普洛菲斯触摸屏    

PLC 控制变频器变频器实现恒速运行是工业自动化中常见的控制方式，通过 PLC 向变频器发送稳定的速度指令，结合变频器的闭环控制功能，可实现电机的恒定转速运行。以下是具体实现方法及典型方案：

一、控制原理与核心要素

1. 控制逻辑
   PLC 通过通信或模拟量输出向变频器发送目标转速指令（如 50Hz 对应额定转速），变频器根据内置 PID 或速度闭环算法，自动调节输出频率，抵消负载变化对转速的影响（如电机负载增加时，变频器自动提高输出电压 / 频率，维持转速稳定）。

2. 关键参数

• 目标转速：通常以 “频率值”（如 0-50Hz）或 “百分比”（如 0-100% 额定转速）表示。

• 反馈信号：部分场景需电机编码器反馈实际转速至 PLC 或变频器，形成闭环控制（高精度需求时使用）。

• 启停信号：PLC 通过数字量输出控制变频器的启动 / 停止、正反转。

二、常见控制方式及接线 / 编程

1. 模拟量控制（简单可靠，适合中小功率场景）

硬件连接：

• PLC 模拟量输出（如 4-20mA 或 0-10V） → 变频器模拟量输入（AI1）

• PLC 数字量输出（如 Q0.0） → 变频器启动端子（STF/STR）

• 变频器故障输出（A、B） → PLC 数字量输入（如 I0.0），用于故障报警

参数设置（以三菱 FR-D700 为例）：

• Pr.79（运行模式）= 2（外部操作模式，模拟量控制）

• Pr.1（上限频率）= 50Hz（根据电机额定频率设置）

• Pr.2（下限频率）= 0Hz

• Pr.125（模拟量输入滤波）= 2（减少信号波动，增强稳定性）

PLC 编程（梯形图示例）：

plaintext

// 启动信号与模拟量输出
LD  I0.0      // 启动按钮
O   Q0.0      // 自锁
AN  I0.1      // 停止按钮
AN  I0.2      // 故障信号
=   Q0.0      // 控制变频器启动

// 恒速指令（如30Hz对应模拟量输出）
// 假设PLC模拟量输出0-10V对应0-50Hz，30Hz对应6V
MOV 6000     VW100  // 6V对应数字量6000（10V对应10000）
AQW0         VW100  // 模拟量输出至变频器

2. 通信控制（适合多参数调节，布线简单）

常用协议：Modbus RTU（RS485）、PROFINET（西门子）、CC-link（三菱）等。

硬件连接：

• PLC 通信口 → 变频器通信口（通过 RS485 总线或以太网）

• 仅需两根线（RS485）或网线，减少布线成本。

参数设置（以西门子 MM440 为例，Modbus 控制）：

• P0700（选择命令源）= 5（通过串行通信口）

• P1000（选择频率设定值）= 5（通过串行通信口）

• P2010（Modbus 波特率）= 6（9600bps，与 PLC 一致）

• P2009（Modbus 地址）= 1（变频器地址，唯一）

PLC 编程（S7-1200 Modbus 示例）：

awl

// 初始化Modbus通信
CALL "MODBUS_MASTER"
    MODE := 1                   // 启动通信
    COM_RS485 := "RS485_PORT"   // 通信端口
    BAUDRATE := 9600            // 波特率
    PARITY := 0                 // 无校验

// 发送恒速指令（如40Hz）
// 写入变频器寄存器40002（频率设定值，单位0.01Hz）
CALL "MODBUS_WRITE"
    SLAVE := 1                  // 变频器地址
    ADDRESS := 40002            // 目标寄存器
    DATA := 4000                // 40Hz = 4000 × 0.01Hz
    LENGTH := 1
    DONE => M0.0                // 发送完成标志

三、提高恒速精度的技巧

1. 闭环控制：若负载波动大（如传送带、水泵），可在电机轴安装编码器，将转速反馈至变频器（如三菱 Pr.138=1，启用 PG 卡反馈），形成速度闭环，精度可达 ±0.01%。

2. 参数优化：

• 变频器启用 “自动转矩补偿”（如西门子 P1330=2），抵消负载变化对转速的影响。

• 增加模拟量滤波时间（如 PLC 侧设置滤波常数 100ms），减少信号干扰导致的转速波动。

3. PLC 侧冗余设计：重要场景可在 PLC 中增加 “转速监测” 逻辑，当实际转速与目标值偏差超过阈值（如 ±5%）时，触发报警并检查设备。

四、常见问题与解决

1. 转速不稳定：

• 检查模拟量线是否与动力线并行（需分开布线，避免电磁干扰）。

• 增加变频器载波频率（如 Pr.15=10kHz），减少电机噪音对信号的干扰。

2. 通信中断导致失控：

• 在 PLC 中设置 “通信超时检测”（如 3 秒无响应），自动触发变频器停机（通过硬接线 STOP 信号）。

3. 启动时转速超调：

• 降低变频器加速时间（如 Pr.7=5 秒），或启用 “S 型加速曲线”（如三菱 Pr.29=1）。

通过 PLC 与变频器的协同控制，可实现电机在不同负载下的稳定运行，具体方案需根据精度要求、通信环境和设备品牌选择。调试时建议先空载测试转速稳定性，再逐步加载验证。