PLC控制变频器转速

在工业自动化控制系统中,最为常见的是PLC和变频器的组合应用,并且产生了多种多样的PLC控制变频器的方法,其中采用RS-485通讯方式实施控制的方案得到广泛的应用：因为它抗干扰能力强、传输速率高、传输距离远且造价低廉;但是,RS-485的通讯必须解决数据编码、求取校验和、成帧、发送数据、接收数据的奇偶校验、超时处理和出错重发等一系列技术问题,一条简单的变频器操作指令,有时要编写数十条PLC梯形图指令才能实现,编程工作量大而且繁琐,令设计者望而生畏;本文介绍一种非常简便的三菱FX系列PLC通讯方式控制变频器的方法：它只需在PLC主机上安装一块RS-485通讯板或挂接一块RS-485通讯模块；在PLC的面板下嵌入一块造价仅仅数百元的“功能扩展存储盒”,编写4条极其简单的PLC梯形图指令,即可实现8台变频器参数的读取、写入、各种运行的监视和控制,通讯距离可达50m或500m;这种方法非常简捷便利,极易掌握;本文以三菱产品为范例,将这种“采用扩展存储器通讯控制变频器”的简便方法作一简单介绍;2、三菱PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的系统配置系统硬件组成FX2N系列PLC产品版本V 以上1台软件采用FX-PCS/WIN-C V 版；FX2N-485-BD通讯模板1块最长通讯距离50m；或FX0N-485ADP通讯模块1块+FX2N-CNV-BD板1块最长通讯距离500m；FX2N-ROM-E1功能扩展存储盒1块安装在PLC本体内；带RS485通讯口的三菱变频器8台S500系列、E500系列、F500系列、F700系列、A500系列、V500系列等,可以相互混用,总数量不超过8台；三菱所有系列变频器的通讯参数编号、命令代码和数据代码相同;；RJ45电缆5芯带屏蔽；终端阻抗器终端电阻100Ω；选件：人机界面如F930GOT等小型触摸屏1台;硬件安装方法1 用网线专用压接钳将电缆的一头和RJ45水晶头进行压接；另一头则按图1～图3的方法连接FX2N-485-BD通讯模板,未使用的2个P5S端头不接;2 揭开PLC主机左边的面板盖, 将FX2N-485-BD通讯模板和FX2N-ROM-E1功能扩展存储器安装后盖上面板;3 将RJ45电缆分别连接变频器的PU口,网络末端变频器的接受信号端RDA、RDB之间连接一只100Ω终端电阻,以消除由于信号传送速度、传递距离等原因,有可能受到反射的影响而造成的通讯障碍;变频器通讯参数设置为了正确地建立通讯,必须在变频器设置与通讯有关的参数如“站号”、“通讯速率”、“停止位长/字长”、“奇偶校验”等等;变频器内的~参数用于设置通讯参数;参数设定采用操作面板或变频器设置软件FR-SW1-SETUP-WE在PU口进行;变频器设定项目和指令代码举例变频器数据代码表举例PLC编程方法及示例1 通讯方式PLC与变频器之间采用主从方式进行通讯,PLC为主机,变频器为从机;1个网络中只有一台主机,主机通过站号区分不同的从机;它们采用半双工双向通讯,从机只有在收到主机的读写命令后才发送数据;2 变频器控制的PLC指令规格3 变频器运行监视的PLC语句表程序示例及注释LD M8000 运行监视；EXTR K10 K0 H6F D0 EXTR K10：运行监视指令；K0：站号0；H6F：频率代码见表1； D0：PLC读取地址数据寄存器;指令解释：PLC一直监视站号为0的变频器的转速频率;4 变频器运行控制的PLC语句表程序示例及注释LD X0 运行指令由X0输入；SET M0 置位M0辅助继电器；LD M0 EXTR K11 K0 HFA H02 EXTR K11：运行控制指令； K0：站号0；HFA：运行指令 H02：正转指令;AND M8029 