分析PLC控制變頻器的三種基本方式

在不外接控制器（如PLC）的情況下，直接操作變頻器有三種方式：①操作面板上的按鍵；②操作接線(xiàn)端子連接的部件（如按鈕和電位器）；③復(fù)合操作（如操作面板設(shè)置頻率，操作接線(xiàn)端子連接的按鈕進(jìn)行啟/?？刂疲榱瞬僮鞣奖愫统浞掷米冾l器，也可以采用PLC來(lái)控制變頻器。

PLC控制變頻器有三種基本方式：①以開(kāi)關(guān)量方式控制；②以模擬量方式控制；③以RS485通信方式控制。

 

PLC以開(kāi)關(guān)量方式控制變頻器的硬件連接

變頻器有很多開(kāi)關(guān)量端子，如正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和多檔轉(zhuǎn)速控制端子等，不使用PLC時(shí)，只要給這些端子接上開(kāi)關(guān)就能對(duì)變頻器進(jìn)行正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和多檔轉(zhuǎn)速控制。當(dāng)使用PLC控制變頻器時(shí)，若PLC是以開(kāi)關(guān)量方式對(duì)變頻進(jìn)行控制，需要將PLC的開(kāi)關(guān)量輸出端子與變頻器的開(kāi)關(guān)量輸入端子連接起來(lái)，為了檢測(cè)變頻器某些狀態(tài)，同時(shí)可以將變頻器的開(kāi)關(guān)量輸出端子與PLC的開(kāi)關(guān)量輸入端子連接起來(lái)。

 

PLC以開(kāi)關(guān)量方式控制變頻器的硬件連接如下圖所示。當(dāng)PLC內(nèi)部程序運(yùn)行使Y001端子內(nèi)部硬觸點(diǎn)閉合時(shí)，相當(dāng)于變頻器的STF端子外部開(kāi)關(guān)閉合，STF端子輸入為ON，變頻器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)10、2、5端子所接電位器可以改變端子2的輸入電壓，從而改變變頻器輸出電源的頻率，進(jìn)而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。如果變頻器內(nèi)部出現(xiàn)異常時(shí)，A、C端子之間的內(nèi)部觸點(diǎn)閉合，相當(dāng)于PLC的X001端子外部開(kāi)關(guān)閉合，X001端子輸入為ON。

 

PLC以模擬量方式控制變頻器的硬件連接

變頻器有一些電壓和電流模擬量輸入端子，改變這些端子的電壓或電流輸入值可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，如果將這些端子與PLC的模擬量輸出端子連接，就可以利用PLC控制變頻器來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。模擬量是一種連續(xù)變化的量，利用模擬量控制功能可以使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速連續(xù)變化（無(wú)級(jí)變速）。

 

PLC以模擬量方式控制變頻器的硬件連接如下圖所示，由于三菱FX2N-32MR型PLC無(wú)模擬量輸出功能，需要給它連接模擬量輸出模塊（如FX2N-4DA），再將模擬量輸出模塊的輸出端子與變頻器的模擬量輸入端子連接。當(dāng)變頻器的STF端子外部開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，該端子輸入為ON，變頻器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，PLC內(nèi)部程序運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的數(shù)字量數(shù)據(jù)通過(guò)連接電纜送到模擬量輸出模塊（DA模塊），由其轉(zhuǎn)換成0～5V或0～10V范圍內(nèi)的電壓（模擬量）送到變頻器2、5端子，控制變頻器輸出電源的頻率，進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，如果DA模塊輸出到變頻器2、5端子的電壓發(fā)生變化，變頻器輸出電源頻率也會(huì)變化，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就會(huì)變化。

 

PLC在以模擬量方式控制變頻器的模擬量輸入端子時(shí)，也可同時(shí)用開(kāi)關(guān)量方式控制變頻器的開(kāi)關(guān)量輸入端子。

PLC以RS485通信方式控制變頻器的硬件連接

PLC以開(kāi)關(guān)量方式控制變頻器時(shí)，需要占用較多的輸出端子去連接變頻器相應(yīng)功能的輸入端子，才能對(duì)變頻器進(jìn)行正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止等控制；PLC以模擬量方式控制變頻器時(shí)，需要使用DA模塊才能對(duì)變頻器進(jìn)行頻率調(diào)速控制。如果PLC以RS485通信方式控制變頻器，只需一根RS485通信電纜（內(nèi)含5根芯線(xiàn)），直接將各種控制和調(diào)頻命令送給變頻器，變頻器根據(jù)PLC通過(guò)RS485通信電纜送來(lái)的指令就能執(zhí)行相應(yīng)的功能控制。

 

