三菱變頻器外部端子調速可分為模擬量調速和多段速調速。模擬量調速可用電壓DC0~10V或電流DC4~20mA，進行無級調速。我廠用0~10V模擬電壓作為給定量 ，進行開環調速 ；多段速采用外部輸入端子 SD﹑STF﹑RL﹑ RM﹑RH，進行三段速調速。RL﹑RM﹑RH是低﹑中﹑高三段速速度選擇端子，SD是輸入公共端，STF是啟動正轉信號。如圖3中，當Y10，Y11有輸出時，變頻器為低速運行；當Y10，Y12有輸出時，為中速運行；當Y10，Y13有輸出時為高速運行。變頻器2﹑3原理與此相同。三段速分別設置為15Hz﹑30Hz﹑45Hz。在模擬量調速時，通過調整W1﹑W2的分壓比設置KA1閉合時變頻器高速運行，KA2閉合時為低速運行，當KA1﹑KA2都斷開時，變頻器為最高速；變頻器2﹑3原理與此相同。通過編程，PLC根據操作臺發出的信號，選擇控制方式：模擬量調速或多段速調速。三菱變頻器的多段速調速比模擬量調速有較高優先級。

二． 系統構成。

2． 1 工藝流程如下圖：

根據工藝要求，灌裝機前面的輸送帶分成若干段。A﹑B﹑C﹑D﹑E為輸送帶，M13﹑M14﹑M15分別為A﹑B﹑C帶的拖動電機。D帶與灌裝機機械聯動，E帶由另一電機拖動。另外，各帶上均有光電傳感器探測瓶流速度。PLC根據瓶流調整各段輸送帶的速度。

2．2 電氣系統原略圖

變頻器1﹑2﹑3分別控制電機M13﹑M14﹑M15，主回路接線圖略。PLC為FX2N-64MR。FMA﹑11是來自灌裝機變頻器0~10V的輸出信號，經過信號隔離器的轉換作為變頻器1﹑2﹑3的控制信號。圖中KA1-6為輔助繼電器。W1-6為分壓電位器。PLC的輸入端子略。FMA﹑11是來自灌裝機主機變頻器的輸出信號。兩圖中的PLC為同一PLC，圖2中的COM6接DC24V電壓，控制輔助繼電器。

三． 控制思想

變頻器1﹑2﹑3的調速方式為兩種：1.來自灌裝機主機變頻器的模擬信號DC0~10V，經過隔離器轉換為線性DC0~10V，再經過電位器分壓作為變頻器1﹑2﹑3 的給定信號，以控制電機M13﹑M14﹑M15,這樣可以做到輸送帶與灌裝機的速度很好匹配;2.采用多段速控制端子SD﹑STF﹑RL﹑RM﹑RH，通過PLC編程，由PLC發出控制信號以控制速度。PLC根據灌裝機操作臺發出的信號來判斷使用那種速度控制方式，又根據瓶流情況選擇高低速。在模擬信號控制時是通過輔助繼電器KA1和KA2,KA3和KA4,KA5和KA6的組合，經W1﹑W2,W3﹑W4,W5﹑W6分壓控制變頻器輸出速度。在多段速時通過PLC的輸出Y10﹑Y11﹑Y12﹑Y13,Y20﹑Y21﹑Y22﹑Y23,Y24﹑Y25﹑Y26﹑Y27分別調節各個變頻器的輸出頻率以達到多段輸送帶的速度匹配及與灌裝機的速度匹配。在模擬控制方式調整中，電位器分壓比的調整是個關鍵，通過生產調試中摸索，終于找到了比較好的速度匹配。分壓比一旦調好，不得隨意改動。

四． 應用效果

在兩種速度控制方式下，分別調整各變頻器的多段速度頻率及電位器的分壓比，做到了輸送帶速度與灌裝機速度很好的匹配，運行穩定可靠。實踐證明三菱變頻器完全滿足啤酒灌裝生產線輸瓶帶的調速要求。提高了生產效率。此種變頻器控制方式也可用于其他需要速度配合的電機變頻調速。

一、選用品質優良、穩定的曳引機

電梯控制系統首先應該說是一個機械系統。電梯運行就是轎箱在導軌上的往復機械運動，由于其載人功能，對其可靠性、振動噪音和舒適感提出了較為苛刻的要求。電梯機械的可靠性由機械設計和材料的選型可以完全保證。轎箱在X、Y方向的機械振動完全靠導軌的安裝和導靴的加工精度和質量來保證，而Z方向的機械振動與曳 引機及其驅動電機、變頻調速器息息相關。

曳引機是電梯運行的驅動裝置，其性能直接關系到電梯運行的舒適感。曳引機的機械間隙對電梯的影響主要體現 在電梯在加減速過程中，在電機速率發生變化時，電動運行和發電運行狀態將發生切換，造成電梯的振動，極大地影響了電梯的舒適感。在電梯S曲線加減速過程 中，一般各有一兩次明顯失重或者超重感覺，并伴隨曳引機發出異響。另外，對于一些改造的雙速舊梯用曳引機，由于多次高低速切換的巨大沖擊，造成連接套軸中的橡膠墊片嚴重磨損，也會造成上述現象。因此，電梯廠家必須對新選型的曳引機的間隙必須提出明確的要求，并在維保時定期檢查連接軸的磨損情況。

