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可编程序控制器与变频器的组合使用 【摘要」本文介绍变频器和PLC进行配合时所需注意的事项 【关键词」PLC;变频器;组合 o.概述

可编程控制器(PLC)是一种数字运算与操作的控制装置PLC作为传统继电器的替代产品广泛应用于工业控制的各个领域由于PLC可以用软件来改变控制过程，并有体积小、组灵活、编程简单、抗干扰能力强及可靠性高等特点.特别适用于恶劣环境下运行 当利用变频器构成自动控制系统进行控制时，很多情况下是采用PLC和变频器相配合使用，例如吹灰系统PLC可提供控制信号和指令的通断信号一个PLC系统由三部分组成，即中央处理单元、输入输出模块和编程单元 1.开关指令信号的输入

变频器的输入信号中包括对运行与停止、正转与反转、点动等运行状态进行操作的开型指令信号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(如体管)与PLC)相连，得到运行状态指令

在使用继电器接点时，常常因为接触不良而带来误动作;使用体管进行连接时，则需考虑胃l体管本身的电压、电流容量等因素，保证系统的可靠性 在设计变频器的输入信号电路时还应该注意，当输入信号电路连接小当时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时，继电器开闭产生的浪涌电流带来的噪音有可能引起变频器的误动作，应尽量避免 当输入开关信号进入变频器时，有时会发生外部电源和变频器控制电源(DC24V)之间的串扰正确的连接是利用PLC电源，将外部n体管的集电极经过_极管接到PLC 2.模拟信号的输入

变频器中也存在一些数值型(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数字输入多采用变频器而板上的键盘操作和串行接口来给定，模拟输入则通过接线端r由外部给定，通常通过。-lOV的电压信号或4-20mA的电流信号输入由于接口电路因输入信号而异，因此，必须根据变频器的输入阻抗选择PLC的输出模块

当变频器和PLC的电压信号范围小同时，如变频器的输入信号为。-lOV，而PLC的输出电压信号范伟}为。-SV时，或PLC的一侧的输出信号电压范伟}为0-lOV而变频器的输入电压信号范伟}为0-SV时，由于变频器和n体管的允许电压、电流等因素的}S}制，需用串联的力式接入限流电阻及分压力式，以保证进行开闭时小超过PLC和变频器相应的容量此外，在连线时还应注意将布线分开，保证主电路-狈J的噪音小传到控制电路

通常变频器也通过接线端r向外部输出相应的监测模拟信号电信号的范围通常为0-lOV电压信号或4-20mA电流信号无论哪种情况，都应注意:PLC一侧的输入阻抗的大小要保证电路中电压和电流小超过电路的允许值，以保证系统的可靠性和减少误差 在使用PLC进行顺序控制时，由于CPU进行数据处理需要时间，存在一定的时间延迟，故在较精确的控制时应予以考虑因为变频器在运行中会产生较强的电磁干扰，为保证PLC小因为变频器主电路断路器及开关器件等产生的噪音而出现故障，将变频器与PLC相连接时应该注意以卜几点:

(1)对PLC本身应按规定的接线标准和接地条件进行接地，而且应注意避免和变频器使用共同的接地线，且在接地时使一者尽可能分开 (2)当电源条件小太好时，应在PLC的电源模块及输入/输出模块的电源线上接入噪音滤波器和降低噪音用的变压器等_另外_若有必要_在变频器一侧也应采取相应的措施 (3)当把变频器和PLC安装于同一操作柜中时，应尽可能使与变 频器有关的电线和与PT.C有关的电线分开

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3.用PLC实现变频与工频的自动切换

变频与工频之间的自动切换，常见情况有两种:

3.1故障报警时自动切换:当变频器发生故障时，利用变频器报警输出端r，改变州韦I电路的运行状态，将变频器从电网脱开，将电机直接接入电网，此力法适用于负载比较重要、小能停机的场合

3.2频率到达切换:广泛应用于高楼恒压供水场合假设有三台供水泵，当供水压力要求较低时，将第一台水泵变频运行，实行对水压的自动调节;当供水压力要求逐渐升高，频率已近SOHZ时，可将第一台水泵转换为工频运行，将第一台水泵变频运行;当供水压力要求继续升高，第一台水泵已接近SOHZ时，可将第一台水泵转换为工频运行，将第三台水泵变频运行;依此类推如此，三台水泵只需一台变频器，就可以实现对水压的自动调节卜而以频率到达切换为例，说明如何应用PLC技术控制电动机由变频运行自动切换到工频运行 4. PLC与变频器的连接 4.1连接力法有三种:

(1)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。-5 V电压信号或4-20mA电流信号，将其送给变频器的模 拟电压或电流输入端，控制变频器的输出频率这种力式硬接线简单， 但PLC的模拟量输出模块价格相当高，小企业无法接受

