伊犁新天煤化工有限责任公司
摘要：变频调速（VFD）是利用变频技术和微电子技术，通过改变电机电源的频率模式来控制交流电机的功率控制设备的应用。PLC（可编程控制器）、可编程逻辑控制器（PLC）是一种基于微处理器的工业自动化设备，它集计算机技术、自动控制技术和网络通信技术于一体。分析变频器与PLC配合使用的连接方式，提出设计安装时的注意事项，并给出一些抗干扰的方法，以免导致可编程控制器或变频器的误动作或损坏。
关键词：变频器；PLC；开关量信号；模拟量信号；总线通讯
1引言
变频调速技术是集自动控制、微电子技术、电力电子技术和通信技术于一体的高新技术。由于其优良的调速性能和节能性能，已被广泛应用于各个行业。可编程控制器（PLC）是近年来得到迅速发展和广泛应用的工业控制装置。它是为工业环境的应用而设计的数字式运行电子系统。它使用可编程存储器来存储用户指令，通过数字或模拟输入/输出完成某些逻辑、顺序、定时、计数、计算和某些功能，以控制各种类型的机械或生产过程。具有体积小、装配灵活、编程简单、抗干扰能力强、可靠性高等优点。在现代工业生产的许多领域，变频器和PLC一起使用。设计、安装、运行中应注意的问题。
2开关量信号
变频器的开关量信号有多种操作指令。这些指令信号是：前向转向信号、启动停止信号、多段速度信号、故障信号、复位信号、频率到达信号等。PLC的开关输出点（通常是继电器或晶体管输出的输出）与逆变器控制回路的输入信号的端子相连。它可以通过程序控制变频器的启动和停止、正反转、故障复位等，还可以控制变频器的多个速度端子实现不同的速度操作，但因为它是频率的挖掘。Y转换器。速度控制曲线不是连续的平滑曲线，也不能实现精细的速度调节。将PLC的开关输入点与变频器输出信号的端子连接，实现变频器的运行状态和故障状态的监控。由于PLC和变频器的开关输入输出模块一般是晶体管型的，它分为源型输入和漏型输入。相对于公共终端，电流流出是源型，电流流入是泄漏的，这往往会造成使用过程中的混乱，容易引起电源混乱。因此，在实际使用过程中，大多采用继电器，PLC输出端与继电器线圈相连，继电器触点与变频器的输入端连接。这样可以避免连接连接时的错误，并将PLC与变频器的输入输出分开，防止变频器的输入输出方式。在对PLC造成损坏的同时，阻断强的电气损伤，起到保护作用。
3模拟量信号
变频器和PLC之间的相互作用除了开关信号外，还可以通过模拟信号来模拟。模拟信号通常是电流和电压信号。电流信号为0～20mA或4～20mA，电压信号为0～10V或0～5V，PLC的模拟输出模块与变频器的模拟输入端相连，频率信号可准确地发送到变频器，使变频器能正常工作。无级调速，变频器的模拟输出端与PLC的模拟输入模块相连，可实时馈送电流变频器的频率。把它交给PLC。当PLC和变频器通过模拟信号相互作用时，通常需要同时使用开关信号。这是因为模拟信号只能给出频率值，并且不能控制逆变器的正反转和启动和停止状态。当使用模拟量时，必须清楚它是电流还是电压信号，以及相应的范围。电流和电压信号不能混合。当模拟信号控制线的线路长度较短时，差异不大。当线路很长时，电压信号很容易受到线路电阻的影响，这将影响系统的稳定性和可靠性。PLC的模拟模块可以调节输入和输出的信号范围，也可以通过串联和电阻来切换信号形式。
4总线通讯