另外，曳引機內部齒輪或者渦輪渦桿的加工、安裝精度差、動平衡調節不好，也會造成電梯在高速時產生振動和噪音。筆者曾經在某個廠家，發現電梯運行的垂直振動特別大，采用了一切辦法均無效的情況下，懷疑為曳引機問題，廠家不相信，更換市場上所有品牌三菱變頻器，均無改善，更換曳引機，問題得到解決。結果問題是該曳 引機生產廠家規模小，檢測手段落后，生產的曳引機，一致性難以保證，給電梯廠造成重大直接和間接的損失。因此，曳引機的選擇，不能貪圖便宜，必須選擇技術實力雄厚，檢測手段齊全，質量保證體系健全的廠家。還有一點要強調的是，在同樣梯速情況下，以選擇曳引機減速比大的曳引機為好。因為減速比大，造成的倒溜 現象就小，啟動舒適感就容易調整。實踐證明，同樣梯速下，采用6極電機曳引機比采用4極電機的啟動舒適感差。本質原因是6極電機比4極電機的啟動轉矩并沒 有大1.5倍以上。

二、選用品質優良的驅動電機

在保證曳引機質量的前提下，與曳引機配套的電機的性能也直接關系到 電梯的起制動過程的性能，問題主要表現為啟動舒適感的好壞。如果電機的啟動轉矩大，在電梯松閘的時刻產生的倒溜就會很小。目前，在許多三菱變頻器的手冊中，有嚴重誤導用戶的說法。三菱變頻器可以達到200%甚至300%以上的啟動轉矩，實際上都是沒有實際意義的。如果一個電機的設計啟動轉矩和最大轉矩 小，三菱變頻器再好，也不會產生大的輸出轉矩，而且還容易產生速度的波動，造成振蕩。

根據異步電機的基本知識，電機的M-N曲線如圖1（a）所示，圖 中A點為最初啟動轉矩點，B點為最大轉矩點，C點為額定工作點。其中電機的啟動轉矩 與電機的轉差率s有關，轉差大，初始啟動轉矩大，要提高轉差，要求轉子電阻大，轉子電感小，圖1（b）示出了轉子電阻不同情況下的機械特性曲線。從圖上還可以看出，隨著轉子電阻增大，最大轉矩未發生變化，但是其對應的最大轉差 增大，在同等負載下，轉差也增大。這就是進口品牌電梯采用高轉差電機的原因。可是目前許多進口品牌曳引機為了降低成本，均配備國產低轉差電機，轉差頻率一般小于2.5Hz，其啟動性能大打折扣。因此在選擇曳引機品牌時，其配套電機的品牌和性能的選擇也同等重要。

三、選用性能優良的三菱變頻器

異步電機矢量控制是完全基于電機參數的矢量控制，因此電機參數必須能夠進行自動學習。否則，取得不了優越的性能。因此，首先必須選用能夠進行電機參數自學習的三菱變頻器。其次，三菱變頻器必須具有零速150%以上的轉矩輸出，可以保證良好的啟動和停車舒適感。另外，需要非常好的過載能力，110%的額定負載，必須連 續運行，特別對于高層電梯，需要滿載運行超過30S以上的，更要考慮這一點。一些國外廠家的三菱變頻器，100%額定負載，不能夠連續運行60S，因此，在用 于高層電梯控制的時候，均建議放大一檔使用，給用戶造成了不必要的經濟損失。

選定好三菱變頻器后，要做到比較好的舒適感，關鍵還要調試好三菱變頻器的性能 及運行曲線。電梯在啟動的時候，由于機械導靴有比較大的靜摩擦力，可以通過調節啟動速度和啟動速度保持時間來消除。另外，一般三菱變頻器均有速度環PI參數調 整功能，通過速度環PI參數調整，可以有效調整三菱變頻器的動態響應速度和穩速精度，可提高電梯的啟動和穩態運行的舒適感。啟動性能與低頻PI參數有關，可以 先將低頻I設定為零或者比較大的值，不考慮平層精度情況下調節KP，增大KP，低頻動態響應加快，啟動轉矩大，但是KP過大，容易引起振蕩，啟動和停車爬 行的舒適感會變差。因此，必須增大KP到電梯在滿載、空載情況下，不振蕩為臨界，然后可以逐步減小I參數，達到啟動，爬行均滿意的效果。高頻PI參數調整 原則是，保證啟動加速和停車減速過程的超調最小，一般小于2%額定速度，又要保證穩速情況下的速度精度，一般不超過0.001m/s。先將高頻I設定為零 或者比較大的值，調節K，使參數小于電梯在高頻穩態產生振蕩的臨界參數，然后逐步減小I，使得超調達到要求的指標。對于采用相同曳引機和機械的場合，可以 在調好一臺電梯情況下，通過鍵盤參數拷貝來實現復制。上述中，積分時間常數I的單位為時間單位S。特別提醒的是，目前市場上的絕大多數三菱變頻器PI參數采用 獨立的兩個數來調整，沒有實際物理量概念，此時的I越大，相當于時間常數越小。

對于加減速過程中的舒適感，要通過S曲線調整來解決。一般是加速度 和減速度在0.5~1 之間，開始段急加速和結束段急減速可以調整為0.25~0.5 ，結束段急加速和開始段急減速可以在0.5~0.9 之間。S曲線的調整還與電梯的場所有關，對于醫院、療養院等對舒適感要求很高的場合，需要減小相應參數，對于辦公寫字摟等需要高效率的場合，可以適當增大相應參數。結束段急加速和開始段急減速的增大，有利于克服間隙造成的加減速過程的抖動。

四、采用最佳控制時序

最佳的控制時序是這樣的，三菱變頻器接收到運行命令后，先進入零速運行過程，延時T1，保證電機勵磁達到穩態后打開報閘，同時三菱變頻器開始運行啟動速度的啟動速度 保持時間T2后是高速、低速到零速，零速運行T3后，在保證慣性影響為零的情況下，關閉報閘，由于報閘抱緊需要一定時間，因此必須延遲T4后撤消運行命令。按照此時序，可以保證啟動和停車均有理想的舒適感。在艾默生TD3100三菱變頻器中，T1由F7.00設定，T2由F3.01設定，T3由F7.01設定，T4由控制決定，如果控制器延遲時間不夠，TD3100三菱變頻器將自動延長命令保持時間。

