变频器与PLC的链接技术方法

    可编程控制器(PLC)是一种数字运算和操作的电子控制装置。PLC作为传统继电器的替代品，已经广泛应用于工业控制的各个领域。由于它可通过软件来改变控制过程，且具有体积小、组装灵活、编程简单、抗干扰能力强及可靠性高等优点，故非常适合于在恶劣工作环境下运行，因而深受欢迎。    当利用变频器构成自动控制系统时，许多情况是采用和PLC配合使用。PLC可提供控制信号（如速度）和指令通断信号（启动、停止、反向）。一个PLC系统由3部分组成：中央单元、输入/输出模块和编程单元。下面介绍变频器和PLC连接时需要注意的有关事项。    1．开关指令信号的输入    变频器的输入信号中包括对运行/停止、正转/反转、点动等运行状态进行操作的开关型指令信号（数字输入信号）。PLC通常利用继电器输出模块或具有继电器触点开关特性的元器件（如晶体管）与变频器连接，获取运行状态指令，如图6.49所示。    使用继电器触点进行连接时，常因接触不良而带来误动作；使用晶体管进行连接时，则需要考虑晶体管本身的电压、电流容量等因素，保证系统的可靠性。    在设计变频器的输入信号电路时还应注意到，当输入信号电路连接不当时有时也会造成变频器的误动作。例如，当输入信号电路采用继电器等感性负载、继电器开闭时，产生的浪涌电流带来的噪声有可能引起变频器的误动作，应尽量避免。
    图6.49    PLC与变频器的连接    2．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设定；模拟输入则通过接线端子由外部给定，通常是通过0～10V(或5V)的电压信号或0(或4)～20mA的电流信号接入。由于接口电路因输入信号而异，故必须根据变频器的输入阻抗选择PLC的输出模块。图6.50所示为PLC与变频器之间的信号连接。
    图6.50    PLC与变频器之间的信号连接    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范围为0～10V而PLC的输出电压信号范围为0～5V时，或PLC一侧的输出信号电压范围为0～10V而变频器的输入信号范围为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，则需以串联电阻分压，以保证进行开关时不超过PLC和变频器相应部分的容量。此外，在连线时还应该注意将布线分开，保证主电路一侧的噪声不传至控制电路。    通常变频器也通过接线端子向外部输出相应的监测模拟信号，电信号范围通常为0～5V(或10V)及0(或4)～20mA的电流信号。无论是哪种情况，都必须注意PLC一侧输入阻抗的大小，以保证电路中的电压和电流不超过电路的容许值，从而提高系统的可靠性和减少误差。此外，由于这些监测系统的组成都互不相同，当有不清楚的地方时最好向厂家咨询。    由于变频器在运行过程中会带来较强的电磁干扰，为了保证PLC不因变频器主电路的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以下几点。    (1)对PLC本体按照规定的标准和接地条件进行接地。因此，应避免和变频器使用共同的接地线，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的电源模块以及输入/输出模块的电源线上接入噪声滤波器和降低噪声用的变压器。此外，如有必要在变频器一侧也应采取相应措施。    (3)当把变频器和PLC安装在同一操作中时，应尽可能使与变频器和PLC有关的电线分开。    (4)通过使用屏蔽线和双绞线达到提高噪声水平的目的。