一文读懂PLC如何控制变频器

对于刚接触PLC和变频器的初学者来说，常搞不清楚PLC和变频器要如何配合使用，变频器参数该如何调试。今天特地整理此文，希望对你们有所帮助。
PLC作为逻辑控制器处于主动地位；变频器则作为执行元件处于被动地位。PLC通常需要控制变频器启停及正反转等运行和运行频率。要搞明白PLC如何控制变频器，首先要了解变频器有哪些输入通道和输出通道。变频器通常都提供了数字输入端子（多功能端子），模拟量输出通道（AI）和数字输出端子（一个晶体管和一个继电器），模拟量输出端子（AO）。PLC的控制信号正是通过数字输入和模拟输入进入变频器，变频器又可以将运行信息通过数字输出和模拟输出反馈到PLC，这样配合使系统稳定运行。
了解了控制输入输出通道，变频器运行通道有三种：按键运行指令通道，端子运行指令通道，通讯运行指令通道。频率通道则有多种：键盘数字设定，键盘模拟量通道，端子模拟量通道，多段速频率设定，PID控制设定，通信频率设定等，我们应该根据系统要求设计合理的控制方案，通常由PLC控制的方案有以下几种：
1.端子运行指令通道+端子模拟量通道。（最常用）
2.端子运行指令通道+通信频率设定。
3.通信运行通道+通信频率设定。
4.端子运行通道+多段速频率设定。
下面我们具体以西门子S7-200 SMART与英威腾GD10系列变频器为例，讲解以上四种方案的使用。
方案一、端子运行指令通道+端子模拟量通道。
该方案利用多功能输入端子控制运行，频率则由端子模拟量输入通道给定，典型应用场合为小区恒压供水。
参数设置如下：
运行命令通道应设置为端子运行指令通道，如图1-1所示。
图1

多功能端子功能定义如图2所示。
图2
控制模式设置如图1-3所示，最常用模式为两线式模式1。
图3
频率源通道应设置为端子模拟了设定，如图4所示，通常会有两个频率源A和B，可以通过参数设置不同的组合方式，如图5所示。
图4

图5
变频器与PLC连接图如图6所示。

图6

方案二、端子运行指令通道+通信频率设定。
运行命令通道应设置为端子运行指令通道和方案一相同，频率源通道应设置为MODBUS通讯设定，如图7所示。
图7
除了要将频率源通道设置为通讯模式，还要设置好通讯相关参数，如图8所示。波特率和数据位校验设置需与PLC通讯口参数一致，图中指示为SMART默认设置。
图8

变频器和PLC连接如图9所示。
图9
编写通讯程序控制变频器频率时必须要知道变频器频率的通讯地址，查阅说明书得知通讯地址如图10所示。
图10

方案三、通信运行通道+通信频率设定。
该方案运行命令和频率都由通讯给定，PLC与变频器只需要一根两芯（双绞屏蔽线）通讯线连接。运行命令通道应设置为通讯给定，如图11所示。
图11
频率源通道应设置为MODBUS通讯设定，与方案二相同。
变频器与PLC连接如图12所示。
图12


方案四、端子运行通道+多段速频率设定（应用较少）。
该方案利用PLC通过变频器外部端子控制运行，频率则由变频器外部端子组合多段速给定，该方案应用于变频器需要在不同时段以不同速度运行的场合，如球磨机。有些球磨机专用变频器无需PLC也能自动切换段速。
运行命令通道应设置为端子运行指令通道，和方案一相同。频率源设置为多段速运行设定，如图13所示。
图13
需要将外部多功能端子S定义给多段速使用，定义方法如图14所示。
图14
需要用到多少段速度应提前设置好，最多可设置16段速。设置方法如图15所示。
图15
设置好段速后需要用外部多功能端子来组合调用段速，四个多段速功能端子按二进制形式排列组合成0-15共16段速，如图4-4所示。只需要利用PLC输出端子按照图中组合方式接通多段速端子，即可调用0-15段速，例如需要用到4段速度，至少要定义两个多段速端子，通过S1和S2组合调用0，1，2，3段速。
图16
变频器与PLC连接如图17所示。
图17

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