利用PLC实现控制变频器的方法

1、 42随着变频技术的成熟,变频器作为驱动调速的主要设备,正逐渐取代直流调速设备,发展势头越来越迅猛,但是,由于变频器存在人机交互能力较弱,使得变频器的操作需要人工完成,增加了操作人员的工作量,降低工作效率。同时,变频器的数据计算和分析处理的功能不完善,直接影响了其在大系统中的应用。PLC作为工业自动化控制的主流设备,以控制稳定、数据分析功能强大、通信能力强等特点,广泛地应用到各行各业中。因此,将PLC与变频器结合,使得变频器中问题得到有效的改善。本文主要以西门子S7系列PLC和MM420变频器为例阐述PLC控制变频器的几种方案。1、利用PLC 和变频器的I/O 端子实现控制1.1通过数字输入端

2、与PLC 连接S7-200系列PLC自带一定数量的数字量I/O端子,通过导线可与MM420变频器的数字输入量端子连接,MM420端子提供了4个数字量输入端子DIN,编号为5、6、7,另外一个数字量输入端子是由模拟量输入端子3、4端组态而成。使用该方法,可以实现对变频器的启动、停止的控制和固定频率的设置。连接时将PLC的Q0.0-Q0.2连接变频器的5-7脚。可通过编写PLC程序控制变频器5脚的通断,实现电机启动和停止。使用这种模式还可以实现电机以固定的频率进行工作,在这种模式下,只要将PLC数字输出端Q0.0、Q0.1、Q0.2三个端子按表1的情况通断电,即可实现对让电机工作在3种频率模式。变

3、频器的参数也应该作相应的设置,一般情况下,变频器的参数设置包括两个部分,一是对拖动对象电机参数的设置,如:电机的额定电压、额定电流、额定功率、额定转速等参数;二是对控制参数设置,这里关键就是组态5、6、7脚的功能,将其设置为固定频率+二进制模式,控制参数的具体设置P0700=2、P0701=1、P0702=17、P0703=17、P1000=3。从以上的分析不难得出,如果使用的变频器有更多的数字量端子,那么获得的固定频率将更多。1.2通过模拟量端子与PLC 连接S7-200系列PLC一般不自带模拟量接口,因此要实现该控制必须使用其扩展模块EM235与MM420变频器的模拟量输入端子连接,其系统

4、硬件连接时将EM235端得V0和M0分别接MM420的3、4脚。通过EM235的模拟量输出端子(10V直接与变频器的模拟量输入端子连接,可实现对电机转速的调整,PLC输入端子外接按钮实现电机的正转和反转控制。变频器主要参数设置:P 0700=2、P0701=1、P0702=2、P1000=2、P1080=0、P1082=50。2、利用专用的通信协议实现控制PLC具有较强大的通信功能,S7-200系列PLC支持多种协议,如:PPI协议、MPI协议等,其中专用于和M系列变频器通信的USS协议可轻松实现与变频器的控制。利用通信电缆将S7-200系列的PORT0口3脚和8脚与变频器的14、15脚用双绞

5、线连接起来,可在连线时加220欧姆终端电阻,保证通信的质量。通信电缆可以自制,也可以使用西门子公司提供的专用通信电缆。利用PLC与变频器USS通信指令(必须按照USS协议库,可实现对电机的启动、自由停车、快速停车、更改速度、设置速度、修改变频器参数等功能,在编写好PLC程序后,必须为程序分配库存储区,否则程序编译时会产生错误。变频器的主要控制参数设置P0700=5、P2010.0=6、P2012.0=2、P2014.0=0、P1000=5、P2011.0=11、P2013.0=1273、利用通用的通信协议实现控制3.1利用自由口协议S7-200PLC支持自由口协议,在自由口模式下,通信协议完全

6、由用户程序控制,可实现与其他型号的变频器通信,S7-200PLC按照变频器所支持的协议通过使用发送中断、接收中断、发送指令(xmt和接收指令(rcv等指令编程相关的通信程序,直接利用通讯口PORT口连接第三方变频器实现通信。使用该方法两者之间的通信可靠,但是程序的编写和通信的调试比较复杂。3.2利用Modbus 协议MODBUS协议最早由施耐德旗下的Modicon公司于1978年提出,目前已经称为国际标准和国家、行业标准。该协议为典型的串行通讯协议,支持CRC或LRC校验。变频器大多数设备均支持该协议。S7-200PLC的两个通信口0口和1口均支持ModbusRTU协议,硬件连接时只需要将3和

7、8脚连接到变频器的RS485端口的接收和发送端即可。PLC程序编写直接在编程软件Step7-Micro/WIN32软件指令库中的调用MBUS_CTRL初始化程序,调用MBUS_MSC接收和发送数据,其CRC校验程序也由系统自动生成。4、结语利用PLC实现与变频器控制后,由于PLC具有较强的人机交互功能,丰富的上位组态软件弥补变频器的操作与监控方面的不足,使得变频器广泛地应用于各行各业。参考文献1廖常初.P L C 编程与应用(第三版.北京:机械工业出版社,2008.1.2MICROMASTER420通用型变频器使用大全.西门子公司,2003.12.3程月.利用MODBUS 实现西门子PLC 与ABB 变频器的通信控制J.北京:电气时代,2007,(07.利用PLC 实现控制变频器的方法王赛(宜宾职业技术学院自动控制系四川宜宾644003摘要:P L C 与变频器结合,增强了变频器控制的功能,使得变频器易于操作和控制,增强了人机交互的能力。关键词:PLC变频器中图分类号:TP 27文献标识码:A 文章编号:1007-9416(201107-0042-01变频器工作情况