PLC模拟量控制在变频调速的应用

【摘要】本文以三菱PLC为例介绍了模拟量控制，并结合变频调速基本原理及特点，重点阐述了如何通过PLC模拟量控制来实现对变频器的速度调节。

【关键词】PLC；模拟量控制；变频调速

一、引言

近年来可编程序控制器（PLC）以及变频调速技术日益发展，性能价格比日益提高，并在机械、冶金、制造、化工、纺织等领域得以普及和应用。

二、变频器简介

由转速公式可见，改变三相异步电动机电源频率，可以改变旋转磁通势的同步转速，达到调速的目的。额定频率称为基频，变频调速时，可以从基频向上调（恒功率调速），也可以从基频向下调（恒转距调速）。

三、PLC模拟量控制在变频调速的应用

PLC包括許多的特殊功能模块，而模拟量模块则是其中的一种。它包括数模转换模块和模数转换模块。

在设计一个控制系统或对一个已有的设备进行改造时，常常会需要对电机的速度进行控制，利用PLC的模拟量控制模块的输出来对变频器实现速度控制则是一个经济而又简便的方法。

下面以三菱FX2N系列PLC为例进行说明。同时选择FX2N-2DA模拟量模块作为对变频器进行速度控制的控制信号输出。控制系统采用具有两路模拟量输出的模块对两个变频器进行速度控制。

1.系统中PLC模拟量控制变频调速需要解决的主要问题（一）模拟量模块输出信号的选择

通过对模拟量模块连接端子的选择，可以得到两种信号，0～10V或0～5V电压信号以及4～20mA电流信号。这里我们选择0～5V的电压信号进行控制。

（二）模拟量模块的增益及偏置调节

模块的增益可设定为任意值。然而，如果要得到最大12位的分辨率可使用0～4000。我们采用0～4000的数字量对应0～5V的电压输出。当然，我们可对模块进行偏置调节，例如数字量0～4000对应4～20mA时。

通过对该模块的认识，BFM的定义如附表。

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。

（四）控制系统编程

在程序中：

1）当M67、M68常闭触点以及Y002常开触点闭合时，通道1数字到模拟的转换开始执行；当M62、M557常闭触点以及Y003常开触点闭合时，通道2数字到模拟的转换开始执行。

2）通道1

将保存第一个数字速度信号的D998赋予辅助继电器（M400～M415）；

将数字速度信号的低8位（M400～M407）赋予BFM的16#；

使BFM#17的b2=1；

使BFM#17的b2由1→0，保持低8位数据；

将数字速度信号的高4位赋予BFM的16#；

使BFM#17的b1=1；

使BFM#17的b1由1→0，执行通道1的速度信号D/A转换。

3）通道2

将保存第二个数字速度信号的D988赋予辅助继电器（M300～M315）；

将数字速度信号的低8位（M300～M307）赋予BFM的16#；

使BFM#17的b2=1；

使BFM#17的b2由1→0，保持低8位数据；

将数字速度信号的高4位赋予BFM的16#；

使BFM#17的b0=1；

使BFM#17的b0由1→0，执行通道2的速度信号D/A转换。

2.注意事项

（一）FX2N-2DA采用电压输出时，应将IOUT与COM短路

（二）速度控制信号应选用屏蔽线，配线安装时应与动力线分开。

四、结束语

上述控制在实际使用过程中运行良好，很好地将PLC易于编程与变频器结合起来，当然不同的可编程序控制器的编程和硬件配置方法也不同，比如罗克韦尔PLC在增加D/A模块时，只要在编程环境下的硬件配置中添加该模块即可。

【参考文献】

[1]刘福禄.PLC程序设计的选择技巧[J].科学咨询（科技管理），2010（7）

[2]邱公伟.可编程控制器网络通信及应用[M].北京：清华大学出版社，2011.

[3]郭宗仁，吴亦锋，郭永.可编程控制器网络通信及应用[M].北京：人民邮电出版社，2011.

[4]刘福禄编著.现代电气控制技术[M].大连理工大学出版社，2011.