南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院（蘇州校區(qū)） 王嘯東

基于PLC的變頻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院（蘇州校區(qū)） 王嘯東

PLC使用1.6～30M頻帶范圍傳輸信號。在發(fā)送時(shí)，利用GMSK或OFDM調(diào)制技術(shù)對用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，然后在電力線上進(jìn)行傳輸。在接收端，先經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號濾出，再經(jīng)過解調(diào)，就可得到原通信信號。目前可達(dá)到的通信速率依具體設(shè)備不同在4.5～45M之間調(diào)節(jié)。PLC設(shè)備包括局端和調(diào)制解調(diào)器，局端負(fù)責(zé)與內(nèi)部PLC調(diào)制解調(diào)器的通信和與外部網(wǎng)絡(luò)的鏈接。在通信時(shí)，來自用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)入調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后，通過用戶的配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，局端將信號解調(diào)出來，再轉(zhuǎn)到外部的Internet。

目前，在工業(yè)控制中，越來越多地采用變頻器來實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)的調(diào)速。變頻器調(diào)速控制一般采用通過變頻器的控制面板或端子進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置。PLC運(yùn)行頻率的設(shè)定可以通過電位器來調(diào)節(jié)，或通過控制PLC設(shè)定運(yùn)行參數(shù)，然后通過D/A轉(zhuǎn)換模塊輸出模擬信號（0-10VDC或4-20mA）控制變頻器速度,使驅(qū)動電機(jī)按給定的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。本文，筆者將介紹三菱PLC通過FX0N-3A模擬量擴(kuò)展模塊來控制變頻器的方法，并具體介紹了三菱FR-E740變頻器的使用方法。

一、FX0N-3A模擬量模塊

FX0N-3A是具有2路輸入通道和1路輸出通道，最大分辨率為8位的模擬量I/O模塊。模擬量輸入和輸出方式均可以選擇電壓或電流方式，這取決于用戶的接線方式。FX0N-3A模塊的電源來自PLC主單元的內(nèi)部電路，其中，模擬電路電源要求為24VDC±10%，90mA，數(shù)字電路電源要求為5VDC，30mA。模擬輸入和輸出的接線原理圖分別如圖1、2所示。在接線時(shí)要注意，使用電流輸入時(shí)，端子[Vin]與[Iin]應(yīng)短接；反之，使用電流輸出時(shí)，不要短接[VOUT]和[IOUT]端子。如果電壓輸入/輸出方面出現(xiàn)較大的電壓波動或有過多的電噪聲，則要在圖中相應(yīng)的位置并聯(lián)1個(gè)0.1μF至0.47μF的電容。

二、FR-E700變頻器

變頻器選用三菱FR-E700系列變頻器。該變頻器額定電壓等級為三相400V，適用電機(jī)容量0.75kW及以下的電動機(jī)。FR-E700系列變頻器是FR-E500系列變頻器的升級產(chǎn)品，是一種小型和高性能變頻器。FR-E740系列變頻器主電路的通用接線如圖3所示。

三、變頻器編程控制

變頻器控制采用PLC特殊功能模塊讀指令FROM（FNC78）和寫指令TO（FNC79），讀寫FX0N-3A模塊實(shí)現(xiàn)模擬量的輸入和輸出。輸出模擬量電壓對變頻器進(jìn)行實(shí)時(shí)的連續(xù)控制。下面介紹一下FROM、TO指令的使用。D/A轉(zhuǎn)換編程示例如圖4所示。

四、結(jié)論

本文，筆者介紹了PLC通過模擬量模塊控制變頻器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連續(xù)控制的方法。變頻器調(diào)速是集自動控制、微電子、電力電子、通信技術(shù)于一體的技術(shù)，它因良好的調(diào)速和節(jié)能性能，在各行業(yè)中都獲得了廣泛的應(yīng)用。PLC是近年來發(fā)展極為迅速、應(yīng)用面極廣的工業(yè)控制裝置，具有體積小、組裝靈活、編程簡單、抗干擾能力強(qiáng)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。為此，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的許多領(lǐng)域都已將變頻器與PLC相結(jié)合使用。