plc和变频器接线图(说明PLC和变频器之间的通信接线)

plc与变频器的关系是包含与被包含的关系。PLC和变频器都可以完成一些特定的指令来控制电机。PLC是一种程序输入执行硬件，变频器是其中之一。

但是PLC的覆盖面比变频器大，也可以用来控制更多的东西，应用领域更广，性能更强。当然，PLC的控制精度也更大。变频器不能通过编程改变电源的频率和电压，其输出频率可以设定为固定值，也可以由PLC动态控制。

Plc可以通过编程来控制电气元件或完成功能、通讯等任务。

PLC与变频器之间的通信应遵循通用串行接口协议(USS)，接入方式应根据串行总线的主从通信原理确定。一个主站和多达31个从站可以连接到总线。主站根据通信报文中的地址字符选择从站传输数据。当主站不需要它通信时，从站本身不能先传输数据，从站也不能直接传输信息。

PLC的基本结构图

PLC的存储器可分为三种:系统程序存储器、用户程序存储器和工作数据存储器。

1.系统程序存储器

系统程序存储器用于存储可编程控制器厂家编写的系统程序，固化在ROM中，用户不能直接更改。程序的质量很大程度上决定了PLC的性能。

内容主要包括三个部分:第一部分是系统管理程序，主要控制可编程控制器的运行，使整个可编程控制器按部就班地工作；第二部分是用户指令解释器，将可编程控制器的编程语言转换成机器语言指令，然后CPU执行这些指令；第三部分是标准程序模块和系统调用程序。

2.用户程序存储器

根据控制要求编写的应用程序称为用户程序。用户程序存储器用于存储用户为特定控制任务用指定的可编程控制器编程语言编写的各种用户程序。

目前，更先进的可编程控制器使用可随时读写的闪存作为用户程序存储器。闪存不需要备用电池，电视数据不会丢失。

3.工作数据存储器

工作数据存储器用于存储工作数据，即用户程序中使用的开/关状态和数值数据。在工作数据区，有组件映射内存和数据表。元件映射寄存器用于存储定时器、计数器和辅助继电器等内部设备的开关量、输出状态和开/关状态。数据表用于存储各种数据。它存储用户程序执行时的一些可变参数值、A/D转换得到的数字量和数字运算的结果等。

变频器基本结构图

变频器是将工频电源(50Hz或60Hz)转换成各种频率的交流电源，实现电机变速运行的装置。控制电路控制主电路，整流电路将交流电源转换为DC电源，DC中间电路平滑整流电路的输出，逆变电路将DC电源逆变为交流电源。对于矢量控制变频器等需要大量运算的变频器，有时需要一个用于转矩计算的CPU和一些相应的电路。

plc和变频器之间的连接方式一般有三种:

①PLC的模拟输出模块用于控制变频器PLC的模拟输出模块输出0 ~ 5V电压信号或4 ~ 20 mA电流信号作为变频器的模拟输入信号，控制变频器的输出频率。这种控制方式接线简单，但需要选择与逆变器输入阻抗相匹配的PLC输出模块，且PLC的模拟输出模块价格昂贵。另外，要采取分压措施，使变频器适应PLC的电压信号范围，连接时注意分开布线，保证主电路一侧的噪声不传递到控制电路。

②利用PLC的开关输出控制变频器。一般PLC的开关输出可以直接接变频器的开关输入。这种控制方式接线简单，抗干扰能力强。PLC的开关输出可以用来控制变频器的启动/停止、正/反转、点动、转速和加减速时间，可以实现更复杂的控制要求，但只能有级调速。

使用继电器触点进行连接时，有时会因接触不良而出现误动作。当使用晶体管进行连接时，应考虑晶体管的电压和电流容量，以确保系统的可靠性。另外，在设计变频器的输入信号电路时，也要注意输入信号电路的连接不当，有时会造成变频器的误动作。比如输入信号回路使用继电器等感性负载时，当继电器分、合闸时，浪涌电流产生的噪声可能造成变频器的误动作，应尽量避免。

③PLC与RS-485通信接口的连接。所有标准西门子变频器都有一个RS-485串行接口(有些还提供RS-232接口)，采用双线连接，其设计标准适合工业环境中的应用对象。单个RS-485链路最多可以连接30个逆变器，根据每个逆变器的地址或广播信息，可以找到需要通信的逆变器。链路中需要有一个主控制器(主站)，每个逆变器是一个从控制对象(从站)。

