PLC与变频器搭配使用的方法和要点

PLC与变频器的搭配使用在工业控制中非常常见，主要用于实现对电机的精确控制和调节。以下是一些PLC与变频器搭配使用的方法和要点：

1.PLC控制变频器的方式

1.1输出信号控制

直接连接：通过PLC的输出点直接连接到变频器的启动停止信号，同时PLC也可输出模拟量信号来调节变频器的速度。

信号传输：确保PLC的com口与变频器的com口连接在一起，以保证信号传输的顺畅。

1.2 485通信控制

优势：通过485通信的方式实现PLC对变频器的控制，控制电缆仅需两根，可以同时控制多台变频器互不干扰。

数据读取：不仅可以轻松实现对变频器的启停和速度调节，还可实时读取电流、电压、频率、功率、转速、温度和故障代码等数据。

2.搭配使用的注意事项

2.1开关指令信号的输入

连接方式：变频器通常利用继电器接点或具有继电器接点开关特性的元器件如晶体管与PLC相连，得到运行状态指令。

防误操作：在使用继电器接点时，应尽量避免接触不良带来的误动作;使用晶体管进行连接时，则需考虑晶体管本身的电压、电流容量等因素，保证系统的可靠性。

2.2数值信号的输入

信号类型：变频器中存在一些数值型如频率、电压等指令信号的输入，可分为数字输入和模拟输入两种。

接口选择：当变频器和PLC的电压信号范围不同时，需要根据变频器的输入阻抗选择PLC的输出模块。

3.控制方式的选择

3.1开关量方式

硬件连接：将PLC的开关量输出端子与变频器的开关量输入端子连接起来，同时可以将变频器的开关量输出端子与PLC的开关量输入端子连接起来。

3.2模拟量方式

硬件连接：将PLC的模拟量输出端子(可能需要连接模拟量输出模块)与变频器的模拟量输入端子连接，利用模拟信号来调节电动机的转速。

3.3通信方式

硬件连接：以RS485为例，通过通信电缆连接PLC和变频器，实现远程控制和数据传输。

PLC与变频器一般有三种连接方法

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利用PLC的模拟量输出模块控制变频器PLC的模拟量输出模块输出0～5V电压信号或4～20mA电流信号，作为变频器的模拟量输入信号，控制变频器的输出频率。这种控制方式接线简单，但需要选择与变频器输入阻抗匹配的PLC输出模块，且PLC的模拟量输出模块价格较为昂贵，此外还需采取分压措施使变频器适应PLC的电压信号范围，在连接时注意将布线分开，保证主电路一侧的噪声不传至控制电路。

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利用PLC的开关量输出控制变频器。PLC的开关输出量一般可以与变频器的开关量输入端直接相连。这种控制方式的接线简单，抗干扰能力强。利用PLC的开关量输出可以控制变频器的启动/停止、正/反转、点动、转速和加减时间等，能实现较为复杂的控制要求，但只能有级调速。使用继电器触点进行连接时，有时存在因接触不良而误操作现象。使用晶体管进行连接时，则需要考虑晶体管自身的电压、电流容量等因素，保证系统的可靠性。另外，在设计变频器的输入信号电路时，还应该注意到输入信号电路连接不当，有时也会造成变频器的误动作。例如，当输入信号电路采用继电器等感性负载，继电器开闭时，产生的浪涌电流带来的噪声有可能引起变频器的误动作，应尽量避免。

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PLC与RS-485通信接口的连接。所有的标准西门子变频器都有一个RS-485串行接口(有的也提供RS-232接口)，采用双线连接，其设计标准适用于工业环境的应用对象。单一的RS-485链路最多可以连接30台变频器，而且根据各变频器的地址或采用广播信息，都可以找到需要通信的变频器。链路中需要有一个主控制器(主站)，而各个变频器则是从属的控制对象(从站)。

PLC与变频器通讯方式

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PLC的开关量信号控制变频器PLC(MR型或MT型)的输出点、COM点直接与变频器的STF(正转启动)、RH(高速)、RM(中速)、RL(低速)、输入端SG等端口分别相连。PLC可以通过程序控制变频器的启动、停止、复位;也可以控制变频器高速、中速、低速端子的不同组合实现多段速度运行。但是，因为它是采用开关量来实施控制的，其调速曲线不是一条连续平滑的曲线，也无法实现精细的速度调节。

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PLC的模拟量信号控制变频器硬件：FX1N型、FX2N型PLC主机，配置1路简易型的FX1N-1DA-BD扩展模拟量输出板;或模拟量输入输出混合模块FX0N-3A;或两路输出的FX2N-2DA;或四路输出的FX2N-4DA模块等。优点：PLC程序编制简单方便，调速曲线平滑连续、工作稳定。缺点：在大规模生产线中，控制电缆较长，尤其是DA模块采用电压信号输出时，线路有较大的电压降，影响了系统的稳定性和可靠性。

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PLC采用RS-485通讯方法控制变频器这是使用得最为普遍的一种方法，PLC采用RS串行通讯指令编程。优点：硬件简单、造价最低，可控制32台变频器。缺点：编程工作量较大。

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PLC采用RS-485的Modbus-RTU通讯方法控制变频器三菱新型F700系列变频器使用RS-485端子利用Modbus-RTU协议与PLC进行通讯。优点：Modbus通讯方式的PLC编程比RS-485无协议方式要简单便捷。缺点：PLC编程工作量仍然较大。

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PLC采用现场总线方式控制变频器三菱变频器可内置各种类型的通讯选件，如用于CC-Link现场总线的FR-A5NC选件;用于Profibus DP现场总线的FR-A5AP(A)选件;用于DeviceNet现场总线的FR-A5ND选件等等。三菱FX系列PLC有对应的通讯接口模块与之对接。优点：速度快、距离远、效率高、工作稳定、编程简单、可连接变频器数量多。缺点：造价较高。

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采用扩展存储器优点：造价低廉、易学易用、性能可靠 缺点：只能用于不多于8台变频器的系统。