护。plc 输出，y1：km1；y2：km2；y4：报警器；10：变频器 stf。2触摸屏画面设：根据控制要求及 i/o 分配，制作触摸屏画面。触摸屏输入：m500：自动起动。m100：手动 1 号泵。m101：手动 2 号泵。m102：停止。m103：运行时间复位。m104：清除报警。
3、d300：水压设定。触摸屏输出：y0：1 号泵运行指示。y1：2 号泵运行指示。t20：1 号泵故障。t21：2 号泵故障。d101：当前水压。d502：泵累计运行的时间。d102：电动机的转速。3. plc 的程序：根据控制要求，画出 fx2n-48mr 的程序梯形图、plc 程序如下图所示。此主题相关图片如下，点击图片看大图：plc 的程序简述：plc 得电后，通过程序把模块中的摸拟量压力信号转化成压力数字量(d160)，将压力的数据寄存器 d160 的值除以 25 以校正压力的实际值(由特殊功能模拟模块 fx0n-3a 的资料可知：因 0-10kg 对应的是数值是 0-250，所以压力与
4、数值的关系是 1：25)。在该系统中我们规定了电动机同步转速为 3000 转/min，所以同步转速的设定低于 3000 转/min 对电机的保护是有好处的。这里我们把转速设定为不能超过 1250 转/min，则数值与通过 pid 程序运算的 mv（输出）值 d150（即电动机转速量）的关系为 1：5(由特殊功能模拟模块 fx0n-3a 的资料可知：因数值是 0-250 对应的是 0-1250 转/min，则数值与转速的关系是 1：5)。所以电动机的转速实际值校正数d102=d150510（其中除以 10 是因为所有实数参与 pid 的 sv 设定值d500，pv 当前值d160，运算都是以 1
5、000%加入的。所以要得到 mv 输出值d150 的实际数值需要除以 10） 。因该系统中电机的转速是与压力成正比的,转速加大;压力也加大!（这里要注意：动作方向【s3】+1,当前值 pv，d500 设定值sv，d160；即 bit=1，选择逆动作）所以将压力数字量寄存器 d160 用于 pid 程序的 pv（当前）数字量做为时刻检查管内的当前压力状况。 4变频器设置：（1）上限频率 pr1=50hz；（2）下限频率 pr2=30hz；（3）基底频率 pr3=50hz；（4）加速时间pr7=3s；（5）减速时间 pr8=3s；（6）电子过电流保护 pr9=电动机的额定电流；（7）起动频率pr1
6、3=10hz；（8）du 面板的第三监视功能为变频繁器的输出功率 pr5=14；（9）智能模式选择为节能模式 pr60=4；（ 10）设定端子 25 间的频率设定为电压信号 010v， pr73=0；（11）允许所有参数的读/写 pr160=0；（12）操作模式选择（外部运行）pr79=2；（13）其他设置为默认值。5. 系统调试：（1）将触摸屏 rs232 接口与计算机连接，将触摸屏 rs422 接口与 plc 编程接口连接，编写好 fx0n-3a 偏移/增益调整程序，连接好 fx0n-3a i/o 电路，通过 gain 和 offset 调整偏移/增益。（2）按图设计好触摸屏画面，并设置好
7、各控件的属性，按图所示编写好 plc 程序，并传送到触摸屏和plc。（3）将 plc 运行开关保持 off，程序设定为监视状态，按触摸屏上的按钮，观察程序触点动作情况，如动作不正确，检查触摸屏属性设置和程序是否对应。（4）系统时间应正确显示。（5）改变触摸屏输入寄存器值，观察程序对应寄存器的值变化。（6）按图连接好 plc 的 i/o 线路和变频器的控制电路及主电路。（7）将 plc 运行开关保持 on，设定水压调整为 3kg。（8）按手动起动，设备应正常起动，观察各设备运行是否正常，变频器输出频率是否相对平稳，实际水压与设定的偏差。（9）如果水压在设定值上下有剧烈的抖动，则应该调节 pid 指令的微分参数，将值设定小一些，同时适当增加积分参数值。如果调整过于缓慢，水压的上下偏差很大，则系统比例常数太大，应适当减小。（10）测试其他功能，是否跟控制要求相符。