五、其他

1、啟動補償

對 于1.75m/s以下的中低速電梯，由于運行速度較低，基本不需要啟動補償就可以達到比較滿意的程度。對于1.75m/s以上的中高速電梯，如果啟動舒適 感要求比較高的場合，就必須添加稱重裝置，進行啟動轉矩的補償。一般有兩種稱重裝置，開關量檢測和模擬量檢測方式。對于開關量檢測具有成本低，但只能夠做到有級，一般安裝4個開關，可以在空載和滿載之間實現任意4點的準確補償，但是由于是有級補償，還不能夠做到理想的程度。模擬量傳感器可以實現無級補償，但是存在的問題是模擬量傳感器往往隨著電梯的使用，其輸出會發生偏移，造成補償錯誤，效果有時會比不補償還差，因此需要定期對補償增益進行調整。艾默生 TD3100電梯專用三菱變頻器啟動轉矩補償原理。

2、減振器和鋼絲繩的合理選用

許 多電梯廠家，對于減振器選用非常隨意。實際上減振器對于提高電梯的舒適感有非常重要的作用。減振器一般有曳引機底座的橡膠減振墊、轎箱底部的減振彈簧或橡膠減振墊、轎箱頂部的鋼絲繩減振器三種。曳引機底座的減振墊質量和減振效果千差萬別，它直接影響到電梯的舒適感，特別是當電梯上行到頂層2至4層啟動、停 車時，問題將表現的異常突出。轎箱底部的減振器的質量將直接關系到電梯穩態運行的平穩性，如果彈性系數大，特性太硬，將起不到減振作用，會產生高頻振動，人體會感覺到麻腳的感覺，嚴重時，將造成轎箱的高頻振動，產生比較大的噪音。反之，將產生低頻振蕩，造成人體的下沉感。因此必須合理選用。鋼絲繩的減振作 用與轎箱底部的減振器作用相同，必須根據樓層高度，選用彈性系數合理的鋼絲繩，在保證滿載情況下，伸縮量符合要求的情況下，達到良好的減振效果。另外在高層電梯上，由于鋼絲繩較長，松緊程度一致性差時，容易造成高速運行時鋼絲繩的擺動，互相撞擊造成轎箱的振動。一個有效的方法就是在鋼絲繩末端添加鋼絲繩減 振器，對于鋼絲繩的振動波產生有效的吸收，防止反射而形成差拍現象。

3、編碼器的合理選用

編碼器是電梯三菱變頻器閉環 的必要器件，其合理選用對電梯的安全、可靠運行產生重大影響。從安裝方式上，軸套式更加可靠，但價格相對連軸式稍貴。目前許多采用連軸式編碼器廠家，由于標準連軸器在同軸度不好的情況下，很容易折斷，可靠性非常差，就自己采用非常簡單的連接方式，給電梯的運行帶來安全隱患。從接線方式上講，有推挽輸出的和 開路集電極輸出的，建議在編碼器連線超過5m以上時建議選用開路集電極編碼器，以提高抗干擾能力。

編碼器的每轉脈沖數一般在300以上就可以保證三菱變頻器的正常運行，建議在成本許可的情況下，最好將編碼器每轉脈沖數提高到1000到2000，可以大大提高電梯的啟動舒適感。原因是每轉脈沖數越大，啟動溜車就容易實現快速檢測，從而達到轉矩的快速調整，減小溜車。

4、控制系統的合理接地

電 梯控制系統中，接地是一個影響可靠性的關鍵問題。由于我國供電的不規范，大多數場合是三相四線制，而非三相五線制，接地問題變得更加突出。在安裝調試時首先必須保證控制柜、曳引機及轎箱可靠接地或零，然后是編碼器接地。但是要強調的是，目前市場上編碼器的規范性較差，有些編碼器自身的抗干擾能力差，設計廠 家將編碼器引線的屏蔽層與編碼器外殼連接，這是非常嚴重的錯誤。如果用戶將編碼器屏蔽層與三菱變頻器的地相接時，由于兩端接地，三菱變頻器與電機之間存在電位差，容易產生干擾，輕者造成電梯的低頻抖動和隨機的過流保護，重者當調試現場曳引機沒有接地或者接地不良時，電機的漏電將造成三菱變頻器接口板的嚴重損壞。因此， 建議選用屏蔽層與外殼不連接的編碼器，實施遠端一點接地，可以大大提高系統的可靠性。

5、制動電阻的合理選取

制動 電阻是用于消耗電梯在發電過程中產生的回饋電能，電阻阻值的選取參考三菱變頻器說明書有關內容以100%制動轉矩選取，但是電阻功率大小直接關系到體積和價格，許多廠家不知道如何選取，同等功率的三菱變頻器電阻全部是一樣的。這是存在嚴重隱患的。因為電阻的功率與樓層的高度是有關的，一個6層樓和一個30層大 樓，所用三菱變頻器可能均是15KW，但是三菱變頻器發電連續運行的時間相差5倍，其功率也需要相差5倍，才可以保證可靠性，延長電阻的壽命。因此電阻的功率應該 先按照連續制動計算，然后根據不同樓層高度相應地調整功率。

六、結論

本文針對曳引機、電機、三菱變頻器及運行調試等內容，從電氣和機械兩個方面，提出了一些提高電梯啟動、加速、穩態和減速停車運行過程中舒適感的有效對策，對于電梯廠家、曳引機制造廠家及電梯改造、維護廠家均有一定的參考價值。

