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、反转和多段转速控制端子等，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、反转和多段转速控制。当使用PLC控制变频器时，若PLC是以开关量方式对变频进行控制，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，变频器起动电动机正转，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。如果变频器内部出现异常时，A、C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.控制电路图

PLC以开关量方式控制变频器驱动电动机正反转的电路图如图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，具体见表4-1。

3.编写程序

变频器有关参数设置好后，还要用编程软件编写相应的PLC控制程序并下载给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电路图和图4-3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的三相交源送到变频器的R、S、T端，Y000线圈置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灯通电点亮，指示PLC做出通电控制。

②正转控制。将三档开关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端子内部硬触点闭合，HL2灯通电点亮，指示PLC做出正转控制。

③反转控制。将三档开关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，变频器输出电源使电动机反转，Y003线圈得电后使Y003端子内部硬触点闭合，HL3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，变频器停止输出电源，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，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源，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灯熄灭。如果SA处于“正转”或“反转”位置时，［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源的。

⑥故障保护。如果变频器内部保护功能动作，A、C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源，保护变频器。另外，［18］X004常开触点闭合，Y004线圈得电，Y004端子内部硬触点闭合，HL4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：电动机多段转速控制

变频器可以连续调速，也可以分档调速，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，可以实现七段转速控制。如果将PLC的输出端子与变频器这些端子连接，就可以用PLC控制变频器来驱动电动机多段转速运行。

1.控制电路图

PLC以开关量方式控制变频器驱动电动机多段转速运行的电路图如图4-4所示。

2.参数设置

在用PLC对变频器进行多段转速控制时，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段转速参数，具体见表4-2。

3.编写程序

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

下面对照图4-4电路图和图4-5程序来说明PLC以开关量方式控制变频器驱动电动机多档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的三相交源送到变频器的R、S、T端。

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端的输入电源。

③起动变频器。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，变频器输出电源起动电动机正向运转。

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时，A、C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端子内部硬触点闭合，报警铃和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端的输入电源。变频器故障排除后，当按下故障按钮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。变频器起动运行后，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～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、Y001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，这里不再叙述。RH、RM、RL端输入状态与对应的电动机转速关系如图4-6所示。