一、背景
最近项目中用到了AB PLC,由于之前没有用过AB系列的PLC,特记录下来,以备后续查询。
模拟量信号传输是实现变频器精准调速的常用方法。这次的项目以AB PLC CompactLogix系列为控制核心,搭配1769-IF16C模拟量输入模块与1769-OF8C模拟量输出模块,完成汇川变频器运行频率的实时采集与给定控制。
通过1769-IF16C采集汇川变频器输出的4-20mA频率反馈信号,经PLC标度换算后转化为工程单位频率值;同时根据控制逻辑,通过1769-OF8C输出4-20mA信号至变频器,实现0-50Hz的变频调速。
二、硬件配置

三、硬件组态
1、双击Studio 5000打开AB PLC的编程软件,在弹出的窗口中,点击New Project 创建一个新工程

2、在弹出的新工程窗口中,选择控制器型号,给工程起一个名字,选择要保存的位置后,点击Finish完成创建

3、配置模块硬件信息:创建项目成功后,在软件左侧的Controller Origanizer窗口中,展开I/O Configuration,并在下面1769 Bus上点击右键,在弹出的右键菜单中,选择New Module

4、在弹出的选择Module类型窗口中,在目录Table中,只勾选Analog,然后在下方的列表中,找到1769-IF16C,选中,并点击创建

5、在弹出的对话框中,在通用Table中的Name项,输入A1,给模块起个名称,然后点击OK

6、创建好以后,可以在I/O Configuration中看到已经将该模块添加到了背板总线上,在该模块上点击右键,选择Properties,弹出该模块的属性对话框,在Configuration选项卡中,将每一个通道都打钩,即选中使能,在Input Range中选择4mA to 20mA,在后面的Data Format中选择Engineering Units,勾选下方的Enable Real Time Sample,填写1000ms,然后点击OK

7、用上面同样的方法,创建1769-OF8C模块

8、创建好后,在I/O Configuration中右键点击该模块,并选择
Properties,弹出该模块的属性对话框,在Configuration选项卡中,将每一个通道都打钩,即选中使能,在Input Range中选择4mA to 20mA,在后面的Data Format中选择Engineering Units

9、切换到Limits选项卡,对每个通道设置其量程范围,这里只用到了通道0,因此将0通道的最小值设为4000,最大值设为20000,然后点击OK

四、编写PLC程序
因为现场传感器输出的是4到20mA的电流信号,而PLC内部接收的是数字量信号,模拟量输入模块会将接收到的电流信号,转换为数字量信号,模拟量输出模块会将PLC通过模拟量输出的数字量信息转换为4到20mAd电流信号。因此,需要在PLC程序中,对上面的信号转换进行程序编写,至于换算原理,网上已经有很多教程,这里就不细说了,直接给出程序代码
1、在Controller Organizer窗口中,在Add-On Instructions上点击右键,选择New Add-On Instructions

2、在弹出的New Add-On Instruction窗口中,在Name项中,输入该程序块的名称Scale_with_Parameters,在下方的Type中,选择编程语言,这里我选择梯形图,如果你对功能块或结构文本比较熟悉,也可以选择这两个作为该块的编程语言。选择好后,点击OK

3、创建完成后,在打开的Add-On Instruction Definition中,切换到Parameters选项卡,输入该块需要用到的变量

4、切换到Local Tags选项卡,输入该程序块内部用到的局部标签,完成后点击确认

5、在右侧的编程窗口中,输入对应的梯形图程序

6、同样的方法,再创建一个程序块,名称为Unscale_with_Parameters

7、在Parameters选项卡中,输入变量及变量类型

8、在Local Tags中输入标签

9、在右侧梯形图窗口中,输入换算程序

10、在Controller Organizer中找到Tasks,展开MainTask,在MainProgram中双击MainRoutine打开该程序,在程序中,编写频率反馈和给定的程序
11、直接将上面编写好的Scale_with_Parameters程序拖入到梯形图中

12、编写频率给定的程序

这样PLC中的程序就编写完成了,编译程序确保程序没有报错,然后点击保存,先将程序保存下。
五、汇川变频器参数设置
这里用到的是汇川的HVD100 系列变频器,该系列变频器常用的参数设置如下
1、设置电机参数
目的是将电机参数录入变频器,让变频器识别电机规格,确保调速精度和电机安全
(1)F1-00:电机类型选择,0:为普通异步电机,1:为变频异步电机,根据实际电机情况选择,我这里是普通电机,选择默认的0
(2)F1-01:电机额定功率,根据电机铭牌实际填写
(3)F1-02:电机额定电压,根据电机铭牌实际填写
(4)F1-03:电机额定电流,根据电机铭牌实际填写
(5)F1-04:电机额定频率,根据电机铭牌实际填写
(6)F1-05:电机额定转速,根据电机实际填写
2、设置频率源选择
用于指定变频器的启停控制方式和频率调节方式,确保由PLC控制变频器运行和调速
(1)F0-02:命令源选择
0:数码管键盘/液晶键盘/后台软件命令通道
1:端子命令通道
2:通讯命令通道
这里由于用的是模拟量,因此,选择1,端子命令通道
(2)F0-03:主频率源X选择,这里选择2:AI1
(3)F0-04:辅助频率源Y选择,这里选择3:AI2
(4)F0-07:频率源叠加选择,这里选择2:主频率源X与辅助频率源Y切换
(5)F0-17:加速时间1,这里选择默认20
(6)F0-18:减速时间1,这里选择默认20
(7)F0-19:加减速时间单位,这里选择默认0,即1秒
3、其它参数设置
(1)F4-00:DI1端子功能选择,这里选择为1:正转运行
(2)F4-01:DI2端子功能选择,这里选择为18:频率源切换
(3)F4-18:AI曲线2最小输入,填写2
(4)F4-19:AI曲线2最小输入对应设定,填写0
(5)F5-10:AO1零偏系数,设为20
(6)F5-11:AO1增益,设为0.8
六、运行调试
上面所有参数设置完成后,将PLC程序下载到PLC中,运行PLC程序,在PLC的监视窗口中,观察频率反馈值,看其值是否与变频器面板现实一致,若不一致,需要排查上面参数是否完全设置正确。
在PLC中的频率给定变量中,设置一个频率,查看变频器是否根据频率给定的值来调整变频器频率,若调整到指定频率,则频率给定正确。