1、三菱觸摸屏在電力行業的應用
電力行業近兩年的快速增長，是三菱觸摸屏市場上的一個亮點。但是，目前電力行業的三菱觸摸屏市場的整體規模并不大。這是由于電力行業的特點所造成的。通常來說，電廠中的主要設備都會納入DCS系統，各個工程師站和操作員站只需通過DCS系統進行操作監控即可，并不需要太多現場三菱觸摸屏。三菱觸摸屏產品僅僅是在一些輔機或周邊設備中使用。甚至，很多新建電廠已經將輔機也納入了DCS系統，加之電廠本身的環境也限制了三菱觸摸屏產品運用。未來三菱觸摸屏產品在電力行業的增長主要體現在電網系統中。電網保護和監控系統都會用到三菱觸摸屏產品。由于電網系統本身對通訊和數據存儲要求比較高，電力行業中應用的三菱觸摸屏產品主要以平板電腦為主。

三菱PLC有著運算速度高、指令豐富、功能強大、可靠性高、使用方便、編程靈活、抗干擾能力強等特點。近幾年，隨著科學技術的不斷進步，各行業對其生產設備和系統的自動化程度要求越來越高，采用現代自動化控制技術對減輕勞動強度、優化生產工藝、提高勞動生產率和降低生產成本起著很重要的作用。觸摸屏結合三菱PLC在閉環控制的變頻節能系統中的應用是一種自動控制的趨勢，現在三菱觸摸屏運用在各個行業。

三菱觸摸屏和三菱PLC在閉環控制的變頻節能系統中的使用，可以讓操作者在三菱觸摸屏中直接設定目標值（壓力及溫度等），通過三菱PLC與實際值（傳感器的測量值）進行比較運算，直接向變頻節能系統發出運算指令（模擬信號），調節變頻器的輸出頻率。并可實時監控到被控系統實際值的大小及變頻器內的多個參數，實現報警、記錄等功能。一般PLC結合觸摸屏的閉環調節的變頻節能系統。

2、三菱觸摸屏在紡織行業的應用

城市供水以及水處理領域的三菱觸摸屏主要用作PLC的上位機顯示操作或者控制系統的工作站顯示工作狀態。在水廠，三菱觸摸屏主要用作現場操作屏，作為配套使用在工序中。在“十一五”期間，國家將重點解決城鎮污水處理率過低的情況，從根本上避免水環境的繼續惡化。據悉，其中10大流域（區域）十一五期間需新增城鎮污水日處理規模2,320萬噸，建設投資為551億元（其中管網建設投資270億元）；已建成污水處理廠配套管網完善需投資65億元，合計616億元。如果將珠江流域及內陸諸河水污染治理工程考慮在內，還需新增城鎮污水處理能力1,000萬噸/日，投資220億元。三項合計，未來國家僅污水處理方面的投資額就達836億元。對于三菱觸摸屏產品來說，在市政行業的機會主要是水廠的系統升級、設備改造以及更多廢水處理新項目。但是由于三菱觸摸屏產品在市政投資中所占比例很小，所以三菱觸摸屏產品在市政行業的市場增長幅度不會太大。

在紡織行業，三菱觸摸屏產品主要用來設定和修改工藝參數，監控生產狀況。三菱觸摸屏可以幫助工藝工程師直接變更參數，無需變更設備結構或者控制程序。三菱觸摸屏產品幾乎適用于所有的紡織機械，如開棉機，梳棉機，粗紗機，細紗機，絡筒機，高檔織機，染整機械。相對而言，化纖機械使用的HMI產品較少，尤其在長絲生產線。

就數量而言，紡織機械是HMI產品使用最多的設備，每年都有大量的三菱觸摸屏產品在各種紡織機械上運用。

三菱觸摸屏I產品在棉紡機械上的最主要的用途是設定/更改生產參數，記錄生產數據，監視生產狀況和報警。使用三菱觸摸屏產品較多的棉紡設備包括細紗機，粗紗機，精梳機，并條機和絡筒機。棉紡機械上使用較多三菱觸摸屏產品是文本顯示器，IPC和觸摸屏，也有部分設備使用平板電腦。

化纖的前加工設備通常都是接入到控制DCS系統中，相關的功能全部在中控室的操作站上完成，如參數設置，報警，數據記錄，趨勢圖等；現場的界面主要是按鈕，指示燈等。由于功能的要求，化纖后加工機械上主要使用普通IPC作為上位機，實現工藝參數的調整，生產狀態的監視，故障報警，通訊和歷史數據存儲等功能，也有少量的平板電腦在化纖后加工機械上運用。

在織造機械領域，三菱觸摸屏I的使用量比較少，僅在一些高端設備上會用到一些主要以文本顯示器為主的三菱觸摸屏產品在印染機械上，工藝參數相對較多，參數也會經常根據產品的品種和規格更換，因此在高端印染機械上三菱觸摸屏的運用也很廣泛，三菱觸摸屏運用在各個行業并深得用戶的喜愛。

3、 三菱觸摸屏在化工行業的應用

化工行業中的三菱觸摸屏主要用于各類生產設備和控制系統中。整體上來看，低端的文本終端產品用量最大，少量觸摸屏和平板電腦會被應用在設備或者控制系統中。在化工行業的各個單元操作過程中，三菱觸摸屏產品用于設備上，監控設備的生產狀態，如加熱爐，大型換熱器，吸收塔，冷卻塔，離心機，過濾機，輸送泵，以及各種反應容器。化工企業所采用的文本顯示器，主要同設備一齊購買。觸摸屏和平板電腦等三菱觸摸屏主要是由系統集成商隨工程引進。平時更換的零件以及備品則主要通過分銷商購買。

4、三菱觸摸屏在塑料機械行業的應用

三菱觸摸屏產品在塑料機械上的運用目的主要是操作控制和狀態監控。目前中國的塑料機械廠商在人機界面的使用主要分為高端和普通兩種。普通塑料機械通常采用專用計算機控制系統，集成液晶顯示，多數屬于MCU+文本終端。絕大多數的注塑機采用這種控制/顯示方式。高端的塑料機械產品通常采用PLC來控制設備，以觸摸屏作為人機界面。雖然在可靠性和功能上PLC加觸摸屏的方案要好于專用電腦的方案，但是巨大的價格差距使得國內的用戶選擇了專用電腦方案，只有少數對性能要求更加看重的用戶選用了PLC+觸摸屏的方案。