RS485通信是目前工業(yè)控制廣泛采用的一種通信方式，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，其通信距離可達(dá)幾十米至上千米。采用RS485通信不但可以將兩臺(tái)設(shè)備連接起來(lái)進(jìn)行通信，還可以將多臺(tái)設(shè)備（多可并聯(lián)32臺(tái)設(shè)備）連接起來(lái)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，進(jìn)行相互通信。

 

1.變頻器的RS485通信口

三菱FR500系列變頻器有一個(gè)用于連接操作面板的PU口，該接口可用作RS485通信口，在使用RS485方式與其他設(shè)備通信時(shí)，需要將操作面板插頭（RJ45插頭）從PU口拔出，再將RS485通信電纜的一端插入PU口，通信電纜另一端連接PLC或其他設(shè)備。三菱FR500系列變頻器PU口外形及各引腳功能說(shuō)明如下圖所示。

三菱FR500系列變頻器只有一個(gè)RS485通信口（PU口），面板操作和RS485通信不能同時(shí)進(jìn)行，而三菱FR700系列變頻器除了有一個(gè)PU接口外，還單獨(dú)配備了一個(gè)RS485通信口（接線(xiàn)排），專(zhuān)用于進(jìn)行RS485通信。三菱FR700系列變頻器RS485通信口外形及各腳功能說(shuō)明如下圖所示，通信口的每個(gè)功能端子都有2個(gè)，一個(gè)接上一臺(tái)RS485通信設(shè)備，另一個(gè)端子接下一臺(tái)RS485通信設(shè)備，若無(wú)下一臺(tái)設(shè)備，應(yīng)將終端電阻開(kāi)關(guān)撥至“100Ω”側(cè)。

 

2.PLC的RS485通信口

三菱FX PLC一般不帶RS485通信口，如果要與變頻器進(jìn)行RS485通信，須給PLC安裝FX2N-485BD通信板。485BD通信板的外形和端子如下圖(a)所示，通信板的安裝方法如下圖（b）所示。

(a)外形

(b)安裝方法

 

3.變頻器與PLC的RS485通信連接

(1)單臺(tái)變頻器與PLC的RS485通信連接

單臺(tái)變頻器與PLC的RS485通信連接如下圖所示，兩者在連接時(shí)，一臺(tái)設(shè)備的發(fā)送端子（+\-）應(yīng)分別與另一臺(tái)設(shè)備的接收端子（+\-）連接，接收端子（+\-）應(yīng)分別與另一臺(tái)設(shè)備的發(fā)送端子（+\-）連接。

(2)多臺(tái)變頻器與PLC的RS485通信連接

多臺(tái)變頻器與PLC的RS485通信連接如下圖所示，它可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)PLC控制多臺(tái)變頻器的運(yùn)行。

 

PLC控制變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的電路、程序及參數(shù)設(shè)置

1.PLC與變頻器的硬件連接線(xiàn)路圖

PLC以開(kāi)關(guān)量方式控制變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的線(xiàn)路圖如下圖所示。

 

2.變頻器的參數(shù)設(shè)置

在使用PLC控制變頻器時(shí)，需要對(duì)變頻器進(jìn)行有關(guān)參數(shù)設(shè)置，具體見(jiàn)下表。

 

3.編寫(xiě)PLC控制程序

變頻器有關(guān)參數(shù)設(shè)置好后，還要用編程軟件編寫(xiě)相應(yīng)的PLC控制程序并下載給PLC。PLC控制變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的PLC程序如下圖所示。

 

PLC控制變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)多檔轉(zhuǎn)速運(yùn)行的電路、程序及參數(shù)設(shè)置

變頻器可以連續(xù)調(diào)速，也可以分檔調(diào)速，F(xiàn)R-500系列變頻器有RH（高速）、RM（中速）和RL（低速）三個(gè)控制端子，通過(guò)這三個(gè)端子的組合輸入，可以實(shí)現(xiàn)7檔轉(zhuǎn)速控制。如果將PLC的輸出端子與變頻器這些端子連接，就可以用PLC控制變頻器來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)多檔轉(zhuǎn)速運(yùn)行。

 

1.PLC與變頻器的硬件連接線(xiàn)路圖

PLC以開(kāi)關(guān)量方式控制變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)多檔轉(zhuǎn)速運(yùn)行的線(xiàn)路圖如下圖所示。

 

2.變頻器的參數(shù)設(shè)置

在用PLC對(duì)變頻器進(jìn)行多檔轉(zhuǎn)速控制時(shí)，需要對(duì)變頻器進(jìn)行有關(guān)參數(shù)設(shè)置，參數(shù)可分為基本運(yùn)行參數(shù)和多檔轉(zhuǎn)速參數(shù)，具體見(jiàn)下表。

 

3.編寫(xiě)PLC控制程序

PLC以開(kāi)關(guān)量方式控制變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)多檔轉(zhuǎn)速運(yùn)行的PLC程序