项目四任务1变频器与PLC的连接课件.pptx

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1、项目四 基于变频器的自动控制系统设计任务1 1 变频器与PLCPLC的连接 项目描述 变频器除单独使用外，多数情况是作为工业自动化控制系统的一个组成部分。上一个项目讨论了变频器的各种运行操作方法，但都是应用按钮开关手动来实现对生产机械的变频调速控制。在转速变换时需要停机操作才能实现。如何来实现变频调速的自动控制呢？只要将变频器和继电器配合使用就能达到。继电器分为三种：第一种是应用线圈通电控制触点吸合的传统继电器；第二种是数字继电器，又称可编程控制器（PLC），它可通过软件来改变控制过程；第三种是PC机，应用串行接口与变频器进行通信。继电器与变频器之间的连接如图4.1所示。图4.1 PLC与变频

2、器连接方框图 任务1 变频器与PLC的连接使用PLC通过RS485总线控制变频器，使电动机按控制要求运转。1、使用PLC，通过RS485总线，控制变频器实现电动机正转、反转、停止。2、使用PLC，通过RS485总线，在运行中直接修改变频器的运行频率，例如：10Hz、25Hz、38Hz、43Hz、50Hz。 一、任务描述 二、任务分析 PLC具有体积小、组装灵活、编程简单、抗干扰能力强及可靠性高等诸多优点，PLC联机控制变频器目前在工业自动化系统中是一种较为常见的应用，那么，PLC与变频器有几种方式来联机控制变频器?通常选择哪种控制方法?它们具体是如何连接的? 三、知识导航PLCPLC与变频器一

3、般有三种连接方法。与变频器一般有三种连接方法。一、一、PLC与变频器的连接方式与变频器的连接方式1 1、利用、利用PLCPLC的模拟量输出模块控制变频器的模拟量输出模块控制变频器采用FX2N型PLC为主机，配置一路简易型的FXIN-1DA-BD扩展模拟量输出板或模拟量输入输出混合模块FX0N-3A，或两路输出的FX2N-2DA模块，或四路输出的FX2N-4DA模块等。采用模拟量信号控制变频器的优点有：PLC程序编制简单方便，调速曲线平滑连续，工作稳定。PLC的模拟量输出模块输出05V电压信号或420 mA电流信号，作为变频器的模拟量输入信号，控制变频器的输出频率，如图4.2所示。 三、知识导航

4、2 2、利用、利用PLCPLC的开关量输出控制变频器的开关量输出控制变频器PLC的输出端、COM端直接与变频器的STF（正转启动）、RH（高速）、RM（中速）、RL（低速）、SG等端口分别相连。PLC可以通过程序控制变频器的启动、停止、复位，也可以控制变频器高速、中速、低速端子的不同组合，实现多段速度运行。PLC的开关输出量一般可以与变频器的开关量输入端直接相连，如图4.3、图4.4所示。这种控制方式的接线简单，抗干扰能力强。但是，因为它是采用开关量来实施控制的，其调速曲线不是一条连续平滑的曲线，也无法实现精细的速度调节。这种开关量控制方法的调速精度无法与采用扩展存储器的通信控制方式相比。 三

5、、知识导航3 3、PLCPLC与通信接口的连接与通信接口的连接（1）采用）采用RS-485无协议通信方法控制变频器无协议通信方法控制变频器这是最为普遍的一种方法，PLC采用RS串行通信指令编程。采用RS-485无协议通信方法控制变频器的优点为硬件简单，造价最低，可控制32台变频器；缺点是编程工作量较大。（2）采用）采用RS-485的的Modbus-RTU通信方法控制变频器。通信方法控制变频器。三菱新型F700系列变频器使用RS-485端子，利用Modbus-RTU协议与PLC进行通信。采用RS-485的Modbus-RTU通信方法控制变频器的优点是Modbus通信方式的PLC编程比RS-485