指令执行结束；指令解释：PLC向站号为0的变频器发出正转指令;5 变频器参数读取的PLC语句表程序示例及注释LD X3 参数读取指令由X3输入；SET M2 置位M2辅助继电器；LD M2 EXTR K12 K3 K2 D2 EXTR K10：变频器参数读取指令； K3：站号3；K2：参数2-下限频率； D2：PLC读取地址数据寄存器;OR RST M2 复位M2辅助继电器;指令解释：PLC一直读取站号3的变频器的2号参数-下限频率;6 变频器参数写入的PLC语句表程序示例及注释LD X1 参数变更指令由X3输入；SET M1 置位M1辅助继电器；LD M1 EXTR K13 K3 K7 K10 EXTR K13：变频器参数写入指令；K3：站号3；K7：参数7-加速时间；K10：写入的数值;EXTR K13 K3 K8 K10 EXTR K13：变频器参数写入指令；K3：站号3；K8：参数8-减速时间；K10：写入的数值;AND M8029 指令执行结束；指令解释：PLC将站号3的变频器的7号参数-加速时间、8号参数-减速时间变更为10;3、三菱PLC控制变频器的各种方法综合评述与对比PLC的开关量信号控制变频器PLCMR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;这种开关量控制方法,其调速精度无法与采用扩展存储器通讯控制的相比;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;另外,从经济角度考虑,如控制8台变频器,需要2块FX2N-4DA模块,其造价是采用扩展存储器通讯控制的5～7倍;PLC采用RS-485无协议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;从本文的第二章可知：采用扩展存储器通讯控制的编程极其简单,从事过PLC编程的技术人员只要知道怎样查表,仅仅数小时即可掌握,增加的硬件费用也很低;这种方法编程的轻松程度,是采用RS-485无协议通讯控制变频器的方法所无法相比的; 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;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-A5APA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,远远高于采用扩展存储器通讯控制的造价;综上所述,PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的方法确有造价低廉、易学易用、性能可靠的优势；若配置人机界面,变频器参数设定和监控将变得更加便利;1台PLC和不多于8台变频器组成的交流变频传动系统是常见的小型工业自动化系统,广泛地应用在小型造纸生产线、单面瓦楞纸板机械、塑料薄膜生产线、印染煮漂机械、活套式金属拉丝机等各个工业领域;采用简便控制方法,可以使工程方案拥有通讯控制的诸多优势,又可省却RS-485数据通讯中的诸多繁杂计算,使工程质量和工作效率得到极大的提高;但是,这种简便方法也有其缺陷：它只能控制变频器而不能控制其它器件；此外,控制变频器的数量也受到了限制;4、结束语本文较为详细地介绍了PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的简便方法,并综合评述了三菱PLC控制变频器的各种方法;深入了解这些方法,有助于提高交流变频传动控制系统设计的科学性、先进性和经济性;读者可以根据系统的具体情况,选择合适的方案;本文重点介绍的简便方法尽管有其缺陷,但仍不失为一种有推广价值的好方法。

