台达VFD-E系列内置PLC功能的应用分析

前言  
　　
　　VFD-E系列为台达变频器家族的第三代产品，在产品功能、性能与控制技术上均保留了现有产品的优点。VFD-E系列变频器将以全新的市场应用角度、灵活的模块化设计、环保的角色进入市场。  
　　一、VFD-E变频器的功能特征  
　　1.VFD-E提供了多样化现场总线通讯模块，非常适合系统整合应用、立体停车设备、以及远程监控的应用。  
　　2.内建的PLC功能，可以取代小型的单片机控制器、计数器及定时器等，从而大幅度降低系统成本，非常适用功能简单、价格敏感的机械加工行业。  
　　3.VFD-E采用了欧式设计，既可并排安装、又可加挂导轨背板，加上其小巧型可以大幅度缩小了安装空间。  
　　4.VFD-E可以做直流母线并联供电，有效的相互吸收回馈能量，分散刹车电阻负担，并且多台使用同一个刹车模块，大大降低了系统成本。  
　　5.滤波器内建（230V 1phase and 460V 3phase）符合CE/UL标志，完全符合中国出口的市场需要。  
　　6.方便灵活的各种选购配件，例如I/O卡、A/D、D/A模块、数字操作器、PG卡、通讯模块等，用户都可以根据系统的需要来合理的配置，让系统达到最佳性价比。  
　　7.VFD-E完善的保护功能、高精度的电流检测等都是其功能中的一大亮点。  
　　二、VFD-E变频器内置PLC系统特点：  
　　内存程序、往返式来回扫描控制方式。  
　　结束再生的输入/输出控制方式（当执行END指令时输入输出有立即刷新指令）。  
　　基本指令的处理速度几个uS。  
　　指令＋梯形图＋SFC 的程序语言。  
　　350步程序容量。  
　　45个指令种类，包括28个基本指令，17个应用指令  
　　基本配置6个输入点（X），2个输出点（Y）;通过I/O卡可以配置9个输入点，4个输出点。  
　　一般用的辅助继电器共160点M0-M159，特殊用继电器共32点M1000-M1031。  
　　100ms的定时器16个T0～T15。  
　　10、16位的计数器8个 C0～C7，32位的计数器1个C235。  
　　11、一般用的内部寄存器30点D0～D29， 45点特殊寄存器D1000~D1044主要作为存放系统状态、错误信息、监控作用。  
　　12、通过RS485方式来进行程序读出写入。  
　　三、VFD-E变频器的PLC程序执行方式  
　　PLC程序的上传和下载必须再PLC2页面下执行，首先按MODE键到“PLC0”页面，然后按上 键切换到“PLC2”，接着按下“ENTER”，成功会显示“END”，然后会跳回“PLC2”。在没有下载程序到变频器里面之前，如果出现警告可以不理会。注意在上传和下载程序前变频器是在停止状态下。
　　
　　执行VFD-E变频器内部PLC程序有三种方式：  
　　
　　第一种方式：在PLC1页面下，可以自动执行PLC程序。  
　　第二种方式：在PLC2页面下，可经过WPL由通讯控制PLC程序执行/停止。  
　　第三种方式：当为外部多功能输入端子（MI3-MI9）设定为“RUN/STOP PLC(99)”后，端子接点导通(close)时，在PLC页面会显示PLC1，执行PLC程序。端子接点断路（open）时PLC页面会显示PLC0，停止PLC程序。  
　　四、内置PLC的特殊功能装置配置说明  
　　在本文中只是把常用的特殊继电器和寄存器等说明一下，详细内容可到中达电通股份有限公司的网站上（　　http://www.delta-cimic.com）下载VFD-E系列的说明书。  
　　特殊继电器说明  
　　M1000 运转监视常开接点（a接点）。RUN中常时On、a接点。RUN的状态下，此接点On。  
　　M1001运转监视常闭接点（b接点）。RUN中常时Off、b接点。RUN的状态下，此接点Off。  
　　M1005变频器故障指示。  
　　M1006输出频率为零。  
　　M1007变频器运转方向FWD(0)/REV(1)。  
　　M1025变频器RUN(ON)/STOP(OFF)。  
　　M1026变频器运转方向FWD(OFF)/REV(ON)。  
　　M1028高速计数功能开启(ON)/关闭(OFF)。  
　　特殊寄存器功能说明  
　　D1025高速计数器现在值(低位)。  
　　D1025高速计数器现在值(高位)。  
　　变频器特殊指令  
　　（1）DHSCS高速计数功能  
　　DHSCS S1 S2 S3
　　S1：比较值；S2：高速计数器编号；S3：比较结果。  
　　
　　说明：  
　　1. 高速脉冲计数功能需要借助PG卡来实现外部脉冲输入。  
　　2. 由设置DHSCS指令所需要的目标值，并且把M1028(特殊功能继电器，功能是变频器高速计数功能开启ON/OFF)打开，将自动进行计数。如果要清除计数器的数值，需要将M1029(特殊功能继电器，功能是清除高速计数值)设置为ON。  
　　3. 高速计数器有3种控制模式，可以通过特殊寄存器D1044来设定。第一种模式是“A-B相脉冲”的模式，使用可以通过输入A相和B相的脉冲来做计数器的输入， 需要和GND连接。第二种模式是“脉冲＋符号”的模式，使用者可以利用脉冲的输入以及通过符号来做上数或着下数。定义A相来做脉冲，B相来做符号， 需要和GND短接。第三种模式是“脉冲＋标志位”，在计数方式中，可以通过标志位M1030来判断上数或下数，所以使用者知需要连接A相就可以了， 需要和GND短接。  
　　（2）FPID变频器PID控制  
　　
　　FPID S1 S2 S3 S4
　　S1：PID参考目标的输入端子选择（0～4）；S2：PID比例增益P(0～100)； S3：PID积分时间I（0～10000）；S4：PID微分时间D（0～10000）。  
　　（3）FREQ变频器运转控制  
　　FREQ S1 S2 S3
　　S1：设定频率；S2：加速时间；S3：减速时间。  
　　例如： FREQ K5000 K200 K100。  
　　则：设定目标频率为50Hz，加速时间是20S，减速时间是10S。  
　　（4）RPR变频器参数读取  
　　RPR S1 S2
　　S1：参数字地址，2把读取的参数保存到S2中。  
　　（5）WPR变频器参数写入  
　　WPR S1 S2
　　S2为参数的地址，把参数数值S1写到参数S2中。  
　　
　　五、VFD-E变频器运行内置PLC举例  
　　
　　源程序  

　　运行结果  

　　六、结论：  
　　
　　VFD-E系列变频器为台达变频器机种系列的最新产品，在产品功能、性能与控制技术上不仅保留了现有产品的优点，还大大提高了产品的性价比，有利于开拓全新市场和补充现有市场。而且，VFD-E系列变频器的应用领域将十分广泛，包括食品加工、风扇水泵、造纸纺织机械、机床/金属加工机械、输送机与搬运机械及木工机械等领域，都将十分适合。