变频器多段速度给定方案优化

在基本操作面板上进行手动速度给定的方法简单，对资源消耗少，但这种速度给定方法对于操作者来说比较麻烦，而且不容易实现自动控制，而PLC控制的多段速度给定和通信速度给定，就容易实现自动控制，以下将介绍PLC控制的多段速度给定。

【例5-3】有一台MM440变频器，接线图如图5-5所示，当按下按钮SB1时，三相异步电动机以5Hz正转，当按下按钮SB2时，三相异步电动机以10Hz正转，当按下按钮SB3时，三相异步电动机以15Hz反转，已知电动机的技术参数，功率为0.75kW，额定转速为1440r／min，额定电压为380V，额定电流为2.05A，额定频率为50Hz，请设计方案。

图5-5 接线图

【解】

多段速度给定时，当按下按钮SB1时，DIN1端子与变频器的＋24V（端子9）连接时对应一个频率，频率值设定在P1001中；当按下按钮SB2时，DIN2端子与变频器的＋24V（端子9）连接时再对应一个频率，频率值设定在P1002中；当按下按钮SB3时，DIN3端子与变频器的＋24V接通，对应一个频率，频率值设定在P1003中。变频器参数见表5-5。

表5-5 变频器参数

（续）

【例5-4】用一台继电器输出CPU226CN（DC／AC／Relay）控制一台MM440变频器，当按下按钮SB1时，三相异步电动机以5Hz正转，当按下按钮SB2时，三相异步电动机以15Hz正转，当按下按钮SB3时，三相异步电动机以15Hz反转，已知电动机的技术参数，功率为0.06kW，额定转速为1430r／min，额定电压为380V，额定电流为0.35A，额定频率为50Hz，请设计方案，并编写程序。

【解】

1.主要软硬件配置。

①1套STEP7-Micro／WIN V4.0 SP9。

②1台MM440变频器。

③1台CPU 226CN。

④1台电动机。

⑤1根编程电缆（或者CP5611卡）。

硬件配置如图5-6所示。

图5-6 接线图（PLC为继电器输出）

2.参数的设置

多段速度给定时，当DIN1端子与变频器的24V（端子9）连接时对应一个频率，当DIN1 和DIN2端子同时与变频器的24V（端子9）连接时再对应一个频率，DIN3端子与变频器的24 V接通时为反转，DIN3端子与变频器的24V不接通时为正转。变频器参数见表5-6。

表5-6 变频器参数

当Q0.0为1时，变频器的9号端子与DIN1端子连通，电动机以5Hz（固定频率1）的转速运行，固定频率1设定在参数P1001中；当Q0.0和Q0.1同时为1时，DIN1和DIN2端子同时与变频器的24V（端子9）连接，电动机以15Hz（固定频率1＋固定频率2）的转速运行，固定频率2设定在参数P1002中。

修改参数P0701，对应设定数字输入1（DIN1）的功能；修改参数P0702，对应设定数字输入2（DIN2）的功能，依次类推。

【关键点】不论是什么类型的PLC，只要是继电器输出，其接线图都可以参考图5-5，若增加三个中间继电器，则更加可靠，如图5-7所示。(www.xing528.com)

图5-7 接线图（PLC为继电器输出）

3.编写程序

这个程序相对比较简单，如图5-8所示。

图5-8 程序

4.PLC为晶体管输出（PNP型输出）时的控制方案

西门子的S7-200 PLC大多为PNP输出（目前只有1款为NPN输出），MM440变频器的默认为PNP输入，因此电平是可以兼容的。由于Q0.0（或者其他输出点输出时）输出的是DC 24V信号，又因为PLC与变频器有共同的0V，所以，当Q0.0（或者其他输出点输出时）输出时，就等同于DIN1（或者其他数字输入）与变频器的9号端子（24V）连通，硬件配置如图5-9所示，控制程序与图5-8所示的相同。

图5-9 接线图（PLC为PNP晶体管输出）

【关键点】PLC为晶体管时，其1M（0V）必须与变频器的OV短接，否则PLC的输出不能形成回路。

5.PLC为晶体管输出（NPN型输出）时的控制方案

日系的PLC晶体管输出多为NPN型，如三菱的FX系列PLC（新型的FX3U也有PNP输出）多为NPN输出，而西门子MM440变频器默认为PNP输入，显然电平是不匹配的。所幸的是，西门子提供了解决方案，只要将参数P0725设置成0（默认为1），MM440变频器就变成NPN输入，这样就与FX系列PLC的电平匹配了。接线（PLC为NPN晶体管输出）如图5-10所示。

图5-10 接线图（PLC为NPN晶体管输出）

【关键点】必须将参数P0725设置成0（默认为1），MM440变频器才能变成NPN输入，这样MM440变频器就与FX系列PLC的电平匹配了。有的变频器的输入电平的选择是通过跳线的方式实现的，如三菱的变频器。

6.S7-200（晶体管输出）控制三菱变频器的方案

西门子S7-200系列PLC大多为PNP输出（目前只有1款为NPN输出），三菱A740变频器的默认为NPN输入，因此电平是不兼容的。所幸，三菱变频器的输入电平也是输入和输出可以选择的，与西门子不同的是，需要将电平选择的跳线改换到PNP输入，而不需要改变参数设置。其接线图如图5-11所示。

图5-11 接线图（S7-200（晶体管输出）PLC，三菱A740变频器）

【关键点】将电平选择的跳线改换到PNP输入（由默认的“SINK”改成“SOURCE”）。此外，接线图要正确。三菱的强电输入接线端子（R、S、T）和强电输出端子（U、V、W）相距很近，接线时，切不可接反。

当三菱A740变频器的STF高电平时，电动机正转；STR高电平时，电动机反转；RH高电平时，电动机高速运行（15Hz），RL高电平时，电动机低速运行（5Hz），程序如图5-12所示。

图5-12 程序

图5-12 程序（续）