1、安裝在固定導水葉與活動導水葉之間，同安裝在蝸殼前的球閥、蝶閥相比，縮短了整個廠房的縱向長度，降低了工程造價；

2、密封性更好，能有效抑制了導葉漏水對導葉的磨損。

3、開啟、關閉時間短，能更好地適應電力系統對水電廠快速開機的要求并能有效地防止事故情況下的機組過速。

4、能消除機前閥門進出口處的收縮和擴散段伸縮節的附加水力損失。

5、圓筒閥啟閉為直線運動，關閉時可根據水壓上升率調整關閉速度。而在圓筒閥的應用實踐中如何保證多只接力器的同步成為筒閥控制的關鍵技術問題。下面就這一問題闡述應用PLC技術實現同步的原理和方法。

三菱PLC-FX2N系列在筒閥同步控制中的運用是采用PLC輸出控制比例閥液壓隨動系統實現同步

此方案采用接力器直接驅動筒閥并控制其同步，滾動螺旋副和鏈傳動的同步機構可以取消或作為輔助同步手段和保護措施。另外，接力器本身不需再設緩沖裝置，緩沖功能由PLC控制程序實現。采用本方案與傳統的同步控制系統相比有如下特點：

1）、可以靈活地改變（修改控制程序）閥門關閉開啟的運動規律，使之更符合機組運行之需要。例如：當事故緊急停機調速器主配拒動而需快速關閉筒閥是時，為了即快速又不致使蝸殼及壓力鋼管水壓上升率過高可采用分段關閉的控制規律。

2）、可以取消機械同步機構，大大簡化控制操作機構從而精簡筒閥的整體結構，節省機坑內空間，改善運行維護條件。

3）、減少操作執行組件數量，降低工程造價。

4）、利用計算機通訊技術，為實現計算機遠方監控提供堅實的現場控制和數據采集單元

控制系統基本原理：

該系統主要由硬件和控制軟件兩部分組成，其中硬件部分包含可編程控制器（本方案PLC選用三菱公司的FX2N-80MT）及其配套的A/D模塊、通訊模塊、接力器行程測量組件（選用磁感應高精度、高速脈沖輸出）、信號功率放大板、液壓比例閥、電源、操作開關、按鈕以及信號燈等組成；其系統硬件構成如圖一所示。軟件由三菱公司配套可在WINDOWS下編程的FXGP-WIN-C開發而得。系統的基本控制策略如下：整個系統可視為以位移量偏差為負反饋的閉環電液隨動系統，在多只接力器不同步的情況下，以其中一只為基準，在給定的啟、閉規律基礎上按經典PI控制算法，產生控制量作用到液壓比例閥上，液壓比例閥控制油流量大小校正發生的不同步的偏差以保證各油缸的同步運行。

操作顯示終端

本系統選用三菱的GOT940觸摸操作顯示終端，其畫面可通過配套的GT-DESIGE軟件制作并通過專用通訊電纜AC30R-9SS與PC機連接進行數據傳送及調試。安裝此顯示終端可豐富人機界面，同時監視多個參數，對即時分析筒閥開啟、關閉的運行狀態提供方便。

PLC控制技術運用于筒閥的控制，有效地解決了筒閥多只油缸的同步問題，提高了系統的可靠性，減少了油缸數量，節省了投資，充分發揮了筒閥在水輪機運用上的多方面優勢，而且實現了與計算機的通訊，為計算機遠方監控提供了功能完善的現場單元。

供水管網的出口壓力值是根據用戶需求確定的。傳統的恒壓供水方式是采用水塔、高水位箱、氣壓罐等設施實現的.近年來，隨著變頻調速技術的日益成熟，其顯著的節能效果和可靠穩定的控制方式，在供水系統中得到廣泛的應用。變頻恒壓供水系統對水泵電機實行無級調速，依據用水量及水壓變化通過微機檢測、運算，自動改變水泵轉速保持水壓恒定以滿足用水要求，是目前最先進，合理的節能供水系統。

變頻恒壓供水有一拖一、一拖二變頻供水方式。

系統優點：

(1)針對水泵恒壓節能控制設計

(2)內置PID和先進的節能軟件

(3)可實現一托一分時段多點壓力定時功能

(4）高效節能，節電效果20%～60%(根據實際工況而定)

（5）簡便管理，安全保護，實現自動化控制

（6）延長設備壽命、保護電網穩定、保減磨損、降低故障率

（7）實現軟啟,制動功能

該系統選用三菱變頻器FR-F740系列產品。該系統中具有功能：自動切換變頻/工頻運行功能，變頻器提供三種不同的工作方式供用戶選擇：

方式1：基本工作方式。變頻器始終固定驅動一臺泵并實時根據其輸出頻率：控制其他輔助泵啟停。即當變頻器的輸出頻率達到最大頻率時啟動一臺輔助泵工頻運行、當變頻器的輸出頻率達到最小頻率時則停止最后啟動的輔助泵。由此控制增減工頻運行泵的臺數。

方式2：交替方式，變頻器通常固定驅動某臺泵，并實時根據其輸出頻率，使輔助泵工頻運行，此方式與方式0不同之處在于若前一次泵啟動的順序是泵1→泵2，當變頻器輸出停止時，下一次啟動順序變為泵2→泵1。

方式3：直接方式。當啟信號輸入時變頻器啟動第一臺泵當該泵達到最高頻率時，變頻器將該泵切換到工頻運行，變頻器啟動下一臺泵變頻運行，相反當泵停止條件成立時，先停止最先啟動的泵。

