PLC與變頻器的組合應(yīng)用
可編程控制器（PLC）是一種數(shù)字運(yùn)算與操作的控制裝置。PLC作為傳統(tǒng)繼電器的替代產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。由于PLC可以用軟件來改變控制過程,并有體積小,組裝靈活,編程簡(jiǎn)單,抗干擾能力強(qiáng)及可靠性高等特點(diǎn),特別適用于惡劣環(huán)境下運(yùn)行。

當(dāng)利用變頻器構(gòu)成自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制時(shí),很多情況下是采用PLC和變頻器相配合使用,例如我廠二催化的自動(dòng)吹灰系統(tǒng)。PLC可提供控制信號(hào)和指令的通斷信號(hào)。一個(gè)PLC系統(tǒng)由三部分組成,即中央處理單元、輸入輸出模塊和編程單元。本文介紹變頻器和PLC進(jìn)行配合時(shí)所需注意的事項(xiàng)。

1.開關(guān)指令信號(hào)的輸入

變頻器的輸入信號(hào)中包括對(duì)運(yùn)行/停止、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、微動(dòng)等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行操作的開關(guān)型指令信號(hào)。變頻器通常利用繼電器接點(diǎn)或具有繼電器接點(diǎn)開關(guān)特性的元器件（如晶體管）與PLC）相連,得到運(yùn)行狀態(tài)指令,在使用繼電器接點(diǎn)時(shí),常常因?yàn)榻佑|不良而帶來誤動(dòng)作;使用晶體管進(jìn)行連接時(shí),則需考慮晶體管本身的電壓、電流容量等因素,保證系統(tǒng)的可靠性。

在設(shè)計(jì)變頻器的輸入信號(hào)電路時(shí)還應(yīng)該注意,當(dāng)輸入信號(hào)電路連接不當(dāng)時(shí)有時(shí)也會(huì)造成變頻器的誤動(dòng)作。例如,當(dāng)輸入信號(hào)電路采用繼電器等感性負(fù)載時(shí),繼電器開閉產(chǎn)生的浪涌電流帶來的噪音有可能引起變頻器的誤動(dòng)作,應(yīng)盡量避免。

當(dāng)輸入開關(guān)信號(hào)進(jìn)入變頻器時(shí),有時(shí)會(huì)發(fā)生外部電源和變頻器控制電源（DC24V）之間的串?dāng)_。正確的連接是利用PLC電源,將外部晶體管的集電極經(jīng)過二極管接到PLC。

2.數(shù)值信號(hào)的輸入
變頻器中也存在一些數(shù)值型（如頻率、電壓等）指令信號(hào)的輸入,可分為數(shù)字輸入和模擬輸入兩種。數(shù)字輸入多采用變頻器面板上的鍵盤操作和串行接口來給定;模擬輸入則通過接線端子由外部給定,通常通過0～10V/5V的電壓信號(hào)或0/4～20ｍＡ的電流信號(hào)輸入。由于接口電路因輸入信號(hào)而異,因此必須根據(jù)變頻器的輸入阻抗選擇PLC的輸出模塊。圖5為PLC與變頻器之間的信號(hào)連接圖。

當(dāng)變頻器和PLC的電壓信號(hào)范圍不同時(shí),如變頻器的輸入信號(hào)為0～10V,而PLC的輸出電壓信號(hào)范圍為0～5V時(shí);或PLC的一側(cè)的輸出信號(hào)電壓范圍為0～10V而變頻器的輸入電壓信號(hào)范圍為0～5V時(shí),由于變頻器和晶體管的允許電壓、電流等因素的限制,需用串聯(lián)的方式接入限流電阻及分壓方式,以保證進(jìn)行開閉時(shí)不超過PLC和變頻器相應(yīng)的容量。此外,在連線時(shí)還應(yīng)注意將布線分開,保證主電路一側(cè)的噪音不傳到控制電路。

通常變頻器也通過接線端子向外部輸出相應(yīng)的監(jiān)測(cè)模擬信號(hào)。電信號(hào)的范圍通常為0～10V/5V及0/4～20ｍＡ電流信號(hào)。無論哪種情況,都應(yīng)注意：PLC一側(cè)的輸入阻抗的大小要保證電路中電壓和電流不超過電路的允許值,以保證系統(tǒng)的可靠性和減少誤差。另外,由于這些監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成互不相同,有不清楚的地方應(yīng)向廠家咨詢。
另外,在使用PLC進(jìn)行順序控制時(shí),由于CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理需要時(shí)間,存在一定的時(shí)間延遲,故在較精確的控制時(shí)應(yīng)予以考慮。

因?yàn)樽冾l器在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾,為保證PLC不因?yàn)樽冾l器主電路斷路器及開關(guān)器件等產(chǎn)生的噪音而出現(xiàn)故障,將變頻器與PLC相連接時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

（1）對(duì)PLC本身應(yīng)按規(guī)定的接線標(biāo)準(zhǔn)和接地條件進(jìn)行接地,而且應(yīng)注意避免和變頻器使用共同的接地線,且在接地時(shí)使二者盡可能分開。

（2）當(dāng)電源條件不太好時(shí),應(yīng)在PLC的電源模塊及輸入/輸出模塊的電源線上接入噪音濾波器和降低噪音用的變壓器等,另外,若有必要,在變頻器一側(cè)也應(yīng)采取相應(yīng)的措施。

（3）當(dāng)把變頻器和PLC安裝于同一操作柜中時(shí),應(yīng)盡可能使與變頻器有關(guān)的電線和與PLC有關(guān)的電線分開。

（4）通過使用屏蔽線和雙絞線達(dá)到提高噪音干擾的水平。

PLC和變頻器連接應(yīng)用時(shí),由于二者涉及到用弱電控制強(qiáng)電,因此,應(yīng)該注意連接時(shí)出現(xiàn)的干擾,避免由于干擾造成變頻器的誤動(dòng)作,或者由于連接不當(dāng)導(dǎo)致PLC或變頻器的損壞。