在工业自动化控制系统中，最为常见的是PLC和变频器的组合应用，并且产生了多种多样的PLC控制变频器的方法，其中采用RS-485通讯方式实施控制的方案得到广泛的应用：因为它抗干扰能力强、传输速率高、传输距离远且造价低廉。

但是，RS-485的通讯必须解决数据编码、求取校验和、成帧、发送数据、接收数据的奇偶校验、超时处理和出错重发等一系列技术问题，一条简单的变频器操作指令，有时要编写数十条PLC梯形图指令才能实现，编程工作量大而且繁琐，令设计者望而生畏。

?本文介绍一种非常简便的三菱FX系列PLC通讯方式控制变频器的方法：它只需在PLC主机上安装一块RS-485通讯板或挂接一块RS-485通讯模块；在PLC的面板下嵌入一块造价仅仅数百元的“功能扩展存储盒”，编写4条极其简单的PLC梯形图指令，即可实现8台变频器参数的读取、写入、各种运行的监视和控制，通讯距离可达50m或500m。

这种方法非常简捷便利，极易掌握。

本文以三菱产品为范例，将这种“采用扩展存储器通讯控制变频器”的简便方法作一简单介绍。

2、三菱PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的系统配置2.1 系统硬件组成FX2N系列PLC(产品版本V 3.00以上)1台(软件采用FX-PCS/WIN-C V 3.00版)；FX2N-485-BD通讯模板1块(最长通讯距离50m)；或FX0N-485ADP通讯模块1块+FX2N-CNV-BD板1块(最长通讯距离500m)；FX2N-ROM-E1功能扩展存储盒1块(安装在PLC本体内)；带RS485通讯口的三菱变频器8台(S500系列、E500系列、F500系列、F700系列、A500系列、V500系列等，可以相互混用，总数量不超过8台；三菱所有系列变频器的通讯参数编号、命令代码和数据代码相同。

)；RJ45电缆(5芯带屏蔽)；终端阻抗器(终端电阻)100Ω；选件：人机界面(如F930GOT等小型触摸屏)1台。

2.2 硬件安装方法(1) 用网线专用压接钳将电缆的一头和RJ45水晶头进行压接；另一头则按图1～图3的方法连接FX2N-485-BD通讯模板，未使用的2个P5S端头不接。

plc控制变频器值转化为频率的方法-回复PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于自动化控制系统的电子设备。

变频器是指可以控制电机转速的设备，它通过改变电机的输出频率来实现不同转速的调整。

在PLC控制变频器的过程中，有时需要将变频器的值转化为频率，本文将一步一步回答为什么需要进行这样的转化以及如何进行。

首先，我们需要了解为什么要将变频器的值转化为频率。

在工业自动化控制系统中，PLC通常被用于控制电机的运行。

电机的转速通过变频器来调节。

变频器通过控制输出频率来改变电机的转速。

而变频器的输入值通常是一个数字，表示所需的转速。

为了能够准确地控制电机的转速，我们需要将这个数字转化为对应的频率。

其次，我们来看一下如何将变频器的值转化为频率。

在大多数情况下，变频器的输入值是一个数值，范围通常是0到100。

这个数字代表了所需的转速百分比。

例如，输入值为50表示要求电机以其标称转速的50运行。

要将这个输入值转化为频率，我们需要知道电机的标称转速以及变频器的额定频率。

1. 确定电机的标称转速：电机的标称转速通常可以在电机的技术资料中找到。

标称转速通常以每分钟转数（RPM）为单位。

2. 确定变频器的额定频率：变频器的额定频率通常是变频器的额定输入电压下的频率。

例如，对于工业用途，欧洲通常使用50Hz的额定频率，而美洲通常使用60Hz的额定频率。

3. 使用百分比转换公式转化为频率：频率= 标称转速* 输入值/ 100举个例子来说明具体的计算过程。

假设电机的标称转速为1500 RPM，变频器的额定频率为50Hz，输入值为60。

根据百分比转换公式，可以计算出：频率= 1500 RPM * 60 / 100 = 900 Hz因此，我们可以将输入值为60的变频器转化为电机的转速为900Hz。

需要注意的是，上述的公式仅适用于线性转换。

在实际应用中，可能需要根据具体的变频器型号和控制系统进行调整。

另外，还需要考虑到电机的最大转速和变频器的最大频率。

PLC控制变频器转速的几种方法
导语：如果plc和变频器都有串行通行口，并能使用相同的协议，硬件上不用增加其他的，就可以轻松的控制变频器，但必须熟悉通信协议和设计通信程序。