三菱變頻器FR-F740系列產品系統優點：
(1)由于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于額定流量時，泵轉速降低，減少了軸承的磨損和發熱，延長泵和電動機的機械使用壽命。

(2)因實現恒壓自動控制，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動強度，節省了人力。

(3)水泵電動機采用軟啟動方式，按設定的加速時間加速，避免電動機啟動時的電流沖擊，對電網電壓造成波動的影響，同時也避免了電動機突然加速造成泵系統的喘振。

(4)由于變量泵工作在變頻工作狀態，在其運行過程中其轉速是由外供水量決定的，故系統在運行過程中可節約可觀的電能，其經濟效益是十分明顯的。由于其節電效果明顯，所以系統具有收回投資快，而長期受益，其產生的社會效益也是非常巨大。

監控站(上位機)采用基于Windows2000操作系統，選用“組態王”組態軟件完成監控畫面組態、變量定義、設備運行狀態畫面組態、實時歷史曲線畫面組態、報表組態。

一、現場液位傳感器采用超聲波液位計，能精確的采集現場液位信號，再通過三菱變頻器對水泵進行控制，從而實現對液位的PID調節。整個控制系統實際I/O點總計如下：

數字量I/O點數:DI90點DO58點

模擬量I/O通道:AI8點AO8點

二、系統組網和PLC編程

兩個監控站(上位機)之間采用以太網通訊，“組態王”組態時只需將兩臺計算機設定為“Web”通訊。其中一臺計算機預裝有GXDEVELOPERVer8.0軟件，完成PLC程序設計、開發、調試工作以及和上位機的通訊。如果需要可以隨時對程序運行監控和編輯。

三、PLC程序結構

PLC程序編程可分為五部分:第一部分是設備的邏輯順序啟車；第二部分是設備的邏輯停車；第三部分是設備故障邏輯停車；第四部分是設備非連鎖狀態的單機運行；第五部分是模擬量的PID調節(PID調節編程可以參考PIDControlInstructions)。

PLC控制系統配置包含有數字輸入、輸出模塊、模擬量模塊、電源模塊、CPU模塊等。通信模塊控制變頻器的運行頻率，進而控制電機的轉速。PLC輸入數字信號有：控制調度絞車運行的正轉指令信號，反轉指令信號，停機指令信號，低速指令，中速指令，急停指令，變頻器故障復位，控制調度絞車的東限位開關信號，西限位開關信號，斷繩保護信號，變頻器故障信號。PLC輸出信號有開停機信號，正反轉信號，復位、急停及各種狀態指示信號。PLC的模擬量輸出信號用來控制變頻器的運行頻率。PLC通過程序對輸入指令信號進行各種邏輯處理，轉換成一套高效執行的控制指令，控制執行元件，完成自動化控制功能。

系統主要功能具有功能：　1、監控功能 　　2、調節控制功能 3、報警功能 　4、系統聯鎖功能 5、通訊狀態顯示功能 　6、報表記錄功能 7、曲線功能 8、權限功能。

由于玻璃鉆飾品外型的特異性，玻璃鉆飾品的加工和檢測基本上處于手工或半手工狀態，耗費較大的人力資源，很難保證產品質量的均衡性和持續性。玻璃鉆飾自動磨鉆機，就是運用三菱FX2N系統集成在玻璃鉆飾自動磨鉆機上，設備的自動化程度較高，設備的控制核心由三菱PLC-FX2N系列和擴展模塊以及FX2N-1PG特殊模塊集成，這些產品都是相當成熟的了。

夾具翻轉機構是可帶動夾具翻轉180°的、可沿著機架上的導軌和齒條作水平/上下運動的由齒輪付及翻轉架。夾具分度機構包括緊套在粘桿中段的球形鉸鏈、緊連在粘桿頂端的十字萬向節以及推動十字萬向節頭作多向平移的氣缸組。具有更為合理的夾具結構，自動化程度高，能減少人工用量、提高產品質量。

設備控制有手動、自動、停止三種方式,在自動方式下又分為全自動和單步自動兩種，停止也分為自然停止和緊急停止兩種。

本系統由一個FX2N-128MR-001主體CPU，一個FX2N-48ER擴展模塊，四個脈沖定位控制模塊FX2N-1PG，一個人機界面（HMI）四個步進馬達驅動模塊組成。

HMI與PLC直接通過通訊口進行通訊，系統參數的設置以及手動時的各部件的操作均通過HMI進行；FX2N-48ER作為系統的自然擴展,自動識別，直接利用其I/O點；四個FX2N-1PG上與PLC以FROM/TO指令進行數據交換，下輸出高速正(或反)脈沖對驅動模塊進行控制，完成定位驅動控制。

本系統實際要求輸入點128點，輸出點75點，在上面的配置中輸出點數共84點，輸入點數共84點，不足夠的輸入點由觸摸屏軟元件滿足，整個系統配置的I/O總數如下:128+48+32（每個特殊模塊點用8個I/O點），共208點，沒有超過系統最大配置容量256點 。

系統運行幾個月來,平均每天工作約十六個小時，系統一直運行很好，說明控制系統的選擇和集成是成功的。說明三菱FX2N系統集成在玻璃鉆飾自動磨鉆機上是成功的。

靠以前簡單的技術和廉潔的勞動力生產，早已滿足不了現代人們的生活需求了。工廠自動化是提高機械產品性能、提升企業競爭力的必經之路，隨著計算機網絡以及電力電子等技術的發展應用，其重要性也日益凸顯，其在紡織機械中的應用必將越來越廣泛。調研結果顯示，更多高端紡機廠商已從最初的PLC、變頻器、伺服等單一自動化產品的應用，深入到對多自動化產品綜合應用、設備網絡數字一體化生產制造的需求。這是高科技含量高，生產質量優，節約勞動力成本。為企業可持續發展提供強有力的后盾。