PLC变频器控制电机正向和反向传输图

1.按接线图接线后，启动电源，准备设置变频器的参数。

2.按“MODE”键进入参数设置模式，将Pr.79设置为“2”:外部运行模式，起动信号从外部端子(STF、STR)输入，转速调节从外部端子(2、5、4、5、多速)输入。

3.持续按下“模式”按钮，退出参数设置模式。

4.按下正转按钮，电机开始正转。

5.按下停止按钮停止电机。

6.按下反转按钮，电机将开始反转。

7.按下停止按钮停止电机。

8.如果在电机正转时按下反转按钮，电机先停止，然后反转；相反，如果在电机反转时按下正转按钮，电机首先停止，然后正转。

plc和变频器接线图

PlC与变频器之间的通信方式:

1.PLC的开关信号控制变频器。

PLC(MR或MT)的输出点和COM点直接连接到变频器的STF(正向启动)、RH(高速)、RM(中速)、RL(低速)、输入SG等端口。PLC可以通过程序控制变频器的启动、停止和复位；还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。但由于是由通断值控制，其调速曲线不是连续平滑的曲线，也不能实现精细调速。

2.PLC的模拟信号控制变频器

硬件:FX1N和FX2N PLC主机，配备简单的FX1N-1DA-BD扩展模拟输出板；或者模拟输入输出混合模块FX0N-3A；；或者FX2N-2DA；有两个输出；或者具有四个输出的FX2N-4DA模块等。优点:PLC编程简单方便，调速曲线平滑连续，工作稳定。

缺点:在大型生产线中，控制电缆较长，特别是DA模块采用电压信号输出时，电路压降较大，影响系统的稳定性和可靠性。

3.PLC采用RS-485通信方式控制变频器。

这是应用最广泛的方法，PLC采用RS串行通信指令编程。优点:硬件简单，成本最低，可控制32台逆变器。缺点:编程工作量大。

4.PLC采用RS-485的Modbus-RTU通信方式控制变频器。

新型三菱F700系列变频器采用RS-485终端和Modbus-RTU协议与PLC通信。优点:Modbus通讯模式的PLC编程比RS-485无协议模式更简单方便。缺点:PLC编程工作量还是大。

5.PLC使用现场总线控制变频器。

三菱变频器可配备各种类型的通信选项，如用于CC-Link现场总线的FR-A5NC选项。用于Profibus DP现场总线的FR-A5AP(A)选项；用于DeviceNet现场总线的FR-A5ND选项等。三菱FX系列PLC有相应的通讯接口模块与之对接。

优点:高速、长距离、高效率、运行稳定、编程简单、可连接变频器数量多。缺点:成本较高。

6.使用扩展内存

优点:成本低，易学易用，性能可靠缺点:只能在不超过8台变频器的系统中使用。

PLC和变频器的通信接线图

三菱PLC控制台变频器案例分析

在没有外部控制器(如PLC)的情况下，有三种方法可以直接操作变频器:

①操作面板上的按键；

②操作由端子板连接的部件(如按钮和电位器)；

③复合操作(如在操作面板上设定频率，操作与终端连接的按钮进行启动/停止控制)。为了操作方便，充分利用变频器，还可以用PLC来控制变频器。

PLC控制变频器有三种基本方式:

(1)通过开关量控制；

②模拟方式控制；

RS485通讯控制。

变频器的硬件连接由PLC开关量控制。

变频器有许多开关端子，如正转、反转和多速控制端子。不使用PLC时，只要将这些端子与开关连接，就可以进行变频器的正转、反转和多速控制。使用PLC控制变频器时，如果PLC通过开关量控制变频，需要将PLC的开关量输出端与变频器的开关量输入端相连。为了检测变频器的某些状态，变频器的开关量输出端可以同时与PLC的开关量输入端连接。

通过PLC开关量控制变频器的硬件连接如下图所示。当PLC内部程序闭合Y001端子内部硬触点时，变频器STF端子外部开关闭合，STF端子输入ON，变频器启动电机正转。调节连接到端子10、2和5的电位计可以改变端子2的输入电压，从而改变逆变器输出功率的频率，并进一步改变电机的速度。如果变频器内部出现异常，端子A和C之间的内部触点闭合，相当于PLC的端子X001的外部开关闭合，端子X001的输入为ON。

PLC模拟量控制变频器的硬件连接

逆变器有一些电压和电流模拟输入端子。改变这些端子的电压或电流输入值可以改变电机的速度。如果这些端子与PLC的模拟输出端子相连，就可以用PLC控制变频器来调节电机的速度。模拟量是一个连续变化的量，利用模拟控制功能可以连续改变电机转速(无级变速)。

