PLC与变频器的结合使用
PLC与变频器实现电机正反转、任意转速、停车急停
摘要随着电气工业的不断发展，可编程控制器（PLC）、变频器得以普及到人们生活、生产中，使电气控制更加方便、简洁、实用。
在工业生产过程中，具有大量的的开关量顺序控制，要求按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行联锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集等。
传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
1968年美国GM（通用汽车）公司公开招标，提出研制能够取代继电器的控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程控制器，成Programmable Controller （PC）。
个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。
现今，PLC已经具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
可预见的将来，PLC 在工业自动化控制特别是顺序控制中的主导地位，是其他控制技术无法求带的。
变频器是把工频电源（50Hz或60HZ）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备。
其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。
对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有事还需要一个进行转矩运算的CPU以及一些相应的电路。
目录引言----------------------------------------------------------------------3第一章. PLC与变频器实现电机正反转控制1.1 设计要求--------------------------------------41.2 设计思路--------------------------------------41.3 设计目的--------------------------------------4第二章. 电机正反转控制系统PLC设计2.1 梯形图程序的设计方案--------------------------52.2 系统所需的电气元件介绍------------------------5第三章. 电动机控制要求实现3.1 PLC通过RS485通讯实现变频调速---------------113.2 变频器控制电机正反转--------------------------123.3 变频器实现电机制动、急停----------------------123.4 实现电动机控制梯形图程序---------------------14第四章.注意事项4.1 安装环境-------------------------------------164.2 电源接线-------------------------------------164.3 接地-----------------------------------------164.4 直流24V接线端-------------------------------174.5 输入接线注意点-------------------------------17结束语-------------------------------------------18 参考文献-----------------------------------------19 评审意见表---------------------------------------201引言本课题设计：电动机要实现无级调速，可用变频器控制，电机的正反转，停车，急停也可由PLC控制变频器实现。
变频器与PLC通讯连接方式图解
变频器与PLC通讯连接方式图解变频器与plc连接方式一般有以下几种方式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0～5V电压信号或4～20mA电流信号，作为变频器的模拟量输入信号，控制变频器的输出频率。
这种控制方式接线简单，但需要选择与变频器输入阻抗匹配的PLC输出模块，且PLC的模拟量输出模块价格较为昂贵，此外还需采取分压措施使变频器适应PLC的电压信号范围，在连接时注意将布线分开，保证主电路一侧的噪声不传至控制电路。
②利用PLC的开关量输出控制变频器。
PLC的开关输出量一般可以与变频器的开关量输入端直接相连。
这种控制方式的接线简单，抗干扰能力强。
利用PLC的开关量输出可以控制变频器的启动／停止、正／反转、点动、转速和加减时间等，能实现较为复杂的控制要求，但只能有级调速。
使用继电器触点进行连接时，有时存在因接触不良而误操作现象。
使用晶体管进行连接时，则需要考虑晶体管自身的电压、电流容量等因素，保证系统的可靠性。