棉紡織設備較有代表性的機電一體化產品，其特點是：（1）由計算機控制多臺變頻器，交流伺服驅動器，再分別控制多臺電動機的同步傳動系統。（粗紗機為二、三或四臺電機的三種方案，分條整經機為五套電機，漿紗機為七臺電機），其中三菱伺服MR-J3系列是比較新的產品，性能比較優越，是我們常選用的伺服電機之一。

（2）均采用傳感技術，檢測紗線張力，通過計算機實現張力控制。

（3）采用計算機軟件來完成粗紗的卷繞成形功能和實現經軸、織軸的理想卷繞。

近十多年來，我國紡織機械行業的自動化水平有了明顯的提高，三菱自動化產品是許多廠商所熟悉的，隨著自動化產品的發展，三菱已由單一的變頻器生產研發廠家發展到現在能為客戶提供PLC、溫控器、計數器、人機界面、變頻驅動器、伺服驅動器、數控系統等多元化產品，在冶金、紡織、醫藥等幾十個行業都有更廣泛的應用。尤其在紡織行業占據了很大的市場份額。

（1）控制的核心部件是PLC，在整個控制系統起著舉足輕重的作用，選型的時候要考慮其存儲容量和處理速度。根據控制要求需要的輸入24點、輸出24點，并且需要兩個通訊端口，其一RS485通訊端口來控制時時給定頻率，來達到電機的時時速度控制，還要根據紡紗工藝要求寫入變頻器的參數；其二連接上位機觸摸屏（HMI），來實現人機對話。依據上述要求選型為主模塊DVP32E（數量1個）、擴展模塊DVP08（數量2個）。

（2）整合計算整機的實際功率為8-9kw（每臺設備安裝時的機械間隙不一樣，導致設備的實際功率也有所不同），選用10kw的電機，遵循適當放大的原則。這樣可以有效的一致新設備在最初運行時由于機械沒有磨合好產生的誤報警。

（3）人機界面的選擇很重要，它是人機交流的主要途徑，每天設備和人接觸最多的就是人機界面，它不僅要求外型美觀，而且還要耐用，在紡紗廠環境這樣比較惡劣的條件下24小時能夠保障無故障長時間運行。

在80年代我國懸錠粗紗機已經廣泛的應用了變頻調速技術，但當時由于PLC在紡織領域沒有很廣泛的應有，所以在粗紗機功能上也沒有深入的開發。隨著工控產品本身功能的增強和對紡織工藝更深入的了解，粗紗機的功能有了新的開發。

雖然現代變頻器被更廣泛的推廣，但由于有些紡紗廠的技術力量薄弱，對變頻器的參數設定有一定的難度，紡織工藝的變動，往往需要設備生產廠家的技術工程師來更改，這樣既耽誤生產，又增加了售后服務成本。基于這點考慮開發的變頻器參數通訊寫入，只需在人機界面修改參數，點擊寫入即可。既方便有降低了操作難得。

在粗紗機生頭、斷紗接頭時，都需要把錠翼停到一個固定的角度，這樣擋車工才易于操作，在早期的粗紗機是沒有定位停車功能，需要擋車工手動扳動錠翼，這種錯誤操作往往對紗線的質量產生破壞，容易產生細節。定位停車功能就能解決這個問題，當粗紗斷紗報警停車停車時，錠翼停在一個易于接頭的角度，不用再手動扳動錠翼，降低了勞動輕度，提高了紡紗質量。

由于錠翼通道對速度的變化產生的摩擦力是不一樣，速度的大幅跳躍會對紗線的張力長生很大的影響，本功能是根據紡織工藝的要求，在小紗低速時逐漸的調高輸出頻率，中紗恒速，大紗逐漸的降低速度，每次根據換向次數跳動很小的頻率，是變化頻率不造成對紗線張力的負面影響。

空壓機主電機運行方式為星型到三角降壓起動后再全壓運行，即壓力達到上限時關閥，壓縮機空載運行；壓力抵達下限時開閥，壓縮機加載運行。如果系統壓力上升到壓力上限值，控制器使進氣閥關閉，壓縮機空載運行，直到系統壓力降到壓力下限值后，控制器使進氣閥重新打開，排氣閥關閉，壓縮機打開，壓縮機滿載運行,不斷重復上述過程。空氣壓縮機的排氣量和壓力，在運轉中也不是不變的，常因工況變化導致用氣量變化，所以空氣壓縮機工作時總是在重復滿載－卸荷工作方式。滿載時的工作電流接近電動機的額定電流，卸荷時的空轉電流約為30-50％電動機額定電流，這部分電流不是做有用功，而是機械在額定轉速下的空轉損耗，那空壓機如何用三菱變頻器來改造。

為了更好的節能資源，我們采用具有矢量控制功能的三菱變頻器，可使電機在低速時也能提供滿足負載需要的轉矩。同時，三菱變頻器的自動節能模式，可使電機在滿足負載轉矩要求下以最小電流運行，達到更好的節電效果。

空壓機如何用三菱變頻器來改造這里提出的方法是，采用恒壓供氣變頻控制系統所帶來的效果如下：

（1）、 出氣口釋放閥全部關閉，取消用出氣口釋放閥調節供氣量方式，以避免由此導致的電能浪費。代之以三菱變頻器調整電機的轉速來調整氣體流量，使電機輸出的功率與流量需求基本上成正比關系（如圖1所示），始終使電機高效率工作，以達到明顯的節電效果。例如當用氣量是額定供氣量的50%時，節電率可達40%以上；

（2）、利用三菱變頻器的節能模式，可使電機在輕載時以最高效率運行，減少不必要的電能損耗；

（3）、根據嚴格的EMS標準，高效的PWM三菱變頻器使用高速低耗的IGBT，降低諧波失真和電機的電能損失。

（4）、可使電機起動、加載時的電流平緩上升，沒有任何沖擊；可使電機實現軟停，避免反生電流造成的危害，有利于延長設備的使用壽命；避免因電流峰值帶來的電力公司的罰款；

