西门子6ES7531-7LH00-0AB0详细参数

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PLC和变频器控制电动机运行状态切换控制要求

  按下SB1，电动机20Hz运转，5s以后，电动机以10Hz反转，10s后，电动机停止。

  相关知识

  在自动生产控制中，许多设备需要用定时器进行生产步骤的自动控制。在PLC的控制系统中，定时器的使用非常普遍，电动机从启动到停止，从正转到反转都可以通过时间继电器来进行设置与控制。定时器的运用使得许多生产过程和设备的运行实现自动化，脱离了人为的操作，更加准确，也更加安全。在变频器的运动控制系统中，利用PLC控制变频器的运行状态，借助PLC中定时器可以方便地实现变频器速度的自动切换，只要在系统运行前对变频器做好相关的设置即可。

  控制方案

  (1)接线图

  变频器延时控制接线图如图3-19所示。

  图3-19 变频器延时控制接线图

  (2)变频器参数设置

  如图3-19所示，变频器与PLC的接线表明电动机正转Y1、反转Y2的启动信号将用到FR-FU

  A700的端子STF、STR和SD，即需要设置变频器的启动信号为外部信号输入方式。本例中电动机采用两种运行频率，PLC用Y3、Y4来控制FR-A700的端子RM、RL，即需要设置变频器的端子RH、RM、RL、STR-SD进行频率设定。

  接好变频器的主回路与控制回路后，设定变频器参数：设置参数Pr79=3，即选择变频器为外部/PU组合运行模式1。此时指示灯PU和EXT都亮。设置RM为10Hz，RL为20Hz，即Pr5=10Hz，Pr6=20Hz。

  (3)梯形图

  变频器延时控制梯形图如图3-20所示。

  图3-20 变频器延时控制梯形图

  (4)控制过程分析

  如图3-20所示，按下按钮SB1，输入信号X1接通，输出信号Y1(STF)和Y4(RL)接通，电动机以20Hz正转，同时接通时间继电器T0。延时5s后，T0的常闭触点断开，电动机停止正转运行；T0的常开触点闭合，输出信号Y2(STR)和Y3(RM)接通，电动机以10Hz反转，同时接通时间继电器T1，延时10s后，T1的常闭触点断开，电动机停止运行。

 PLC执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段

  1．输入采样阶段

 在输入采样阶段，PLC以扫描工作方式按顺序对所有输入端的输入状态进行采样，并存入输入映象寄存器中，此时输入映象寄存器被刷新。接着进入程序处理阶段，在程序执行阶段或其它阶段，即使输入状态发生变化，输入映象寄存器的内容也不会改变，输入状态的变化只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被采样到。

    2．程序执行阶段

  在程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描执行。若程序用梯形图来表示，则总是按先上后下，先左后右的顺序进行。当遇到程序跳转指令时，则根据跳转条件是否满足来决定程序是否跳转。当指令中涉及到输入、输出状态时，PLC从输入映像寄存器和元件映象寄存器中读出，根据用户程序进行运算，运算的结果再存入元件映象寄存器中。对于元件映象寄存器来说，其内容会随程序执行的过程而变化。

  3．输出刷新阶段

 当所有程序执行完毕后，进入输出处理阶段。在这一阶段里，PLC将输出映象寄存器中与输出有关的状态（输出继电器状态）转存到输出锁存器中，并通过一定方式输出，驱动外部负载。

   因此，PLC在一个扫描周期内，对输入状态的采样只在输入采样阶段进行。当PLC进入程序执行阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入采样阶段才对输入状态进行重新采样。这方式称为集中采样，即在一个扫描周期内，集中一段时间对输入状态进行采样。

  在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则后一次有效。在一个扫描周期内，只在输出刷新阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。这种方式称为集中输出。

对于小型PLC，其I/O点数较少，用户程序较短，一般采用集中采样、集中输出的工作方式，虽然在一定程度上降低了系统的响应速度，但使PLC工作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。

    而对于大中型PLC，其I/O点数较多，控制功能强，用户程序较长，为提高系统响应速度，可以采用定期采样、定期输出方式，或中断输入、输出方式以及采用智能I/O接口等多种方式。

     从上述分析可知，当PLC的输入端输入信号发生变化到PLC输出端对该输入变化作出反应，需要一段时间，这种现象称为PLC输入／输出响应滞后。对一般的工业控制，这种滞后是完全允许的。应该注意的是，这种响应滞后不仅是由于PLC扫描工作方式造成，更主要是PLC输入接口的滤波环节带来的输入延迟，以及输出接口中驱动器件的动作时间带来输出延迟，同时还与程序设计有关。滞后时间是设计PLC应用系统时应注意把握的一个参数。