6、无协议方式要更加简单便捷，缺点是PLC编程的工作量仍然较大。（3）采用现场总线方式控制变频器）采用现场总线方式控制变频器三菱变频器可内置各种类型的通信选件，如用于CC-Link现场总线的FR-A5NC选件、用于Profibus-DP现场总线的FR-A5AP(A)选件、用于DeviceNet现场总线的FR-A5 ND选件等。三菱FX系列PLC有对应的通信接口模块与之对接。采用现场总线方式控制变频器的优点为速度快，距离远，效率高，工作稳定，编程简单，可连接的变频器数量多；缺点是造价较高，远远高于采用扩展存储器通信控制方式的造价。 三、知识导航二、变频器通信参数的设置二、变频器通信参数的设置为了正确

7、地建立通信，必须为变频器设置与通信有关的参数，如“站号”、“通信速率”、“停止位长/字长”、“奇偶校验”等。 变频器内的Pr.117-Pr.124参数用于设置通信参数。参数设定通过操作面板或变频器设置软件FR-SWl-SETUP-WE在PU口进行。 三、知识导航三、通信方式三、通信方式PLC与变频器之间通信需要遵循通用的串行接口协议(uss)，按照串行总线的主从通信原理来确定访问的方法。总线上可以连接一个主站和最多31个从站，主站根据通信报文中的地址字符来选择要传输数据的从站，在主站没有要求它进行通信时，从站本身不能首先发送数据，各个从站之间也不能直接进行信息的传输。PLC指令的规格见表4.1

8、。功能对应指令内容变频器各种运行状态的监视EXTRK10可以读取输出转速、运行模式变频器各种运行状态的控制EXTRK11可以变更运行指令、运行模式变频器参数的读取EXFRK12可以读取变频器的参数值变频器参数的写入EXTRK13可以变更变频器的参数值 四、任务实施1 1、对三菱变频器进行参数设置、对三菱变频器进行参数设置PLC和变频器之间进行通信，通信规格必须在变频器的初始化中设定，如果没有进行初始设定或有一个错误的设定，数据将不能进行传输。参数Pr.122一定要设成9999。2 2、复位变频器、复位变频器确保参数的设定生效。3 3、对三菱、对三菱PLCPLC进行设置，进行设置，PLCPLC通

9、信格式通信格式D8120=H009FD8120=H009F三菱FX系列PLC在进行计算机链接(专用协议)和无协议通信(RS指令)时，均需对通信格式(D8120)进行设定，其中，包含波特率、数据长度、奇偶校验、停止位和数据格式等。 四、任务实施4 4、电缆制作及、电缆制作及PLCPLC与变频器连接与变频器连接（1）RS485接口采用RJ45插座，连接电缆采用10BASE-T电缆。（2）在电缆与PU接口连接时，必须要首先卸下操作面板。（3）不能将PU接口连入计算机的局域网卡、传真机调制解调器或电话接口，否则，由于电子规格的不同，可能会损坏变频器。（4）通信电缆使用五芯电缆，插针2和8不使用。 四、

10、任务实施5 5、编写通信程序，实现通信、编写通信程序，实现通信 四、任务实施PLCPLC通信格式通信格式D8120D8120的设置如表的设置如表4.24.2所示所示B15B14B13B12B11B10B9B8B7B6B5B4B3B2B1B00000000010011111使用RS指令保留发送和接受保留无起始位、无停止位波特率为19200bit/s2位停止位偶数8位数据由于变频器在运行过程中会带来较强的电磁干扰，为保证PLC不因变频器主电路断路器及开关器件等产生的噪声而出现故障，在将变频器和PLC等上位机配合使用时还必须注意。1、对PLC本体按照规定的标准和接地条件进行接地。此时，应避免和变频器

11、使用共同的接地线，并在接地时尽可能使两者分开。2、当电源条件不太好时，应在PLC的电源模块及输入/输出模块的电源线上接入噪声滤波器和降低噪声使用的变压器等。此外，如有必要在变频器一侧也应采取相应的措施。3、当变频器和PLC安装在同一控制柜中时，应尽可能使与变频器和PLC有关的电线分开。4、PLC和变频器连接时，由于二者涉及用弱电控制强电，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或变频器损坏，其连线应通过使用屏蔽线和双绞线来抗噪声。五、拓展内容 六 、思考与练习1 1、简述、简述PLCPLC与变频器连接的几种方式。与变频器连接的几种方式。2 2、为什么变频器的运行方式要选择外部运行？、为什么变频器的运行方式要选择外部运行？