模拟模式下PLC控制变频器的硬件连接如下图所示。因为三菱FX2N-32MR PLC没有模拟输出功能，所以需要连接一个模拟输出模块(比如FX2N-4DA)，然后模拟输出模块的输出端连接变频器的模拟输入端。当变频器STF端子的外部开关闭合时，该端子的输入打开，变频器启动电机正转。PLC内部程序运行时产生的数字数据通过连接电缆送到模拟输出模块(DA模块)，转换成0 ~ 5V或0 ~ 10V范围内的电压(模拟)送到变频器的端子2和5，控制变频器输出电源的频率，从而控制电机的转速。如果从DA模块输出到变频器端子2和5的电压发生变化，

当PLC在模拟模式下控制变频器的模拟输入端时，也可以在开关模式下控制变频器的开关输入端。

变频器的硬件连接由PLC RS485通讯控制。

当用PLC开关量控制变频器时，需要将更多的输出端子连接到变频器相应功能的输入端子上，才能对变频器进行正转、反转、停止等控制。当变频器由PLC模拟控制时，需要DA模块来控制变频器的频率。如果PLC通过RS485通讯控制变频器，只需要一根RS485通讯电缆(含五芯)就可以直接向变频器发送各种控制和调频命令，变频器可以根据PLC通过RS485通讯电缆发送的命令进行相应的功能控制。

RS485通信是目前工业控制中广泛使用的通信方式，抗干扰能力强，通信距离可达几十米到上千米。RS485通信不仅可以连接两台设备进行通信，还可以连接多台设备(最多32台设备并联)组成分布式系统相互通信。

1.变频器的RS485通讯口

三菱FR500系列变频器有一个连接操作面板的PU口，可作为RS485通讯口。当使用RS485模式与其他设备通信时，需要从PU端口拔出操作面板插头(RJ45插头)，然后将RS485通信电缆的一端插入PU端口，并将通信电缆的另一端连接到PLC或其他设备。三菱FR500系列变频器PU口外观及各引脚功能描述如下图所示。

三菱FR500系列变频只有一个RS485通讯口(PU口)，不能同时进行面板操作和RS485通讯。三菱FR700系列变频器除了一个专用于RS485通信的PU端口外，还配有一个单独的RS485通信端口(接线板)。三菱FR700系列变频器的RS485通信端口的外形及各引脚的功能描述如下图所示。通信端口的每个功能端子有两个端子，其中一个端子连接到RS485通信设备，另一个端子连接到下一个RS485通信设备。如果没有下一个设备，应将终端电阻开关转到“100”侧。

2.RS485通讯端口2个。可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)

三菱FX PLC一般没有RS485通讯口。如果要通过RS485与变频器通讯，必须安装PLC的FX2N-485BD通讯板。485BD通信板的外观和端子如下图(a)所示，通信板的安装方法如下图(b)所示。

外观

(二)安装方法

3.变频器和PLC之间的RS485通信连接

(1)单台变频器与PLC之间的RS485通讯连接

单个变频器和PLC之间的RS485通信连接如下图所示。两者连接时，一台设备的发送端(+\-)要与另一台设备的接收端(+\-)连接，接收端(+\-)要与另一台设备的发送端(+\-)连接。

(2)多台变频器与PLC之间的RS485通讯连接

多台变频器与PLC之间的RS485通信连接如下图所示，可以实现一台PLC控制多台变频器的操作。

控制PLC变频电机正反转的电路、程序和参数设置

1.1的硬件连接电路图。PLC和变频器

通过PLC开关量控制变频器驱动电机正反转的电路图如下图所示。

2.变频器的参数设置

使用PLC控制变频器时，需要设置变频器的相关参数，如下表所示。

3.编写PLC控制程序

变频器相关参数设置好后，要用编程软件编写相应的PLC控制程序，下载到PLC中。用于控制由PLC变频器驱动的电机正反转的PLC程序如下图所示。

PLC变频器控制电机多速运行的电路、程序和参数设置

变频器可以连续或逐步调节速度。FR-500系列变频器有三个控制端子:RH(高速)、RM(中速)和RL(低速)。通过这三个端子的组合输入，可以实现7档速度控制。如果将PLC的输出端子与变频器的这些端子相连，就可以通过PLC控制变频器驱动电机以多种速度运行。

1.1的硬件连接电路图。PLC和变频器

PLC开关量控制变频电机多速运行的电路图如下图所示。