（5）、采用變頻控制系統后，可以實時監測供氣管路中氣體的壓力，使供氣管路中的氣體的壓力保持恒定，提高生產效率和產品質量；

（6）、由于電機在高效率狀態下運行，功率因數較高，降低了無功損耗，節約了大量電能。

（7）、保存原釋放閥系統，在必要時可參加調節，增強系統的可靠性。

總之，空壓機如何用三菱變頻器來改造這個問題，采用恒壓供氣智能控制系統后，不但可節約30～40%的電力費用，延長壓縮機的使用壽命，并可實現”恒壓供氣”的目的，提高生產效率和產品質量。

陶瓷印花:陶瓷裝飾的一種。1、用刻有裝飾紋樣的印模，在尚未干透的胎上印出花紋。2、用刻有紋樣的模子制坯，使胎上留下花紋。3、為絲網印花，分釉上絲網印花和釉下絲網印花兩種，是將彩料通過花樣絲網套印在制品上，層次豐富，立體感強。今天重點介紹的是下面的內容，制陶工藝加入現代高科技產品，如何應用三菱plc對陶瓷印花機改造。

一、 引言：陶瓷業印花機的主要作用是將半成品瓷磚磚坯經過施釉后，在磚坯上印上各式各樣的圖案，以利于磚坯的進一步處理。印花工序的高效和穩定直接影響著生產進度和效益。目前，國內的印花機大多是由單片機控制，配合變頻器調速完成全部工作。由于單片機抗干饒能力弱，對技術員的要求高，印花機使用多年后故障明顯增多，故決定對其進行改造。

二、 解決方案

在原有設備基礎上，去掉單片機控制板，新增三菱plc可編程序控制器和三菱人機界面各一臺，利用三菱plc控制，完成印花機刮刀動作、網板的升降、磚坯的進、出和幾個氣閥的控制任務。人機界面的作用是對設備的運行進行監控、顯示和修改參數，發送控制命令以及對報警的顯示處理等。下面重點介紹如何應用三菱plc對陶瓷印花機改造。

三、 控制要求及性能

1、手動操作：能在手動狀態令步進電機進磚、網板升降、印花刮刀進退等動作，以利于檢查機械傳動機構是否正常工作；當需要手動擦拭網板時，只要在人機界面上按下相關按鈕就可實現。

2、自動狀態：設備在正常狀態，處于初始位置，當檢測到磚到位信號后，啟動步進電機進磚，把磚坯輸送到印花工位；同時令刮刀電機動作，把釉料均勻分布在網板上。進磚完畢及刮刀動作到印花工位，網板下降、刮刀電機勻速后退，完成印花的一個循環。

3、變頻器：在印花過程中，通過調整變頻器速度以獲得最佳印花效果。

4、步進電機驅動器及步進電機：為了減少磚坯運行過程中的誤差，使用了三菱plc的脈沖加減速功能，使磚坯實現平穩定位，準確停留在印花工位。

5、人機界面：應能在人機界面上顯示各相關參數，可以修改磚坯設定尺寸、步進電機加減速曲線、刮刀電機加減速曲線以及啟動和停止印花機。當刮刀電機過載、變頻器報警、印花機運行中異常，均能在人機界面上顯示出來，方便維修人員快速查找故障。

四、應用程序

1、高速計數器：本糸統中，編碼器采用增量型，每轉發出100個脈沖。在PLC的糸統設置中，設置高速計數器工作模式為：遞增，軟件復位。采用計數-查看中斷方式實現位置判斷。在對高速計數器的初使化過程中，應手動令刮刀電機運行一個行程，取得刮刀運行一周需要的總脈沖數，并把總脈沖數存在HR5、HR6通道中，為以后的刮刀運行加、減速位置叛斷提供依據。

2、高速脈沖輸出：設置脈沖0的當前坐標糸統為相對坐標糸統。有本方案中，使用帶有梯形加、減速曲線的脈沖輸出方式，使磚坯準確到達指定印花工位。在初使化程序中，設置好輸出脈沖總數、脈部的啟動頻率和加減速變化率。

3、人機界面：設置三菱人機界面的站號為0。以上設置必須與三菱plc的設置相對應。人機界面設計有三個畫面，一個是自動運行畫面，第二是參數修改畫面，第三個是報警顯示畫面。

自動屏：該屏可以啟動印花機，可以切換到手動屏和參數屏。還能監控輸入點和輸出點的動作狀態。在該屏底部設置有一個走馬燈，當印花機出現故障后，故障信息會從右至左顯示出來。

手動屏：在該屏，可以手動運行各氣閥和步進電機，調整各機械機構性性能。

參數屏：在該屏，可以設置各參數，方便操作人員調整印花工藝。通過設置磚尺寸獲得步進電機的總行程，通過設置步進電機初速度、終速度、加速度，可以獲得完美的步進電機運動曲線；通過設置第一、二、三、四角度點，可以獲得刮刀的運動曲線，使刮刀平穩的運行。

五、結束語

本文就如何應用三菱plc對陶瓷印花機改造進行了敘述，本方案使用三菱plc、人機界面、步進電機對印花機的改造方案。用三菱plc搭建的控制糸統，不僅實現了對印花機的自動化控制，提高了糸統可靠性和抗干饒能力，而且降低了設備的維修費用，打破了制造廠家的技術壟斷，降低了對技術人員的要求。因此，該糸統具有一定的推廣價值。本糸統只是對三菱plc、三菱人機界面、步進電機搭建糸統的初步探討，在此設計基礎上，還可以使用三菱伺服電機作為皮帶的驅動，實現更加優良的定位效果。此外，還可以增加DA模塊，取代變頻器的多段速功能，實現對刮刀電機的無級調速。