触摸屏是一种新型的人机界面，是在操作人员和机器设备之间作信息沟通的桥梁，非常适用于工业环境。 利用 PLC 的模拟量输入输出功能对变频器进行控制，由于模拟量可以平滑地调整，因此变频器也可以实现近似于无级调速的平滑调速，这是运用非常广泛的变频器控制方法。在 PLC 模拟量控制变频器调速系统中融入触摸屏技术，可以实现变频器运行频率的实时写入与读出，并为操作人员提供信息量十分丰富的交互界面，使整个控制系统功能更为全面、操作更为简便，技术层次得到了较大的提高。
1 系统设计
1．1 主要设备
西门子 S7-200 系列 CPU224XP 型 PLC、 西门子 MicroMaster420型变频器、威纶MT506 型触摸屏。
1．2 系统构成
西门子 S7-200 系列 CPU224XP 型 PLC 集成了模拟量输入/输出功能，将 PLC 模拟量输出模块的 V、M （ 电 压 输 出 ） 两 端 分 别 与MicroMaster420 型变频器的 3、4 号控制端子（模拟输入源）相连，即可使PLC 向变频器输出模拟电压信号； 将 PLC 模拟量输入模块的 A+、M 两端分别与变频器的 12、13 号控制端子（模拟输出）相连，即可使 PLC 取得变频器运行时输出的模拟电流信号， 该信号的大小与变频器的输出频率相对应；将 PLC 的 Q0.4、Q0.5、2L 分别与变频器的 5、6、8 号控制端子相连，当 PLC 的输出点 Q0.4 动作时，即可对变频器发出启动/停止命令；当 PLC 的输出点 Q0.5 动作时，即对变频器发出反转控制命令。由于使用了触摸屏，因此无需在 PLC 输入点上接按钮、开关等主令元件。
1．3 系统的控制要求
本系统采用触摸屏控制，由触摸屏输入电动机的初始运行频率，初始运行频率必须介于 0~50Hz 之间、若初始频率不符合要求则在触摸屏上显示报警信息，并且系统不能启动。触摸屏上设置系统启动开关、 反转切换开关、加速按钮和减速按钮。启动开关闭合时，变频器以初始频率运行，加速按钮每动作一次，则运行频率增加 5Hz，减速按钮每动作一次则运行频率减少 10Hz。 系统加速时运行频率不得超过 50Hz，系统减速时运行频率不得低于 5Hz。 反转切换开关动作时，电动机反向旋转。 启动开关断开后，电动机停转。 在系统运行过程中，触摸屏上能实时显示变频器的当前运行频率。
1．4 变频器参数设置
变频器参数恢复工厂设置后，只需按系统需要改变 P1120、P1121（斜坡上升、下降时间），其余参数均保持默认状态，即可进行运行调试。
2 触摸屏人机界面的设计
按照上述控制要求，设计触摸屏人机界面，该人机界面中主要元件的设置如下：
初始频率：VW100，数值输入元件，十进制格式，小数点一位
当前频率：VD110，数值显示元件，单精度浮点数格式，小数点一位
报警信号：M11.0，“初始频率未设定” 报警；M11.1，“初始频率超限”报警
启动开关：M10.0，切换开关
反转开关：M10.1，切换开关
加速按钮：M10.2，复归型开关
减速按钮：M10.3，复归型开关
3 控制程序设计方法
3．1 运行频率的输入
由触摸屏向 PLC 的 VW100 单元输入初始运行频率，最大数值为 50.0，而由于触摸屏数值输入元件有一位小数点，因此 VW100 的真实 数值将为 500。 西门子CPU224XP型PLC 的模拟量输出规范中满量程数值为32000，所以需要将 VW100 中的数值扩大 64 倍后才能对应模 拟量的输出大小，也就是（VW100×64）→AQW0。因此，在变频器运行 时，改变 VW100 中的数值，同样能改变模拟量输出点AQW0 的输出 电压大小。
3．2 当前运行频率的显示 变频器在运行时 PLC 的模拟量输入点AIW0 会采集到与频率大 小对应的模拟电流信，为了能在触摸屏上能准确显示当前的频率，需要将采集到的模拟量数据必须进行一系列换算。 经过现场调试，换 算出来的数据必须为实数格式，且倍率应为270.0，这样才能将运行频 率实时显示于触摸屏上，即将 AIW0 的数值转换为实数后再除以270.0 后再传送至 VD110 中，也就是（AIW0 转为实数÷270.0）→VD110， 由触摸屏显示当前的频率大小。 由于系统本身存在的误差，显示的频 率误差在 0.1Hz 之内。
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