PLC在变频调速控制方法

摘要：由PLC控制的变频调速在现代工业各个领域的应用越来越为广泛。为了使技校的学生能够更深入的了解和把握由PLC实现的变频调速方法，文章以三菱FX系列PLC和三菱

FR-A540变频器为例来详细地、系统的研究了由PLC控制如何实现单台乃至多台电动机变频调速。并且对每种方法硬件连接、PLC编程方法上以实例方式进行了详细的介绍。分析各种方法在编程、调速精度乃至应用广泛性等方面的优势和不足之处，并做出了具体的归纳总结。

关键词：三菱FX系列PLC三菱FR-A540变频器控制方法研究

引言：

随着电力电子技术和自动控制技术的日益发展，电动机的调速已经从继电器控制时代发展到今天的由变频器控制调速。且在工业各个领域中得到了极为广泛的应用。在现在的在工业自动化控制系统中，最为常见的是由PLC控制变频器实现电动机的调速控制。该方法主要通过程序来控制了电动机的变频调速，从而实现了自动控制。目前，本校已经引进了几十套PLC，变频器，触摸屏设备，并且开设了PLC，电动机调速等相关课程。PLC采用怎样的控制方式来实现电动机的变频调速？是不是PLC控制的电动机变频调速方法只有一种？是不是一台PLC只能实现单台电动机的变频调速？在程序上又是如何实现电动机的调速控制？在学习这些课程的时候很多同学难免会存在很多疑问。本文就来诠释上述问题。通过常用的PLC在变频调速中的三种方法进行详尽阐述，希望对学生在变频调速的学习方面能有一定的帮助。为他们在将来的更进一步深入学习该领域的更深层的内容打下基础。

一、PLC输出的开关量控制的变频调速

实现方法：PLC的输出点、COM点直接与变频器的STF(正转启动)、STR(反转启动)、RH(高速)、RM(中速)、RL(低速)、REX、输入端SG等端口分别相连接。PLC通过程序即可以控制变频器的启动、停止；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。

现在以一程序实例来介绍plc通过输出的开关量控制的变频调速。

传动系统从原点启动，中速40HZ行驶30S，开始高速50HZ行驶，当碰撞到行程开关SQ1时，开始低速20HZ爬行，低速爬行到终点碰撞到SQ2停车。停顿2s。反向以高速50HZ行驶，高速行驶到碰撞行程开关SQ3处开始低速20HZ爬行。到达原点碰撞SQ4停车，停顿2s后重新开始往返。试编写程序。

硬件连接如附录图1所示

输入输出触点分配

输入点及用途输出点

X0启动按钮Y0工作台前进

X1行程开关SQ1Y1工作台后退

X2行程开关SQ2Y2高速

X3行程开关SQ3Y3中速

X4行程开关SQ4Y4低速

变频器参数设置：操作模式Pr.79=1（外部模式）；基本参数：Pr.7=2s(加速时间)；Pr.8=3s(减速时间)；Pr.9=电动机的额定电流x100%（根据所用电动机的额定电流大小设定）

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

程序设计：

PLC变频调速控制方法

本实例是通过步进顺控指令编程来控制PLC的输出即变频器的多段速的输入信号。通过PLC的输出触点Y2、Y3、Y4得电与否（开或关）来控制电动机的变频调速，实例中通过Y2、

Y3、Y4的分时得电来实现了电动机的三段调速。当然由Y2、Y3、Y4的不同组合可以实现电动机7段调速。若要实现电动机的多段调速即增加若干输出来控制，并相应的设置变频器的相关参数。但是由于变频器的的只有输入端子RH,RL,RM,REX进行多种运行速度转换，所以最多能实现15段调速，即有极调速。不能实现电动机的无级调速。调速精度不高。若要求电动机有20多种乃至更多种速度，该方法很难实现。

PLC的输出开关量不仅能实现单台电动机的变频调速，而且能实现多台电动机的变频调速。硬件连接如附录图2所示。由于编程方法每台基本相同，这里不在赘述。

通过前面的程序实例不难看出该方法的优点是编程较为简单易懂，且变频器的响应速度快，抗干扰能力强。可以实现单台及多台电动机的调速。在较为简单的变频调速系统中，该方法较为简单且比较容易编程。对于初学者来讲是一种较为容易掌握的方法。

但是因为它是采用开关量来实施控制的，在很多的不足之处：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。若要实现多台电动机的变频调速，要求PLC输入输出点数较多，需采用输入输出点数较多的PLC。在工业大型生产线上应用具有一定的局限性。

若在要求调速较为精细、精确的生产线上，采用该方法就得不到良好的调速效果，那么下面就介绍更为精确一点的调速方法。

二、PLC通过外加扩展DA转换模块控制的变频调速

实现方法：本方法是通过PLC外接扩展数模转换特殊功能模块来实现的。可以通过FX系列PLC主机，配置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FX2N-2DA或FX2N-4DA模块等来实现。该种方法的实现主要是对特殊功能模块的缓冲存储器(BFM)设置编程。

现以FX2N型PLC扩展FX2N-2DA模块实现单台电动机正转的变频调速为例

硬件连接图如附录图3所示

FX2N-2DA输出模块：其功能是把CPU的数字信号量，用于将12位的数字值转换成2点模拟输出（电压输出和电流输出），以便控制现场设备。

FX2N系列PLC的连接编程主要包括不同通道数模转换的执行控制，数字控制量写入FX2N-2DA等。而最重要的则是对缓冲存储器(BFM)的设置。BFM的定义如附录表1所示

从表中可以看出起作用的仅仅是BFM的#16、#17，而在程序中所需要做的则是根据实际需要给予BFM中的#16和#17赋予合适的值。其中：#16为输出数据当前值。#17：b0：1改变成0时，通道2的D/A转换开始。b1：1改变成0时，通道1的D/A转换开始。