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基于西门子PLC与MM440变频器的多段速控制方法应用

作者：赵海燕 落宝龙 张雨生

来源：《中国科技纵横》2015年第08期

【摘 要】随着我国社会水平的提升，经济步伐的推进，机电技术也在这个过程中得到了较大程度的发展。直接选择固定频率控制方式与二进制编码固定频率控制方式是主要的多段速控制方式，并且广泛地应用于工业生产系统的设计当中。在本文中，将就基于西门子PLC与MM440变频器的多段速控制方法应用进行一定的分析与探讨。 【关键词】西门子PLC MM440变频器 多段速控制方法 1 引言

某城市水利门机工程，其负责着液压门启闭机检修、井口钢盖板起吊以及电站检修门的启闭功能。在运行20余年之后，目前设备老化较为严重，存在着较多的缺陷与故障，需要对其进行一定的改造。 2 改造思路

门机可以说是水利行业的一项重要设备，其在日常工作中主要是以工作人员人工目测的方式进行操作，并通过控制器的操作起到分级切除电阻的作用，从而使电机在不同特性曲线上运行以起到在不同档位上对重物进行起吊的目的。通过对门机起吊工作所具有的特点以及操作人员习惯，本系统以分档调速的方式，并在主令控制器发令、由PLC进行一系列运算之后将其输出到控制变频器输入口，以此起到良好的调速效果。 3 多段速控制方式

3.1直接选择固定频率控制方式

在本方式中，对于频率的控制思路就是将变频器的数字输入口设置为频率选择口，且将2个数字接口作为正反向控制口。 3.1.1 MM440参数设置

在MM440数字输入口的1至4DIN中，我们将其设置为固定频率端口，且将第一档作为点动档频率，并在此基础上将其余频率以逐级的方式进行增加。同时，5、6DIN口我们则将其设置为电机的正反转口。

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3.1.2 PCL设计

多段速控制。当控制器向第一档操作后，PLC则会控制1、5DIN进行闭合，并传输出第一档低速频率，通过变频器的应用将电机并行正向第一段位置处；当档位变为正向第二档之后，接口2闭合，且将其它数字输入口进行切断，以此使电机能够根据斜坡上升时间所具有的斜率运行并在加速之后最终稳定处于第二档频率处。在这个过程中，同正向档位所存在的一个差异就是在档位处于反向状态时接口6关闭且同时使MM440以反向的方式进行运行，且在此过程中PLC所具有的频率控制接口同其以正向方式运行具有着相同的情况。

点动控制。当控制器处于零位时，当其发出正向运行的指令之后，PLC系统则会将接口1以及接口5保持闭合，且此时将电机以低速一档的速度运行。而由于其给出的闭合时间同相对较短，所以该档位也能够同时具有点动的功能。

故障与保护。当整个系统送电之后，为了避免控制器因为以手动的方式复位且不会以准确的方式处于零位、最终使整个起重机因此会出现不安全的动作行为，我们也在PLC中适当了添加了控制器的联锁功能，即当控制器处于零位时，整个电路接触器能够同MM440保持良好的吸合状态。

之后，我们将MM440所具有的故障、准备完成以及电子称相关接点同PLC输入端保持连接，并对这部分点所具有的运行状态进行采集。在经过一定PLC逻辑运算之后，其则能够在极限或者异常状态下对MM440具有良好的控制效果。 3.2二进制编码固定频率控制方式

对于部分需要经常对频率进行变动的情况来说，我们则可以考虑在系统中单独的设置正向点动。其通过2个输入口作为点动控制口来实现该项功能。在此情况下，如果我们想通过数字输入端口的应用对控制功能进行实现，则需要将端口更换成on系列命令，同时以二进制编码方式的应用对多种速度控制功能进行实现，而这也正是该二进制编码控制方式的意义。 3.2.1 MM440参数设置

为了能够对系统控制功能进行良好的实现，我们将DIN5、DIN6设置为点动口，其中DIN5=10、DIN6=11。 3.2.2 PLC设计

在本控制方式中，其主要I/O点的设置情况同上述我们提到过的直接选择式控制方法没有存在很大的差别，两者之间所存在的主要差距则为Q1会以点动的命令方式实现控制输出。 多段速控制。在主控制器向正向档位移动之后，PLC则会使DIN1保持闭合状态，并同时发出二进制编码。之后，变频器则能够通过电机的启动将电机以正向运行，并将其保持同一档

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频率所具有的速度上，此时系统的其它档位则具有着基本相同的输出情况。而当系统对控制器使反向控制时，则会使DIN1闭合，同时发出二进制编码。此时，变频器则能够通过对电机的控制将其以反向方式运行，并最终处于反向频率速度位置上。

点动控制。当控制器处于零位状态时，系统在发出正向命令之后则会使DIN4闭合，并将便频率处于P103频率位置处，以此使电机能够以较低的速度运行。

故障与保护。在本方式的该环节中，其主要控制方式同之前我们描述的直接选择控制方式的思路整体相同，在此不再赘述。 3.3两种方式分析

在上文中我们所描述的两种控制方式中，其都具有着各自的特点。其中，直接选择方式对于原绕线式电阻调速的控制方式进行了充分的考虑，能够使工作人员不对原有操作习惯进行变更的情况下对控制功能进行了良好的实现，具有着更为稳定、简便以及成熟的特点。而对于二进制编码控制方式来说，其同直接选择式相比则具有着更为灵活的控制特点，对于需要经常变动点动频率的场合则可以通过MM440输入端口同二进制命令的传输对多段速控制功能进行了实现，而如果此场合不需要进行过多的点动，则还能够将其中的5、6端口用于其它功能的实现。而经过以上对两者之间的分析则能够使我们认识到，如果该场合不需要进行强化点动控制，那么则可以选择直接选择控制方式，因为对于该种控制方式来说，其能够将电机启动控制区同频率给定进行良好的分隔，具有着更为可靠的控制特点。 4 结语

在上文中，我们对基于西门子PLC与MM440变频器的多段速控制方法应用的两种控制方式进行了一定的研究与分析，两种方式都能够较好的满足我们系统的设计需求，需要我们根据实际情况对其进行适当的选择。 参考文献：

[1]詹寅维.西门子MM440变频器一拖二的调试[J].物流技术与应用，2011（01）：80-81. [2]陈军.西门子MM440变频器在机械加工设备的应用与维修[J].装备制造技术，2011（01）：93-94.

[3]姜义.基于西门子PLCS7-200与变频器在保温辊床中的应用[J].机床电器，2011（01）：33-34.