另外，在设计变频器的输入信号电路时，还应该注意到输入信号电路连接不当，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，继电器开闭时，产生的浪涌电流带来的噪声有可能引起变频器的误动作，应尽量避免。
③PLC与RS-485通信接口的连接。
所有的标准西门子变频器都有一个RS-485串行接口（有的也提供RS-232接口），采用双线连接，其设计标准适用于工业环境的应用对象。
单一的RS-485链路最多可以连接30台变频器，而且根据各变频器的地址或采用广播信息，都可以找到需要通信的变频器。
链路中需要有一个主控制器（主站），而各个变频器则是从属的控制对象（从站）西门子RS485连接Plc和变频器通讯方式1、PLC的开关量信号控制变频器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。
利用PLC和变频器实现多电机速度同步控制
利用PLC和变频器实现多电机速度同步控制在传统的传动系统中，要保证多个执行元件间速度的一定关系，其中包括保证其间的速度同步或具有一定的速比，常采用机械传动刚性联接装置来实现。
但有时若多个执行元件间的机械传动装置较大，执行元件间的距离较远时，就只得考虑采用独立控制的非刚性联接传动方法。
下面以两个例子分别介绍利用PLC和变频器实现两个电机间速度同步和保持速度间一定速比的控制方法。
1、利用PLC和变频器实现速度同步控制薄膜吹塑及印刷机组的主要功能是，利用挤出吹塑的方法进行塑料薄膜的加工，然后经过凹版印刷机实现对薄膜的印刷，印刷工艺根据要求不同可以采用单面单色、单面多色、双面单色或双面多色等方法。
在整个机组中，有多个电机的速度需要进行控制，如挤出主驱动电机、薄膜拉伸牵引电机、印刷电机以及成品卷绕电机等。
电机间的速度有一定的关系，如：挤出主电机的速度由生产量要求确定，但该速度确定之后，根据薄膜厚度，相应的牵引速度也就确定，因此挤出速度和牵引速度之间有一确定的关系；同时，多组印刷胶辘必须保证同步，印刷电机和牵引电机速度也必须保持同步，否则，将影响薄膜的质量、印刷效果以及生产的连续性；卷绕电机的速度受印刷速度的限制，作相应变化，以保证经过印刷的薄膜能以恒定的张力进行卷绕。
在上述机组的传动系统中，多组印刷胶辘的同步驱动可利用刚性的机械轴联接，整个印刷胶辘的驱动由一台电机驱动，这样就保证了它们之间的同步。
印刷电机的速度必须保证与牵引电机的速度同步，否则，在此两道工艺之间薄膜会出现过紧或过松的现象，影响印刷质量和生产的连续性。
但是印刷生置与牵引装置相距甚远，无法采用机械刚性联接的方法。
为实现牵引与印刷间的同步控制，牵引电机和印刷电机各采用变频器进行调速，再用PLC对两台变频器直接控制。
牵引电机和印刷电机采用变频调速，其控制框图如图1所示。
在这个闭环控制中，以牵引辘的速度为目标，由印刷电机变频器调节印刷辘速度来跟踪牵引辘的速度。
变频器与PLC的联动控制
变频器与PLC的联动控制随着现代工业自动化的发展，变频器和PLC成为了工业控制领域中常用的设备。
它们分别担负着驱动电机和控制各种自动化设备的重要任务。
而将变频器和PLC进行联动控制，可以实现更加灵活和高效的工业生产过程。
本文将详细介绍变频器与PLC的联动控制原理、应用和优势。
一、变频器和PLC的基本介绍1. 变频器变频器，即交流变频调速器，是一种通过调整电源频率和电压来控制电机转速的装置。
它可以使电机实现无级调速，适用于各种需要调整转速的场合。
2. PLCPLC，即可编程逻辑控制器，是一种专门用于控制自动化设备的计算机控制系统。
它可以编程实现各种逻辑运算，对输入输出信号进行处理，并控制各种执行器的动作。
二、变频器与PLC的联动控制原理变频器与PLC的联动控制主要基于以下几个原理。
1. 通信协议变频器和PLC之间需要通过某种通信协议进行数据传输和控制命令的交互。
常用的通信协议包括Modbus、Profibus等。
2. 输入输出信号交互PLC可以通过输入模块接收传感器或者其他设备的信号，然后根据预设的逻辑进行处理，并通过输出模块控制变频器的启停、转速等参数。
3. 控制策略根据实际需求，可以通过PLC编程实现不同的控制策略。
例如，根据流量传感器检测到的流量信号，PLC可以调整变频器的输出频率，以达到预期的流量控制效果。
三、变频器与PLC的联动控制应用变频器与PLC的联动控制在工业自动化领域有广泛的应用。
以下是几个常见的例子。
1. 水泵控制系统通过变频器和PLC联动控制，可以实现水泵的自动控制。
根据PLC程序中的逻辑，通过检测水位、压力等信号，PLC可以控制变频器的启停和转速，以确保水泵的正常运行。
2. 输送带控制系统在自动化生产线上，通过变频器和PLC的联动控制，可以实现对输送带的运行速度和方向的精确控制。
根据PLC的程序逻辑，可以根据工件的数量和位置，实时调整变频器的输出频率和方向，使输送带与生产线的工作同步。
三菱PLC(FX3U)与两台变频器的通讯