变频器现在的应用是越来越广泛了，那么用PLC如何来控制变频器呢，下面我就简单的把我们常用的方法写出来，供大家参考。

1、简单点的，就是用plc的开关量输入\输出信号有极的调节变频器的输出频率，就是我们常见的高中低速用外部线路驱动，这种方式接线简单，抗干扰能力强。

用plc的开关量输出端可以控制变频器的正反转，有极调节转速和加减速的时间。

2、常用的，用plc的模拟量输出模块，即DA模块，以直流电压0-10V或4-20mA直流电流给变频器，这种方式接线简单，控制灵活，大家一般都采用。

3、高速脉冲输出信号作为频率给定信号，有些变频器有高速脉冲输入功能，就可以用此种方法。

4、串行通信提供频率给定信号，plc和变频器之间可传送大量的
参数设置信息和状态信息。

如果plc和变频器都有串行通行口，并能使用相同的协议，硬件上不用增加其他的，就可以轻松的控制变频器，但必须熟悉通信协议和设计通信程序。

以上大概就是我们常用的几种方式。

PLC控制的变频器在自动化生产线中的应用
PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于控制和监测自动化生产线的计算机控制系统。

而变频器是一种能够调整电动机转速和运行频率的装置。

通过将PLC控制与变频器结合使用，可以实现对自动化生产线中电动机的精确控制和调节，从而提高生产线的效率和准确性。

1. 电动机速度控制：自动化生产线中的不同工艺需要不同的电机转速，通过PLC控制变频器，可以根据生产线的实际需要，实时调整电动机的转速，以适应不同工艺的要求。

在纺织业中，不同织物的纺织速度不同，通过PLC控制变频器可以实时调整电动机的转速，确保织物的质量和工艺标准。

2. 运行模式切换：自动化生产线中通常需要根据不同的产品要求进行不同的运行模
式切换，通过PLC控制变频器，可以实现快速而准确地切换不同的运行模式。

在汽车制造
业中，同一生产线上可能需要生产不同型号的汽车，通过PLC控制变频器，可以根据不同
的汽车型号，自动调整生产线的运行模式，以适应不同型号汽车的生产需求。

4. 故障诊断与维护：自动化生产线中的设备故障常常会导致生产线的停工和生产效
率的降低，通过PLC控制变频器，可以实时监测设备的运行状态和工作参数，及时发现并
报警设备的故障情况。

通过PLC控制变频器的故障诊断功能，可以对故障设备进行准确的
诊断，提供准确的故障报告，为维修人员提供指导和参考，以提高设备的维护效率和准确性。

PLC控制的变频器在自动化生产线中的应用，可以实现对电动机的精确控制和调节，
从而提高生产线的效率和准确性。

还可以实现能耗的节约、故障的诊断与维护等功效，进
一步提高自动化生产线的可靠性和可控性。

基于PLC控制变频器调速实验报告电控学院电气实训目的：本次实验针对电气工程及其自动化专业。

通过综合实验，使学生对所学过的可编程控制器在电动机变频调速控制中的应用有一个系统的认识，并运用自己学过的知识，自己设计变频调速控制系统。

要求用PLC控制变频器，通过光电编码器反馈速度信号达到电动机调速的精确控制，自己设计，自己编程，最后进行硬件、软件联机的综合调试，实现自己的设计思想。

在整个试验过程中，摆脱以往由教师设计，检查处理故障的传统做法，由学生完全自己动手，互相查找处理故障，培养学生动手能力。

学生实验应做到以下几点：1. 通过电动机变频调速控制系统实验，进一步了解可编程控制器在电动机变频调速控制中的应用。

2. 通过系统设计，进一步了解PLC、变频器及编码器之间的配合关系。

3. 通过实验线路的设计，实际操作，使理论与实际相结合，增加感性认识，使书本知识更加巩固。

4. 培养动手能力，增强对可编程控制器运用的能力。

5. 培养分析，查找故障的能力。

6. 增加对可编程控制器外围电路的认识。

实训主要器件：欧姆龙CPM2AH-40CDR可编程控制器（PLC），欧瑞F1000-G系列变频器，三相异步电机第一部分采样转速的采样采用的是欧姆龙的光电编码器，结合PLC的高速计数器端子，实现高精度的采样。

编码器是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。

编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者成为码盘，后者称码尺．按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．接触式采用电刷输出，一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是1还是0；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是1还是0，通过1和0的二进制编码来将采集来的物理信号转换为机器码可读取的电信号用以通讯、传输和储存。

