PLC與變頻器搭配使用的方法和要點(diǎn)

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(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)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(diǎn)：

1.PLC控制變頻器的方式

1.1輸出信號(hào)控制

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

信號(hào)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(hào)傳輸?shù)捻槙场?

1.2 485通信控制

優(yōu)勢(shì)：通過485通信的方式實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)變頻器的控制，控制電纜僅需兩根，可以同時(shí)控制多臺(tái)變頻器互不干擾。

數(shù)據(jù)讀取：不僅可以輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的啟停和速度調(diào)節(jié)，還可實(shí)時(shí)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(xiàng)

2.1開關(guān)指令信號(hào)的輸入

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

防誤操作：在使用繼電器接點(diǎn)時(shí)，應(yīng)盡量避免接觸不良帶來的誤動(dòng)作;使用晶體管進(jìn)行連接時(shí)，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(hào)的輸入

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

接口選擇：當(dāng)變頻器和PLC的電壓信號(hào)范圍不同時(shí)，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(shí)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(hào)來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(hào)或4～20mA電流信號(hào)，作為變頻器的模擬量輸入信號(hào)，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(jià)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(hào)范圍，在連接時(shí)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。

02

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(qiáng)。利用PLC的開關(guān)量輸出可以控制變頻器的啟動(dòng)/停止、正/反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)、轉(zhuǎn)速和加減時(shí)間等，能實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的控制要求，但只能有級(jí)調(diào)速。使用繼電器觸點(diǎn)進(jìn)行連接時(shí)，有時(shí)存在因接觸不良而誤操作現(xiàn)象。使用晶體管進(jìn)行連接時(shí)，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(jì)變頻器的輸入信號(hào)電路時(shí)，還應(yīng)該注意到輸入信號(hào)電路連接不當(dāng)，有時(shí)也會(huì)造成變頻器的誤動(dòng)作。例如，當(dāng)輸入信號(hào)電路采用繼電器等感性負(fù)載，繼電器開閉時(shí)，產(chǎn)生的浪涌電流帶來的噪聲有可能引起變頻器的誤動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)西門子變頻器都有一個(gè)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)環(huán)境的應(yīng)用對(duì)象。單一的RS-485鏈路最多可以連接30臺(tái)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(gè)主控制器(主站)，而各個(gè)變頻器則是從屬的控制對(duì)象(從站)。

PLC與變頻器通訊方式

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PLC的開關(guān)量信號(hào)控制變頻器PLC(MR型或MT型)的輸出點(diǎn)、COM點(diǎn)直接與變頻器的STF(正轉(zhuǎn)啟動(dòng))、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(dòng)、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(shí)現(xiàn)多段速度運(yùn)行。但是，因?yàn)樗遣捎瞄_關(guān)量來實(shí)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(shí)現(xiàn)精細(xì)的速度調(diào)節(jié)。

02

PLC的模擬量信號(hào)控制變頻器硬件：FX1N型、FX2N型PLC主機(jī)，配置1路簡易型的FX1N-1DA-BD擴(kuò)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(diǎn)：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(diǎn)：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(hào)輸出時(shí)，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(diǎn)：硬件簡單、造價(jià)最低，可控制32臺(tái)變頻器。缺點(diǎn)：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(jìn)行通訊。優(yōu)點(diǎn)：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(diǎn)：PLC編程工作量仍然較大。

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PLC采用現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線的FR-A5NC選件;用于Profibus DP現(xiàn)場(chǎng)總線的FR-A5AP(A)選件;用于DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線的FR-A5ND選件等等。三菱FX系列PLC有對(duì)應(yīng)的通訊接口模塊與之對(duì)接。優(yōu)點(diǎn)：速度快、距離遠(yuǎn)、效率高、工作穩(wěn)定、編程簡單、可連接變頻器數(shù)量多。缺點(diǎn)：造價(jià)較高。

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采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)低廉、易學(xué)易用、性能可靠 缺點(diǎn)：只能用于不多于8臺(tái)變頻器的系統(tǒng)。