三菱PLC（FX3U）与两台三菱变频器的通讯一、任务目的1、掌握变频器的RS485通讯原理2、掌握PLC的RS485通讯原理3、掌握PLC结合触摸屏进行控制技术二、任务实施的设备仪器①变频器D700 2台；②PLC(FX3U）1台；③昆仑通态触摸屏1台④电脑1台三、任务实训要求1、使用PLC，通过RS485总线，实现两台变频器控制电机正转、反转、停止；在运行中可直接改变变频器的运行任意频率，比如10Hz、20Hz、30Hz、40Hz或50Hz。
2、通过触摸屏画面进行上述控制和操作。
四、任务步骤1、设置以下变频参数设置D700变频参数注：当变频器不能恢复出厂时，需要设置变频器Pr.551=9999，然后将变频器的电源关闭，再接上，否则无法通讯。
2、下载PLC的程序，并设置PLC的参数PLC参考程序设置PLC参数3、PLC和变频器的RS485连线①拆下变频器的参数盖板②将变频器与PLC的通讯线RJ45网口接入变频器，另一头接入PLC的RS485通讯模块4、制作触摸屏画面，实现触摸屏控制变频器的正转、反转、停止功能、输出频率监视和任意频率输出。
①打开MCGSE嵌入版组态软件，新建工程，选择相对应的触摸屏类型按确定下一步②点击设备窗口，双击“设备组态”进行组态③鼠标左键点击打开设备工具箱，分别双击“通用串口父设备”和“FX系列编程口”，后点击确定即可④组态完成后关闭当前窗口保存，点击“用户窗口”新建三个窗口，然后打开“窗口0”。
⑤点击“标准按钮”，然后按住鼠标左键在“动画组态窗口”画出按钮⑥双击打开“1号变频器按钮”可以更改按钮名称⑦打开操作属性勾选打开用户窗口，选择窗口1点击确定，这样当按钮按下时就可以切换到窗口1（即1号变频器）。
⑧关闭窗口0并保存，打开窗口1⑨在窗口1新建一个按钮“变频器选择”双击打开操作属性勾选打开用户窗口选择“窗口0”，这样就可以实现来回之间切换⑩在窗口1分别新建1号变频器按钮正转、反转、停止、频率更改。
PLC控制的变频器在自动化生产线中的应用
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。
plc和变频器通讯教程
plc和变频器通讯教程PLC（可编程逻辑控制器）和变频器通讯，是现代工业自动化领域中常见的一种应用。
PLC用于控制生产线的运行，而变频器则用于控制电机的转速。
通过PLC和变频器的通信，可以实现对电机的远程控制和监控。
下面是一个关于PLC和变频器通讯的教程，包含了硬件连接、通信协议、通信参数的配置等步骤。
一、硬件连接在PLC和变频器之间建立通信连接之前，需要确定两者之间的硬件连接方式。
通常，PLC和变频器之间使用RS485接口进行通信。
首先，需要将PLC和变频器的RS485接口连接起来。
具体连接方式如下：1. 将PLC的RS485接口的A线连接到变频器的RS485接口的A线；2. 将PLC的RS485接口的B线连接到变频器的RS485接口的B线；3. 保持PLC和变频器的地线连接到一块；4. 确保所有连接都紧固可靠。
二、通信协议PLC和变频器之间的通信需要使用一种特定的通信协议。
常见的通信协议包括Modbus、Profibus、Ethernet等。
在选择通信协议时，需要根据实际需要和硬件设备的兼容性来确定。
本教程以Modbus通信协议为例。
三、PLC参数设置在PLC的编程软件中，需要进行一些参数的设置。
具体步骤如下：1. 设置通信口的类型为RS485；2. 设置通信口的波特率和数据位数，通常为9600波特率和8数据位；3. 设置Modbus通信协议的相关参数，包括通信地址、数据格式、校验位等。
四、变频器参数设置在变频器的设置面板中，也需要进行一些参数的设置。
具体步骤如下：1. 设置通信口的类型为RS485；2. 设置通信口的波特率和数据位数，需与PLC的设置一致；3. 设置Modbus通信协议的相关参数，包括通信地址、数据格式、校验位等。
五、PLC编程设置在PLC的编程软件中，需要编写一些代码来实现PLC与变频器的通信。
具体步骤如下：1. 在PLC的程序中创建一个通信模块；2. 在通信模块中配置通信口和通信协议的相关参数；3. 编写代码实现PLC向变频器发送指令、读取状态等操作；4. 调试程序，确保通信正常。
变频器和plc通讯网口接线
变频器和plc通讯网口接线在工业自动化领域中，变频器和PLC (可编程逻辑控制器) 是两个常见的设备，它们在现代生产中起着重要的作用。
其中，变频器主要用于控制电机的转速和运行状态，而PLC则负责控制整个生产线的各个环节。
在实际应用中，变频器和PLC之间的通讯网口接线是非常关键的一环。
变频器和PLC之间的通讯主要有两种方式：串口通讯和以太网通讯。
在本文中，我们主要关注以太网通讯方式。
以太网通讯具有高速、稳定和可靠的特点，广泛应用于工业自动化领域。
首先，我们来了解一下变频器和PLC的使用场景。
在许多生产过程中，电机的运行速度需要根据实际需求进行调整，这就需要通过变频器来控制电机的转速。
而PLC则负责控制整个生产线，包括物料的输送、机械臂的运动、传感器的采集等等。
变频器和PLC通讯的目的就是为了实现变频器和PLC之间的信息交互，从而实现对电机运行状态的监控和控制。
其次，我们需要了解变频器和PLC通讯网口接线的基本原理。
