用PLC实现变频器控制的设计方法

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   在工业自动化的广阔天地里，变频器调速无疑是一项关键技术，它就像一位精准的“指挥家”，掌控着电机的运行节奏。而变频器调速大致可分为有级调速和无极调速，这两种方式各有其独特魅力与应用场景，让我们一起来揭开它们神秘的面纱。

   一、有级调速：简单直接的频率选择

   有级调速，简单来说，就是不能像涓涓细流般连续地改变变频器频率，而是如同在几个固定的音符间做选择。常见的实现方式有多段速设定和简易 PLC 程序设定。这种方式在某些对速度要求不是特别精细，且运行工况相对固定的场景中较为适用，比如一些只需要在几个特定速度下切换的设备。

   二、无极调速：流畅连续的变频控制

   与有级调速不同，无极调速能够实现变频器的连续或者任意频率的运行，这无疑是更为灵活和常用的变频方法。主要通过模拟量和通信控制的方法来完成，仿佛为设备开启了一条平滑的速度调节通道，让电机的运行更加随心所欲，适应各种复杂多变的工况需求。

   三、英威腾变频器：调速功能的“百宝箱”

   下面我们以英威腾的变频器为例，深入探究其丰富的调速功能。从变频器的正面图来看，它就像一个功能齐全的控制中心。本地调速可以通过键盘数字的加减、键盘上的电位器来进行频率设定，操作便捷直观。而其他更多的调速方法则可以通过下面的端子来实现，这些端子犹如一个个神秘的接口，等待着我们去解锁更多的调速可能。

   其中，AI2、AI3、10V 用于模拟量输入，AO1、AO2 是模拟量输出端子。据其使用手册，AI2 是电压（0~10v）或者（0~20ma）的信号控制，AI3 是 -10v~+10v 的信号控制。绿色框框代表的就是多段速的接线端子，而蓝色的 485 通讯接口，则可采用 MODBUS 协议进行通信（半双工），为远程控制和多台变频器协同工作提供了可能。

   四、各种调速方法的设置：开启精准调速之旅

• 本机调速：键盘与电位器的“舞蹈”本机调速可通过键盘数字和本机电位器轻松实现。若想通过键盘数字进行调速，只需修改 P00.10 的参数，将频率指令选择为 0（键盘数字设定）即可。而本机电位器作为模拟量调速的方法，旋转键盘上的模拟电位器设定时，需要将频率指令选择为 1（模拟量 AI1）。这种方式适合在现场进行简单的频率调整，方便快捷。
• 多段速调速：固定频率的“快速切换”多段速调速是有级调速中最为简单的频率设定方法。根据工作实际需求，提前设定好各个频率值，然后将多功能端子 S 设置为相应的频率。例如，设置 S3 是 30Hz，S4 是 35Hz，S5 是 40Hz，当 S3 端子接通时，变频器就以 30Hz 频率运行，S5 端子接通则以 40Hz 运行。这种调速方式在一些只需要在几个特定速度间频繁切换的设备中非常实用，如某些包装机械的不同工序切换。
• 模拟量控制：比例关系的“精准驾驭”模拟量控制是常用的变频器控制方法，其核心在于控制信号与变频器输出频率的比例关系。一般来说，我们将变频器最大值设置为 50.00Hz，那么控制信号 0~10v 对应的频率就是 0~50.00Hz。例如，想要输出 20.00Hz，就应该把模拟量信号调到 4v，输出 30Hz 则调到 6v。
  
  

   那么模拟量信号由何而来呢？一般有外接电位器（与本机电位器原理相同）和一些 DA 数字转模拟装置（如与 PLC 连接）两种方式。外接电位器通常是三个端子接口，两边端子接变频器的 10v 和 GND 或者外接 10V 直流电源，中间的输出电压信号接 AI2 端子（要注意同源）。而 DA 模块一般和 PLC 连接，通过数字的方式控制，即直接给 PLC 一个频率信号，再由 DA 模块转换成模拟量控制变频器，实现精准的速度调节。

• 通讯控制：多台变频器的“协同指挥” 通讯控制的接线相对简单，尤其在多台变频器调速的场合优势明显，多采用 MODBUS 协议或者 CAN 总线进行通讯（前提是变频器支持该通信方式）。现在一般的变频器都支持 MODBUS 通讯，只需将 RS485 接口接在一起即可。不过，在 PLC 的编程方面可能会稍微复杂一些，因为 MODBUS 通信数据格式有 ASCII 码和 RTU 模式，不同的变频器支持的模式可能不一样。但一旦设置成功，就能实现对多台变频器的高效集中控制，如同指挥一场宏大的交响乐。
  

   五、人机 PLC 控制变频器频率：多种方式的灵活选择

   在人机 PLC 控制变频器的频率时，多段速、模拟量、通信等方式都可以根据实际情况灵活运用。若采用模拟量控制，可能需要 DA 扩展模块；若选择通信控制，则需要通讯模块（如果变频器本身不自带）。值得一提的是，人机界面（触摸屏）其实也可以直接控制变频器（前提是 com 口支持），同样走的也是 MODBUS 协议，为用户带来了更加便捷的操作体验。

   英威腾变频器的调速方法丰富多样，有级调速和无极调速各有千秋，适用于不同的工业场景。无论是本机调速的便捷、多段速调速的简洁、模拟量控制的精准还是通讯控制的高效，都为我们实现电机的精准调速提供了有力的武器。在实际应用中，我们需要根据具体的工作环境、控制要求和设备特点，合理选择调速方式，并正确进行参数设置，才能让英威腾变频器发挥出其最大的威力，为工业生产的高效稳定运行保驾护航。