台达C200变频器转矩模式和PLC功能
变频器产品开发处FAE  贺海星
变频器接线图
摘要：
本文主要介绍台达C200变频器内置PLC在转矩模式下的典型应用方法。 关键词： C200变频器  转矩模式  内置PLC
前言：
C200系列变频器是台达新一代小型磁场向量控制通用变频器，丰富的功能使它在多种应用场合表现出， C200变频器的内置PLC功能，是该变频器功能亮点之一，其内置PLC功能与变频器驱动控制相结合的控制方法，又进一步拓宽了变频器在工业自动化领域的应用范围。
随着近年来变频器功能、性能趋向高端化、精准化发展规律，变频器的转矩控制模式得到深入进化和发展，转矩模式的应用范围已经涵盖了更宽广的应用领域。更多的新兴行业也用到精确的转矩控制，这对变频器的功能、性能提出了更高的要求；另一方面，PLC和现场总线已经成为自动化系统的重要组成部份，所以，变频器的内置现场总线功能和内置PLC功能便应运而生，并已经迅速得到广泛的应用。下面我们将向大家介绍的内容，就是利用C200变频器内置PLC在转矩控制模式下驱动电动机运转的控制方法。
正文：
1、C系列变频器的转矩控制模式：
众所周知，采用矢量控制方式的通用矢量变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相媲美，而且可以控制异步电动机产生的转矩。
转矩控制根据不同的数学算法其功能结构也不相同，台达C系列变频器转矩控制功能可分为开环控制（TQCsensorless）和闭环控制(TQC+PG)两种，之所以有两种转矩模式的控制算法，是源于用户系统配置的差别，用户电机如果是带速度传感器（编码器）的形式，则可应用控制效果较好的TQC+PG控制模式，如果用户电机本身没有配置速度传感器，则变频器可设置为TQCsensorless控制模式，虽然开环控制效果无法达到闭环时的精准，但其节省成本，安装简单、故障率低的优势也让TQCsensorless功能在多种场合得到了广泛应用。
图一：C系列变频器TQC+PG功能框图
由功能框图可知，TQC+PG控制模式有两路给定，分别是参数11-34转矩给定和参数11-36速度限制给定，编码器参数是10-00～10-02，利用内置PLC功能，可以实现对这两路给定量的设置。
C200变频器的功能优势之一是内置PG回授端子，也就是说，在无须外加额外配件的前提下，即可以接受24V开集电极A\B相增量编码器信号，所以在TQC+PG模式下，编码器可以直接连接到变频器PG端子MI7\MI8，设置10-00～10-02即可形成闭环控制。
图二：C200变频器端子+编码器接线图
相对TQC+PG而言，TQCsensorless控制模式的数学模型增加了转速估测环节，根据基本转矩公式T=9550*P/N可知，在电动机当前实际转速已知的情况下，可以得到输出转矩数值，所以，在没有速度传感器途径获得转速的情形下，需要通过变频器内部计算得出电机当前转速值，即估测转速值，以估测转速值作为当前TQCsensorless速度闭环的反馈值。
图三：C系列变频器TQCsensorless功能框图
2、C200变频器的内置PLC:
C2OO变频器内置PLC功能，提供的指令集可以使用台达WPLsoft软件进行编辑，延续了台达DVP PLC的操作方式。
这里主要介绍变频器内置PLC用于转矩模式时的特殊指令、特殊辅助继电器（特M）和特殊寄存器（特D），以及它们在转矩控制模式下的应用方法。
变频器内置PLC提供了大量可供用户编程使用的资源，例如输入点X，输出
点Y，中间辅助继电器M，暂存寄存器或掉电保持寄存器D，以及定时器、计数器等常用PLC编程资源，可供用户灵活编程。
内置PLC的指令集与台达DVP系列PLC指令集兼容，此外还包含了若干组变频器专用指令，例如FREQ,RPR,WPR等。
图四：C200变频器控制板内置输入输出继电器对应端子定义
3、内置PLC在转矩模式下的应用方法
1）实现参数的读写，设置转矩命令
图五：利用RPR和WPR进行参数读写
上面梯形图表示变频器读取参数04-02中的数值，将该数值作为转矩命令写入11-34中，在这里，04-02被当做外部输入数值与内置PLC的接口参数，可由用户任意设置04-02，当然，还可以利用WPR指令对11-37，11-38参数进行修改，以达到转矩模式下速度限制的要求。
2）通过对特殊辅助继电器编程，实现变频器状态标志位读取，或作为其他逻辑动作的条件