PLC與變頻器搭配使用的方法和要點

PLC與變頻器的搭配使用在工業(yè)控制中非常常見，主要用于實現(xiàn)對電機的精確控制和調(diào)節(jié)。以下是一些PLC與變頻器搭配使用的方法和要點：

1.PLC控制變頻器的方式

1.1輸出信號控制

直接連接：通過PLC的輸出點直接連接到變頻器的啟動停止信號，同時PLC也可輸出模擬量信號來調(diào)節(jié)變頻器的速度。

信號傳輸：確保PLC的com口與變頻器的com口連接在一起，以保證信號傳輸?shù)捻槙场?

1.2 485通信控制

優(yōu)勢：通過485通信的方式實現(xiàn)PLC對變頻器的控制，控制電纜僅需兩根，可以同時控制多臺變頻器互不干擾。

數(shù)據(jù)讀?。翰粌H可以輕松實現(xiàn)對變頻器的啟停和速度調(diào)節(jié)，還可實時讀取電流、電壓、頻率、功率、轉(zhuǎn)速、溫度和故障代碼等數(shù)據(jù)。

2.搭配使用的注意事項

2.1開關(guān)指令信號的輸入

連接方式：變頻器通常利用繼電器接點或具有繼電器接點開關(guān)特性的元器件如晶體管與PLC相連，得到運行狀態(tài)指令。

防誤操作：在使用繼電器接點時，應(yīng)盡量避免接觸不良帶來的誤動作;使用晶體管進行連接時，則需考慮晶體管本身的電壓、電流容量等因素，保證系統(tǒng)的可靠性。

2.2數(shù)值信號的輸入

信號類型：變頻器中存在一些數(shù)值型如頻率、電壓等指令信號的輸入，可分為數(shù)字輸入和模擬輸入兩種。

接口選擇：當變頻器和PLC的電壓信號范圍不同時，需要根據(jù)變頻器的輸入阻抗選擇PLC的輸出模塊。

3.控制方式的選擇

3.1開關(guān)量方式

硬件連接：將PLC的開關(guān)量輸出端子與變頻器的開關(guān)量輸入端子連接起來，同時可以將變頻器的開關(guān)量輸出端子與PLC的開關(guān)量輸入端子連接起來。

3.2模擬量方式

硬件連接：將PLC的模擬量輸出端子(可能需要連接模擬量輸出模塊)與變頻器的模擬量輸入端子連接，利用模擬信號來調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。

3.3通信方式

硬件連接：以RS485為例，通過通信電纜連接PLC和變頻器，實現(xiàn)遠程控制和數(shù)據(jù)傳輸。

PLC與變頻器一般有三種連接方法

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利用PLC的模擬量輸出模塊控制變頻器PLC的模擬量輸出模塊輸出0～5V電壓信號或4～20mA電流信號，作為變頻器的模擬量輸入信號，控制變頻器的輸出頻率。這種控制方式接線簡單，但需要選擇與變頻器輸入阻抗匹配的PLC輸出模塊，且PLC的模擬量輸出模塊價格較為昂貴，此外還需采取分壓措施使變頻器適應(yīng)PLC的電壓信號范圍，在連接時注意將布線分開，保證主電路一側(cè)的噪聲不傳至控制電路。

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利用PLC的開關(guān)量輸出控制變頻器。PLC的開關(guān)輸出量一般可以與變頻器的開關(guān)量輸入端直接相連。這種控制方式的接線簡單，抗干擾能力強。利用PLC的開關(guān)量輸出可以控制變頻器的啟動/停止、正/反轉(zhuǎn)、點動、轉(zhuǎn)速和加減時間等，能實現(xiàn)較為復(fù)雜的控制要求，但只能有級調(diào)速。使用繼電器觸點進行連接時，有時存在因接觸不良而誤操作現(xiàn)象。使用晶體管進行連接時，則需要考慮晶體管自身的電壓、電流容量等因素，保證系統(tǒng)的可靠性。另外，在設(shè)計變頻器的輸入信號電路時，還應(yīng)該注意到輸入信號電路連接不當，有時也會造成變頻器的誤動作。例如，當輸入信號電路采用繼電器等感性負載，繼電器開閉時，產(chǎn)生的浪涌電流帶來的噪聲有可能引起變頻器的誤動作，應(yīng)盡量避免。

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PLC與RS-485通信接口的連接。所有的標準西門子變頻器都有一個RS-485串行接口(有的也提供RS-232接口)，采用雙線連接，其設(shè)計標準適用于工業(yè)環(huán)境的應(yīng)用對象。單一的RS-485鏈路最多可以連接30臺變頻器，而且根據(jù)各變頻器的地址或采用廣播信息，都可以找到需要通信的變頻器。鏈路中需要有一個主控制器(主站)，而各個變頻器則是從屬的控制對象(從站)。

PLC與變頻器通訊方式

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PLC的開關(guān)量信號控制變頻器PLC(MR型或MT型)的輸出點、COM點直接與變頻器的STF(正轉(zhuǎn)啟動)、RH(高速)、RM(中速)、RL(低速)、輸入端SG等端口分別相連。PLC可以通過程序控制變頻器的啟動、停止、復(fù)位;也可以控制變頻器高速、中速、低速端子的不同組合實現(xiàn)多段速度運行。但是，因為它是采用開關(guān)量來實施控制的，其調(diào)速曲線不是一條連續(xù)平滑的曲線，也無法實現(xiàn)精細的速度調(diào)節(jié)。

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PLC的模擬量信號控制變頻器硬件：FX1N型、FX2N型PLC主機，配置1路簡易型的FX1N-1DA-BD擴展模擬量輸出板;或模擬量輸入輸出混合模塊FX0N-3A;或兩路輸出的FX2N-2DA;或四路輸出的FX2N-4DA模塊等。優(yōu)點：PLC程序編制簡單方便，調(diào)速曲線平滑連續(xù)、工作穩(wěn)定。缺點：在大規(guī)模生產(chǎn)線中，控制電纜較長，尤其是DA模塊采用電壓信號輸出時，線路有較大的電壓降，影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

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PLC采用RS-485通訊方法控制變頻器這是使用得最為普遍的一種方法，PLC采用RS串行通訊指令編程。優(yōu)點：硬件簡單、造價最低，可控制32臺變頻器。缺點：編程工作量較大。

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PLC采用RS-485的Modbus-RTU通訊方法控制變頻器三菱新型F700系列變頻器使用RS-485端子利用Modbus-RTU協(xié)議與PLC進行通訊。優(yōu)點：Modbus通訊方式的PLC編程比RS-485無協(xié)議方式要簡單便捷。缺點：PLC編程工作量仍然較大。

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PLC采用現(xiàn)場總線方式控制變頻器三菱變頻器可內(nèi)置各種類型的通訊選件，如用于CC-Link現(xiàn)場總線的FR-A5NC選件;用于Profibus DP現(xiàn)場總線的FR-A5AP(A)選件;用于DeviceNet現(xiàn)場總線的FR-A5ND選件等等。三菱FX系列PLC有對應(yīng)的通訊接口模塊與之對接。優(yōu)點：速度快、距離遠、效率高、工作穩(wěn)定、編程簡單、可連接變頻器數(shù)量多。缺點：造價較高。

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采用擴展存儲器優(yōu)點：造價低廉、易學(xué)易用、性能可靠 缺點：只能用于不多于8臺變頻器的系統(tǒng)。