PLC在變頻調速控制方法

摘要：由PLC控制的變頻調速在現代工業各個領域的應用越來越為廣泛。為了使技校的學生能夠更深入的了解和把握由PLC實現的變頻調速方法，文章以三菱FX系列PLC和三菱

FR-A540變頻器為例來詳細地、系統的研究了由PLC控制如何實現單臺乃至多臺電動機變頻調速。并且對每種方法硬件連接、PLC編程方法上以實例方式進行了詳細的介紹。分析各種方法在編程、調速精度乃至應用廣泛性等方面的優勢和不足之處，并做出了具體的歸納總結。

關鍵詞：三菱FX系列PLC三菱FR-A540變頻器控制方法研究

引言：

隨著電力電子技術和自動控制技術的日益發展，電動機的調速已經從繼電器控制時代發展到今天的由變頻器控制調速。且在工業各個領域中得到了極為廣泛的應用。在現在的在工業自動化控制系統中，最為常見的是由PLC控制變頻器實現電動機的調速控制。該方法主要通過程序來控制了電動機的變頻調速，從而實現了自動控制。目前，本校已經引進了幾十套PLC，變頻器，觸摸屏設備，并且開設了PLC，電動機調速等相關課程。PLC采用怎樣的控制方式來實現電動機的變頻調速？是不是PLC控制的電動機變頻調速方法只有一種？是不是一臺PLC只能實現單臺電動機的變頻調速？在程序上又是如何實現電動機的調速控制？在學習這些課程的時候很多同學難免會存在很多疑問。本文就來詮釋上述問題。通過常用的PLC在變頻調速中的三種方法進行詳盡闡述，希望對學生在變頻調速的學習方面能有一定的幫助。為他們在將來的更進一步深入學習該領域的更深層的內容打下基礎。

一、PLC輸出的開關量控制的變頻調速

實現方法：PLC的輸出點、COM點直接與變頻器的STF(正轉啟動)、STR(反轉啟動)、RH(高速)、RM(中速)、RL(低速)、REX、輸入端SG等端口分別相連接。PLC通過程序即可以控制變頻器的啟動、停止；也可以控制變頻器高速、中速、低速端子的不同組合實現多段速度運行。

現在以一程序實例來介紹plc通過輸出的開關量控制的變頻調速。

傳動系統從原點啟動，中速40HZ行駛30S，開始高速50HZ行駛，當碰撞到行程開關SQ1時，開始低速20HZ爬行，低速爬行到終點碰撞到SQ2停車。停頓2s。反向以高速50HZ行駛，高速行駛到碰撞行程開關SQ3處開始低速20HZ爬行。到達原點碰撞SQ4停車，停頓2s后重新開始往返。試編寫程序。

硬件連接如附錄圖1所示

輸入輸出觸點分配

輸入點及用途輸出點

X0啟動按鈕Y0工作臺前進

X1行程開關SQ1Y1工作臺后退

X2行程開關SQ2Y2高速

X3行程開關SQ3Y3中速

X4行程開關SQ4Y4低速

變頻器參數設置：操作模式Pr.79=1（外部模式）；基本參數：Pr.7=2s(加速時間)；Pr.8=3s(減速時間)；Pr.9=電動機的額定電流x100%（根據所用電動機的額定電流大小設定）

各段速度設置：Pr.4=40HZ(中速段),Pr.5=50HZ（高速段）,Pr.6=20HZ（低速段）

程序設計：

PLC變頻調速控制方法

本實例是通過步進順控指令編程來控制PLC的輸出即變頻器的多段速的輸入信號。通過PLC的輸出觸點Y2、Y3、Y4得電與否（開或關）來控制電動機的變頻調速，實例中通過Y2、

Y3、Y4的分時得電來實現了電動機的三段調速。當然由Y2、Y3、Y4的不同組合可以實現電動機7段調速。若要實現電動機的多段調速即增加若干輸出來控制，并相應的設置變頻器的相關參數。但是由于變頻器的的只有輸入端子RH,RL,RM,REX進行多種運行速度轉換，所以最多能實現15段調速，即有極調速。不能實現電動機的無級調速。調速精度不高。若要求電動機有20多種乃至更多種速度，該方法很難實現。

PLC的輸出開關量不僅能實現單臺電動機的變頻調速，而且能實現多臺電動機的變頻調速。硬件連接如附錄圖2所示。由于編程方法每臺基本相同，這里不在贅述。

通過前面的程序實例不難看出該方法的優點是編程較為簡單易懂，且變頻器的響應速度快，抗干擾能力強。可以實現單臺及多臺電動機的調速。在較為簡單的變頻調速系統中，該方法較為簡單且比較容易編程。對于初學者來講是一種較為容易掌握的方法。

但是因為它是采用開關量來實施控制的，在很多的不足之處：其調速曲線不是一條連續平滑的曲線，也無法實現精細的速度調節。若要實現多臺電動機的變頻調速，要求PLC輸入輸出點數較多，需采用輸入輸出點數較多的PLC。在工業大型生產線上應用具有一定的局限性。

若在要求調速較為精細、精確的生產線上，采用該方法就得不到良好的調速效果，那么下面就介紹更為精確一點的調速方法。

二、PLC通過外加擴展DA轉換模塊控制的變頻調速

實現方法：本方法是通過PLC外接擴展數模轉換特殊功能模塊來實現的。可以通過FX系列PLC主機，配置FX1N-1DA-BD擴展模擬量輸出板或模擬量輸入輸出混合模塊FX0N-3A或FX2N-2DA或FX2N-4DA模塊等來實現。該種方法的實現主要是對特殊功能模塊的緩沖存儲器(BFM)設置編程。

現以FX2N型PLC擴展FX2N-2DA模塊實現單臺電動機正轉的變頻調速為例

硬件連接圖如附錄圖3所示

FX2N-2DA輸出模塊：其功能是把CPU的數字信號量，用于將12位的數字值轉換成2點模擬輸出（電壓輸出和電流輸出），以便控制現場設備。

FX2N系列PLC的連接編程主要包括不同通道數模轉換的執行控制，數字控制量寫入FX2N-2DA等。而最重要的則是對緩沖存儲器(BFM)的設置。BFM的定義如附錄表1所示

從表中可以看出起作用的僅僅是BFM的#16、#17，而在程序中所需要做的則是根據實際需要給予BFM中的#16和#17賦予合適的值。其中：#16為輸出數據當前值。#17：b0：1改變成0時，通道2的D/A轉換開始。b1：1改變成0時，通道1的D/A轉換開始。