随着工业生产规模的进一步扩大，PLC采用多变频器的场景越来越多。开关量和模拟控制方式要求PLC配置大量的开关量和模拟扩展模块。该方法复杂，可靠性低。此时，需要总线通信来实现PLC与变频器的交互。在总线通信方式中，只需要一根通信电缆就可以连接PLC与变频器之间的相应网络通信端口。PLC可以通过总线协议方便快捷地向变频器发送频率指令、启动停止指令和正负指令，变频器也可以在前运行状态下反馈给PLC。总线通信形式具有速度快、距离长等特点。它具有效率高、稳定性好、可靠性高、可连接多个变频器的优点。目前，使用最广泛的Modbus总线协议，总线协议是免费的，所以新的变频器通常配备有总线。使用总线协议，单个PLC最多可产生32个转换器。缺点是通信速率较慢，约为96kbs~384kb。更严重。其他常见的总线协议包括西门子的Profibus、三菱公司CcLink、罗克韦尔的Devicenet等。这些总线协议是由大公司开发的。有了这些总线，PLC一般必须采用相应的公司产品，变频器需要购买一个支持总线协议的通信卡。与Modbus总线相比，这些总线具有通信速度快（12MbPS）、连接频率转换器数量大、编程简单等优点。
5变频器对PLC的干扰
PLC由精密电子元器件组成。外加噪声容易干扰，变频器采用高载波频率输出斩波，因此成为噪声源。当两个传感器一起使用时，换能器发出的噪声可能导致PLC行为失常，因此必须采取措施抑制噪声。变频器主要有3种噪声：变频器主电路的连接线和逆变器主电路发出的噪声、主电路线附近的外围设备的信号线、电磁铁产生的噪声。C和静电感应和传输线的噪声传输。（1）PLC应远离变频器；（2）PLC与变频器之间的控制线应远离变频器的电源线；（3）避免PLC信号线与电源并联；逆变器的R线和接线连接；（4）EMC滤波器设置在变频器的输入端，并且线路噪声插入变频器的输出端。该声滤波器用于抑制导线产生的辐射噪声。
6变频器与PLC配合应用应注意的问题
6.1瞬时停电后的恢复运行
在系统连接正确的条件下，在停电后恢复变频器的功能，变频器在系统恢复供电后进入自寻路，相应的输出频率自动控制。根据电机实际转速设置。如果变频器在操作指令中丢失，则电源恢复后可能不会进入自寻模式，并且仍然处于停止输出甚至溢出的状态。因此，通过保持继电器，频率指令信号可以保持在变频器中，或者在保持运行信号的同时保持PLC本身的不间断电源，从而保证系统在电源SU之后能够进入正常工作状态。恢复PPEL。
6.2PLC扫描时间对变频器的影响
由于CPU需要时间来处理，当PLC被用于顺序控制时，总是存在时间滞后（扫描时间）。在设计控制系统时，必须考虑扫描时间的影响。特别是在某些场合，当变频器的输入信号的频率不确定时，变频器不能正常工作。
6.3通过数据传输进行控制
在某些情况下，变频器的控制（包括各种内部参数的设置）是通过PLC或其他上位机进行的。在这种情况下，我们必须注意信号线的连接和传输的数据序列格式的正确性，否则我们将无法得到预期的结果。此外，当数据需要高速处理时，通常需要使用专用总线来形成系统。
6.4接地和电源系统
为了保证PLC不因变频器主断路器产生的噪声而误操作，在变频器、PLC和上位机的使用中必须注意以下几个问题。PLC本体应根据规定的标准和接地条件接地。避免与变频器共用接地线，尽量隔离两个接地线。当电源条件不好时，降噪用的噪声滤波器和变压器应连接到PLC的电源模块和输入输出模块的电源线。此外，如果需要，在频率侧应采取相应的措施来增加电路在干扰频率下的阻抗，使得基本频率上的阻抗很小，但是高频的谐波电流可以显示一个。阻抗很高，起到了有效的抑制作用。
7结束语
当PLC和变频器连接到应用时，双方使用弱功率来控制强功率。因此，应注意连接中的干扰，避免由于干扰造成的误操作，或由于连接不当导致PLC或变频器损坏。应特别注意系统的可靠性，特别是变频器产生的高次谐波，这对PLC的影响是多方面的。
参考文献
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