(2)PLC通过485通信接口控制变频器:此力法硬接线简单，但需 增加通信用的接口模块，这种模块价格较贵，技术人员还需熟悉通信 模块的使用力法和设计通信程序

(3)利用PLC的开关量输入输出模块控制变频器:PLC的开关量 输入输出接口一般可以与变频器的开关量输入输出接口直接相连，这 种控制力式接线简单，抗干扰能力强，用PLC的开关量输出模块可以 控制变频器的正反转、转速、加减速时间，能实现较复杂的控制要求 缺点是有级调速

4.2以485通信接口控制变频器系统为例该系统硬件组成为: (1)FX2N-32MT-001是该系统所用PLC，为系统的核心

(2)FX2N-485-BD为FX2N系统PLC的通信适配器，主要用于 PLC和变频器之间数据的发送与接收

(3)SC09电缆用于PLC与计算#J L之间的数据传送 (4)通信电缆采用五芯电缆

程序设计:要实现PLC对变频器的通信控制，必须对PLC进行编 程，通过程序实现PLC对变频器的各种运行控制和数据的传送PLC 应首先完成FX2N-485BD通信适配器的初始化、控制命令字的组合、 代码转换和变频器应答数据的处理工作

通信规格在变频器的初始化中设定，如果没有进行设定或有一个 错误的设定，数据将小能进行通信，且每次参数设定后，需复位变频 器，确保参数的设定生效设定好参数后将按照通信协议进行数据通 信

需要设定的参数值有:站号，设定变频器为0;通信速率，设定为

9600bps;停i1:位长、数据位长，设定停i1:位为2位，数据位为7位;奇偶 校验有无，设定为偶校验;通信再试次数，设定为即使发生通信错误， 变频器也小停庄;通信校验时间间隔，设定为通信校验终庄;等待时 间，设定为用通信数据设定;C R\\LF有无选择，设定为选择无CR\\LF.

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5.变频器的口常维护与检查

检查电源电压在允许范围操作单元显示正常冷却系统正常变 频器无过热、变色、异味，无振动、无异音，安装环境无异常

从安全及降低噪声的需要出发，为防庄漏电与干扰侵入或辐射， 变频器必须接地，接地电阻应符合规定，用相应截而积的导线接到专 用端f E上，小允许接到COM端f

变频器的接地应采用专用接地或共用接地的力式，小得采用共通 接地的力式

COM端r是控制回路的公共端r，模拟信号电缆的屏蔽线一端 应接到COM端f，而小是E端f,另一端悬空E与COM端f小得混 用

变频器的日常维护

(1)对紧固件进行必要的紧固 (2)吹扫冷却系统的积尘

(3)更换冷却风扇、滤波电容器、熔断器等

(4)维护时的注意事项:维护前必须切断电源，必须在主电路滤波 电容器放电结束，即电源指示灯HL熄火后在作业，一而发生触电危 ),.,变频器内有许多CMOS芯片_用手直接触摸将会使芯片因静电而 6.应用变频器调速的其它好处

变频调速小仅应用于同步电动机，还适用于异步电动机，变频调 速技术现已被应用于各行各业，除调速外他还具各以卜特点: 6.1减少噪音

6.2设各软启动，消除了起动冲击

感应交流电动泪L的启动电流可以达到满载电流的7倍多，即便是 采用Y一△起动也会达到4.5倍所有启动力式都必需考虑到接通电 源瞬间对电网的冲击，电机越大冲击越大，这就小得小加大相应供电 设各的供电能力来承受冲击而使用了变频器后则小然_它没有了启 动冲击，起动电流由零开始随着负荷增加而逐步上升 它都小会超过满载电流，而且起动时间还可人为设置 设速度

小管什么时候 平稳地达到预

6.3提高功率因数:

供电局对用户功率因数有严格要求当低于90%时用户必需采取 补偿措施，否则将罚款，反之则可受奖而使用变频器后功率因数可接 近1,免除了功率因数的补偿 6.4改善机械性能:

减小机械磨损起动时间和停车时间均可设置，使运行平稳消除 了启动时的皮带打滑尖口}I损坏皮带延长了机械的使用寿命 6.5变频器有完善的保护:

由于变频器普遍使用了智能控制，所以保护}一分完善电气上的 常规保护全都包括，而且还有许多，例如电机/电源缺相;相间短路;接 地故障;过/欠电压;变频器/电机过热;过速/低速报警;过载/空载报警 等等保护

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6.6操作简捷直观: 6.6操作简捷直观:

变频器设有显示屏，可迅速而简单地进行所需要的调试，编程及 查询工作，显示器能提供有关变频器，电机和操作状态的信息其中包 括转速、频率、负载、千瓦小时、运行时间、报警状态等等 6.7变频器具有通讯功能:

变频器都具有工业网络通讯功能例如标准的RS-485通讯这 就可力便地纳入BAS等网络的集散控制系统