4.1　PLC以开关量方式控制变频器的硬件连接与实例

4.1.1　PLC以开关量方式控制变频器的硬件连接

变频器有很多开关量端子，如正转、反转和多挡转速控制端子等。不使用PLC时，只要给这些端子接上开关就能对变频器进行正转、反转和多挡转速控制。当使用PLC控制变频器时，若PLC以开关量方式对变频器进行控制，则需要将PLC的开关量输出端子与变频器的开关量输入端子连接起来，为了检测变频器某些状态，同时可以将变频器的开关量输出端子与PLC的开关量输入端子连接起来。

PLC以开关量方式控制变频器的硬件连接如图4-1所示。当PLC内部程序运行使Y001端子内部硬触点闭合时，相当于变频器的STF端子外部开关闭合，STF端子输入为ON，变频器启动电动机正转，调节10、2、5端子所接电位器可以改变端子2的输入电压，从而改变变频器输出电源的频率，进而改变电动机的转速。当变频器内部出现异常时，A1、C1端子之间的内部触点闭合，相当于PLC的X001端子外部开关闭合，X001端子输入为ON。

4.1.2　PLC以开关量方式控制变频器实例一——电动机正反转控制

1. 控制线路图

PLC以开关量方式控制变频器驱动电动机正反转的线路图如图4-2所示。

2. 参数设置

在使用PLC控制变频器时，需要对变频器进行有关参数设置，具体如表4-1所示。

3. PLC程序

变频器有关参数设置好后，还要用编程软件编写相应的PLC控制程序并下载到PLC。PLC控制变频器驱动电动机正反转的PLC程序如图4-3所示。

下面对照图4-2所示线路图和图4-3所示程序来说明PLC以开关量方式变频器驱动电动机正反转的工作原理。

① 通电控制。当按下通电按钮SB1时，PLC的X000端子输入为ON，它使程序中的[0]X000常开触点闭合，“SET Y000”指令执行，线圈Y000被置1，Y000端子内部的硬触点闭合，接触器KM线圈得电，KM主触点闭合，将380V的三相交流电源送到变频器的R、S、T端子。Y000线圈被置1还会使[7]Y000常开触点闭合，Y001线圈得电，Y001端子内部的硬触点闭合，HL1指示灯通电点亮，指示PLC做出通电控制。

② 正转控制。将三挡开关SA置于“正转”位置时，PLC的X002端子输入为ON，它使程序中的[9]X002常开触点闭合，Y010、Y002线圈均得电。Y010线圈得电使Y010端子内部的硬触点闭合，将变频器的STF、SD端子接通，即STF端子输入为ON，变频器输出电源使电动机正转；Y002线圈得电后使Y002端子内部的硬触点闭合，HL2指示灯通电点亮，指示PLC做出正转控制。

③ 反转控制。将三挡开关SA置于“反转”位置时，PLC的X003端子输入为ON，它使程序中的[12]X003常开触点闭合，Y011、Y003线圈均得电。Y011线圈得电使Y011端子内部的硬触点闭合，将变频器的STR、SD端子接通，即STR端子输入为ON，变频器输出电压使电动机反转；Y003线圈得电后使Y003端子内部的硬触点闭合，HL3指示灯通电点亮，指示PLC做出反转控制。

④ 停转控制。在电动机处于正转或反转时，若将SA开关置于“停止”位置，X002或X003端子输入为OFF，程序中的X002或X003常开触点断开，Y010、Y002或Y011、Y003线圈失电，Y010、Y002或Y011、Y003端子内部的硬触点断开，变频器的STF或STR端子输入为OFF，变频器停止输出电压，电动机停转，同时HL2或HL3指示灯熄灭。

⑤ 断电控制。当SA置于“停止”位置使电动机停转时，若按下断电按钮SB2，则PLC的X001端子输入为ON，它使程序中的[2]X001常开触点闭合，执行“RST Y000”指令，Y000线圈被复位失电，Y000端子内部的硬触点断开，接触器KM线圈失电，KM主触点断开，切断变频器的输入电压。Y000线圈失电还会使[7]Y000常开触点断开，Y001线圈失电，Y001端子内部的硬触点断开，HL1指示灯熄灭。如果SA处于“正转”或“反转”位置，则[2]X002或X003常闭触点断开，无法执行“RST Y000”指令，即电动机在正转或反转时，操作SB2按钮是不能断开变频器输入电压的。

⑥ 故障保护。如果变频器内部保护功能动作，A1、C1端子间的内部触点闭合，PLC的X004端子输入为ON，程序中的[2]X004常开触点闭合，执行“RST Y000”指令，Y000端子内部的硬触点断开，接触器KM线圈失电，KM主触点断开，切断变频器的输入电压，保护变频器。另外，[15]X004常开触点闭合，Y004线圈得电，Y004端子内部的硬触点闭合，HL4指示灯通电点亮，指示变频器有故障。

