关键词：PLC和变频器；连接方式；注意问题
1 引言
PLC和变频器连接应用时，由于二者涉及到用弱电控制强电，因此，应该注意连接时出现的干扰，避免由于干扰造成变频器的误动作，或者由于连接不当导致PLC或变频器的损坏。
2 PLC和变频器的一般连接方式
2.1 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、反转和多档转速控制端子等，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、反转和多档转速控制。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。
2.2 PLC以模拟量方式控制变频器的硬件连接
变频器有一些电压和电流模拟量输入端子，改变这些端子的电压或电流输入值可以改变电动机的转速，如果将这些端子与PLC的模拟量输出端子连接，就可以利用PLC控制变频器来调节电动机的转速。模拟量是一种连续变化的量，利用模拟量控制功能可以使电动机的转速连续变化（无级变速）。
2.3 PLC以开关量方式控制变频器
需要占用较多的输出端子去连接变频器相应功能的输入端子，才能对变频器进行正转、反转和停止等控制；PLC以模拟量方式控制变频器时，需要使用DA模块才能对变频器进行频率调速控制。如果PLC以RS485通信方式控制变频器，只需一根RS485通信电缆（内含5根芯线），直接将各种控制和调频命令送给变频器，变频器根据PLC通过RS485通信电缆送来的指令就能执行相应的功能控制。
3 变频器与PLC连接时应注意的问题
3.1 开关量信号的输入
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，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，电流流入是漏型的，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。
3.2 模拟量信号的输入
变频器中也存在一些数值型（如频率、电压等）指令信号的输入，这些模拟量信号的输入通过接线端子由外部给定，通常通过0～10V/5V的电压信号或0/4～20ｍＡ的电流信号输入。由于接口电路因输入信号而异，因此必须根据变频器的输入阻抗选择PLC的输出模块。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当变频器和PLC的电压信号范围不同时，如变频器的输入信号为0～10V，而PLC的输出电压信号范围为0～5V时；或PLC的一侧的输出信号电压范围为0～10V而变频器的输入电压信号范围为0～5V时，由于变频器和晶体管的允许电压、电流等因素的限制，需用串联的方式接入限流电阻及分压方式，以保证进行开闭时不超过PLC和变频器相应的容量。
3.3 数值信号的输入
变频器中也存在一些数值型(如频率、电压等)指令信号的输入，可分为数字输入和模拟输入两种。数字输入多采用变频器面板上的键盘操作和串行接口来给定;模拟输入则通过接线端子由外部给定，通常通过0～10V/5V的电压信号或0/4～20mA的电流信号输入。由于接口电路因输入信号而异，因此必须根据变频器的输入阻抗选择PLC的输出模块。当变频器和PLC的电压信号范围不同时，如变频器的输入信号为0～10V,而PLC的输出电压信号范围为0～5V时;或PLC的一侧的输出信号电压范围为0～10V而变频器的输入电压信号范围为0～5V时，由于变频器和晶体管的允许电压、电流等因素的限制，需用串联的方式接入限流电阻及分压方式，以保证进行开闭时不超过PLC和变频器相应的容量。此外，在连线时还应注意将布线分开，保证主电路一侧的噪音不传到控制电路。
3.4 接地和电源系统
为了保证PLC不因变频器主电路断路器产生的噪声而出现误动作,在将变频器和PLC等与上位机配合使用必须注意以下问题。对PLC本体按照规定的标准和接地条件进行接地。应避免和变频器使用共同的接地线,并在接地时尽可能使二者分开。
当电源条件不太好时,应在PLC的电源模块以及输入输出模块的电源线上接入噪声滤波器和降低噪音用的变压器等。此外,如有必要,在变频器一侧也应采取相应措施,来增大线路在干扰频率下的阻抗,使得在基频下的阻抗极小,但对于频率较高的谐波电流,却能呈现出很高的阻抗,起到有效的抑制作用。
3.5 变频器对PLC的干扰
变频器运行时会对周園电气设备(包括PLC)产生较强的电磁干扰，同时变频器主电路断路器等开关器件动作时也会影响PLC的正常工作。为防止变频器运行时对PLC干扰，变频器与PLC相连接时应该注意以下几点:(1)PLC自身而言,接线时严格按照PLC规定的接线标准和接地条件进行接地。切勿与变频器共用接地线,分开接为宜(2)变频器跟PLC置于同一操作柜,尽可能的把跟PLC相关的线和跟变频器相关的线分开。(3)电源条件不够理想,例如在PLC电源卡件或PLC输入输出卡件的电源可接噪音滤波器或能降低噪音的变压器,变频器有需要也可以采取相应措施。(4)提高抗干扰能力可以用双绞线或屏蔽线。
3.6 瞬时停电后的恢复运行
在系统连接正确的条件下,利用变频器在瞬时停电后能恢复运行的功能,使变频器在系统恢复供电后进入自寻速过程,并根据电动机的实际转速自动设置相应的输出频率重新启动。如果变频器出现运行指令丢失的情况,则重新恢复供电后也可能出现不能进入自寻速模式,仍然处于停止输出状态,甚至会出现过流的情况。因此可以通过保持继电器,在保持运行信号的同时将频率指令信号自动保持在变频器内部或者为PLC本身准备不间断电源将变频器的运行信号保存下来,以保证恢复供电后系统能进入正常的工作状态。
4 结语
变频器和PLC间连接问题，涉及到数字量信号连接、模拟量信号连接以及避免干扰应注意的问题:在实际应用中，两者间的连接还涉及到用弱电信号控制强电的问题。因此，应引起重视，避免干扰造成变频器的误动作;或者由于连接不当造成PLC或变频器的损坏。
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[3]谭业军.变频器与PLC连接使用方法的探讨[J].中国教育技术装备.2016(07).
论文作者:金海虎 姜琳
论文发表刊物:《城镇建设》2020年2月4期
论文发表时间:2020/4/23
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