在以太网通讯中，变频器和PLC之间的连接通常使用标准的以太网线缆，也就是我们常见的网线。
变频器和PLC各自的网口都有两个接口，分别为发送（Tx）和接收（Rx）。
通过网线连接时，变频器的发送接口与PLC的接收接口相连，而变频器的接收接口与PLC的发送接口相连。
这样就实现了变频器和PLC之间的通讯。
接下来，我们需要配置变频器和PLC的通讯参数。
首先，我们需要确定变频器和PLC的IP地址。
IP地址是以太网通讯的重要标识，它相当于我们人的身份证号码，用于唯一标识一台设备。
配置IP地址时，需要确保变频器和PLC处于同一网段，这样才能实现彼此之间的通讯。
其次，我们需要配置变频器和PLC的端口号。
端口号是指定一个应用程序与因特网或另一台计算机上的应用程序通信时所使用的地址。
在通讯中，变频器和PLC需要互相指定一个端口号，以便彼此进行通讯。
最后，我们需要进行变频器和PLC通讯的编程设置。
对于PLC 来说，通常会使用PLC编程软件进行通讯设置。
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P L C与变频器的结合使
用
文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
关于P L C与变频器的结合使用目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，这里面经常会用到PLC与变频器的结合使用，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，例如我厂二催化的自动吹灰系统。
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。
本文介绍变频器和PLC进行配合时所需注意的事项。
1.开关指令信号的输入
变频器的输入信号中包括对运行/停止、正转/反转、微动等运行状态进行操作的开关型指令信号。
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（如晶体管）与PLC）相连，得到运行状态指令，如图1所示。
在使用继电器接点时，常常因为接触不良而带来误动作；使用晶体管进行连接时，则需考虑晶体管本身的电压、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不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。
图2与图3给出了正确与错误的接线例子。
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，将外部晶体管的集电极经过二极管接到PLC。
如图4所示。
2.数值信号的输入
输入信号防干扰的接法
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面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子由外部给定，通常通过0～10V/5V的电压信号或0/4～20ｍＡ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。
图5为PLC与变频器之间的信号连接图。
当变频器和PLC的电压信号范围不同时，如变频器的输入信号为0～10V，而PLC的输出电压信号范围为0～5V时；或PLC的一侧的输出信号电压范围为0～10V而变频器的输入电压信号范围为0～5V时，由于变频器和晶体管的允许电压、电流等因素的限制，需用串联的方式接入限流电阻及分压方式，以保证进行开闭时不超过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，保证主电路一侧的噪音不传到控制电路。
通常变频器也通过接线端子向外部输出相应的监测模拟信号。
电信号的范围通常为0～10V/5V及0/4～20ｍＡ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不超过电路的允许值，以保证系统
的可靠性和减少误差。
另外，由于这些监测系统的组成互不相同，有不清楚的地方应向厂家咨询。
另外，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不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下几点：
（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，且在接地时使二者尽可能分开。
（2）当电源条件不太好时，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PLC有关的电线分开。
（4）通过使用屏蔽线和双绞线达到提高噪音干扰的水平。
3 结束语
PLC和变频器连接应用时，由于二者涉及到用弱电控制强电，因此，应该注意连接时出现的干扰，避免由于干扰造成变频器的误动作，或者由于连接不当导致PLC或变频器的损坏。