4.1.3　PLC以开关量方式控制变频器实例二——电动机多挡转速控制

变频器可以连续调速，也可以分挡调速，FR-500系列变频器有RH（高速）、RM（中速）和RL（低速）三个控制端子，通过这三个端子的组合输入，可以实现七挡转速控制。如果将PLC的输出端子与变频器的这些端子连接，就可以用PLC控制变频器来驱动电动机多挡转速运行。

1. 控制线路图

PLC以开关量方式控制变频器驱动电动机多挡转速运行的线路图如图4-4所示。

2. 参数设置

在用PLC对变频器进行多挡转速控制时，需要对变频器进行有关参数设置，参数可分为基本运行参数和多挡转速参数，具体如表4-2所示。

3. PLC程序

PLC以开关量方式控制变频器驱动电动机多挡转速运行的PLC程序如图4-5所示。

下面对照图4-4所示线路图和图4-5所示程序来说明PLC以开关量方式控制变频器驱动电动机多挡转速运行的工作原理。

① 通电控制。当按下通电按钮SB10时，PLC的X000端子输入为ON，它使程序中的[0]X000常开触点闭合，“SET Y010”指令执行，线圈Y010被置1，Y010端子内部的硬触点闭合，接触器KM线圈得电，KM主触点闭合，将380V的三相交流电源送到变频器的R、S、T端子。

② 断电控制。当按下断电按钮SB11时，PLC的X001端子输入为ON，它使程序中的[3]X001常开触点闭合，“RST Y010”指令执行，线圈Y010被复位失电，Y010端子内部的硬触点断开，接触器KM线圈失电，KM主触点断开，切断变频器R、S、T端子的输入电源。

③ 启动变频器运行。当按下运行按钮SB12时，PLC的X002端子输入为ON，它使程序中的[7]X002常开触点闭合，由于Y010线圈已得电，它使Y010常开触点处于闭合状态，“SET Y004”指令执行，Y004线圈被置1而得电，Y004端子内部的硬触点闭合，将变频器的STF、SD端子接通，即STF端子输入为ON，变频器输出电源启动电动机正向运转。

④ 停止变频器运行。当按下停止按钮SB13时，PLC的X003端子输入为ON，它使程序中的[10]X003常开触点闭合，“RST Y004”指令执行，Y004线圈被复位而失电，Y004端子内部的硬触点断开，将变频器的STF、SD端子断开，即STF端子输入为OFF，变频器停止输出电源，电动机停转。

⑤ 故障报警及复位。如果变频器内部出现异常而导致保护电路动作，A1、C1端子间的内部触点闭合，PLC的X014端子输入为ON，程序中的[14]X014常开触点闭合，Y011、Y012线圈得电，Y011、Y012端子内部的硬触点闭合，故障报警铃和故障报警灯均得电而发出声光报警；同时，[3]X014常开触点闭合，“RST Y010”指令执行，线圈Y010被复位失电，Y010端子内部的硬触点断开，接触器KM线圈失电，KM主触点断开，切断变频器R、S、T端子的输入电源。变频器故障排除后，当按下故障复位按钮SB14时，PLC的X004端子输入为ON，它使程序中的[12]X004常开触点闭合，Y000线圈得电，变频器的RES端输入为ON，解除保护电路的保护状态。

⑥ 转速一控制。变频器启动运行后，按下按钮SB1（转速一），PLC的X005端子输入为ON，它使程序中的[19]X005常开触点闭合，“SET M1”指令执行，线圈M1被置1，[82]M1常开触点闭合，Y003线圈得电，Y003端子内部的硬触点闭合，变频器的RH端子输入为ON，让变频器输出转速一设定频率的电源驱动电动机运转。按下SB2～SB7中的某个按钮，会使X006、X007、X010～X013中的某个常开触点闭合，“RST M1”指令执行，线圈M1被复位失电，[82]M1常开触点断开，Y003线圈失电，Y003端子内部的硬触点断开，变频器的RH端子输入为OFF，停止按转速一运行。

⑦ 转速四控制。按下按钮SB4（转速四），PLC的X010端子输入为ON，它使程序中的[46]X010常开触点闭合，“SET M4”指令执行，线圈M4被置1，[87]、[92]M4常开触点均闭合，Y002、Y001线圈均得电，Y002、Y001端子内部的硬触点均闭合，变频器的RM、RL端子输入均为ON，让变频器输出转速四设定频率的电源驱动电动机运转。按下SB1～SB3或SB5～SB7中的某个按钮，会使X005～X007或X011～X013中的某个常开触点闭合，“RST M4”指令执行，线圈M4被复位失电，[87]、[92]M4常开触点均断开，Y002、Y0S01线圈均失电，Y002、Y001端子内部的硬触点均断开，变频器的RM、RL端输入均为OFF，停止按转速四运行。

其他转速控制与上述转速控制过程类似，这里不再赘述。变频器RH、RM、RL端子的输入状态与对应的电动机转速的关系如图4-6所示。