欧姆龙（OMRON）编码器是用来测量转速的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出（REP）。

变频器多段速的PLC控制陈竹现代功率电子技术的发展，变频器的性能日新月异，有调速范围宽、调速精度高、动态响应快、运行效率高、功率因数高、操作方便、便于同其他设备接口等一系列优点，使得变频器的用途越来越广。

变频器分为交--交和交--直--交两种形式。

交--交变频器可将工频交流直接转换成频率、电压均可控制的交流；交--直--交变频器则先把工频交流通过整流器转换成直流，然后再把直流转换成频率、电压均可控制的交流，其基本构成如图1所示。

主要由主电路（包括整流器、中间直流环节、逆变器）和控制电路组成。

图1 变频器基本结构整流器主要是将电网的交流整流成直流；逆变器是通过三相桥式逆变电路将直流转换成任意频率的三相交流；中间环节又叫中间储能环节，由于变频器的负载一般为电动机，属于感性负载，运行中中间直流环节和电动机之间总会有无功功率交换，这种无功功率将由中间环节的储能元件（电容器或电抗器）来缓冲；控制电路主要是完成对逆变器的开关控制，对整流器的电压控制以及完成各种保护功能。

1. 认识一台变频器LG公司生产的SV-iG5系列变频器，是一种功能强大、紧凑小巧的经济型变频器，其外观如图2所示。

该系列的变频器具有如下特性：图2 iG5变频器功率/电压等级：~ kW，200-230VAC，1相；~ kW，200-230VAC，三相；~ kW，380-460VAC，三相。

变频器类型：采用IGBT的PWM控制。

控制方式：V/F空间矢量技术内置总线：RS-485，ModBus—RTU内置PID控制，制动单元输出150%转矩防失速功能，8步速控制，三段跳跃频率三个多功能输入，一个多功能输出，模拟输出（0～10V）1～10kHz载波频率虽然iG5的功能提高，但体积确比以前的iG系列减小，更便于安装。

iG5最大减小了总体积的50%，采用小的控制面板和重量较轻的导轨安装。

使用更先进的控制盘结构和系统设计。

广泛应用于纺织、洗涤、加工机械等领域。

第一章实训任务、目的及要求1.1 实训要求1. 确定控制方案，选择PLC和变频器。

2. 画出电气控制线路图。

3. 设计程序。

4. 完成PLC控制系统梯形图软件及其语句表的编制任务。

5. 在实验室条件下，通过试验调试初步验证其程序的正确性。

1.2 实训任务和目的1.了解PLC 控制变频调速系统。

2.了解S7-200CPU 加M440 变频器参数设置。

3.了解电气控制系统设计的基本原则、内容与一般步骤。

4.掌握PLC 变频调速控制系统调试基本过程和方法。

1.3 系统控制要求1.变频调速器受0-10v 电压控制。

输出0Hz 对应同步转速为0r/min。

输出50Hz 对应同步转速为1500r/min。

输出100Hz 对应同步转速为3000r/min。

输入电压与输出频率按线性关系变化。

2.要求输出转速按函数变化，请编写梯形图控制程序，并完成调试。

3.改变输出转速-时间的变化函数，重复上述过程。

1.4 PLC 简介1.4.1 PLC 的基本概念可编程控制器是计算机家族中的一员,是为工业控制应用而设计制造的。

早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。

随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。

但是为了避免与个人计算机（PersonalCompute）r的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。

由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小，组装灵活，编程简单，抗干扰能力强及可靠性高等特点，非常适合于在恶劣的工业环境下使用。

故自60 年代末第一台PLC 问世以来，已很快被应用到机械制造、冶金、矿业、轻工等各个领域，大大推进了机电一体化进程。

进入80 年代，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，使得可编程控制器有了突飞猛进的发展，功能日益增强，已远远超出逻辑控制、顺序控制的范围，具备模数转换、数模转换、高速计数、速度控制、位置控制、轴定位控制、温度控制、PID 控制、远程通讯、高级语言编辑以及各种物理量转换等功能。