0 引言

　　在工業(yè)生產系統(tǒng)的動力裝置中，交流異步電動機已占有90％以上的份額。根據(jù)交流異步電動機轉速的理論公式n=60f(1-s)/P可知，如果能夠連續(xù)地改變電動機的電源頻率，從而就可以連續(xù)地改變其同步轉速，則電動機的轉速就可以在一個較寬的范圍內連續(xù)地改變。從實現(xiàn)原理上考慮，變頻器是一種很簡便的方法；從調速特性上看，變頻調速的任何一個速度段都接近自然機械特性，調速性能好；如果有一個可變頻率的交流電源。則可以實現(xiàn)連續(xù)的調速，平滑性能好；同時由于其調速方式是通過改變電動機的定子電源實現(xiàn)的，可以適用于應用范圍極廣的鼠籠式電動機。在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，最為常見的是可編程控制器(programable logic eontroller，PLC)和變頻器的組合應用，并且產生了多種多樣的PLC控制變頻器的方法。

1 通信方法與硬件安裝

　　我院在PLC教學實踐中，采用的是一種非常簡便的三菱FX系列PLC通信方式和開關量控制變頻器的方法。

　　在PLC主機上安裝一塊RS-485通信板或掛接一塊RS-485通信模塊，在PLC的面板下嵌入一塊造價僅僅數(shù)百元的“功能擴展存儲盒”，編寫4條極其簡單的PLC梯形圖指令，即可實現(xiàn)8臺變頻器參數(shù)的讀取、寫入、各種運行的監(jiān)視和控制，通信距離可達50或500 m。PLC與變頻器之間采用主從方式進行通信，PLC為主機，變頻器為從機。一個網(wǎng)絡中只有一臺主機，主機通過站號區(qū)分不同的從機。它們采用半雙工雙向通信，從機只有在收到主機的讀寫命令后才發(fā)送數(shù)據(jù).

　　硬件安裝方法如下：

　　(1)用網(wǎng)線專用壓接鉗將電纜的一頭和RJ45水晶頭進行壓接，另一頭連接FX2N-485-BD通信模板，未使用的2個P5S端頭不接。

　　(2)揭開PLC主機左邊的面板蓋，將FX2N-485-BD通信模板和FX2N-ROM-E1功能擴展存儲器安裝后蓋上面板。

　　(3)將RJ45電纜分別連接變頻器的PU口，網(wǎng)絡末端變頻器的接受信號端RDA和RDB之間連接一只100 Q終端電阻，以消除由于信號傳送速度、傳遞距離等原因有可能受到反射的影響而造成的通信障礙。

2 多功能端子的定義

　　用參數(shù)預置多段運行速度(Pr.4~-Pr.6，Pr.24~Pr.27)，用變頻器控制端子進行切換。多段速度控制只在外部運行模式或組合運行模式(Pr.79=3，4)中有效。三菱變頻器可通過接通、關斷控制端子RH、RM、RL和REX來選擇多種速度。其中，REX在三菱FR—A540系列變頻器的控制端子中并不存在，但根據(jù)三菱多功能端子的選擇方法可以用Pr.60~Pr.63來定義某控制端子為REX端子H1。

　　由上述三菱FR-A540系列變頻器的控制端子功能選擇可知：如果將STR端子定義為REX端子，就可設Pr.63=8，這樣可選擇出15段速度；如果不使用REX，就可通過RH、RM、RL的通斷最多可選擇出7段速度。如分別設置速度1-速度7的各段速度參數(shù)為50Hz、30Hz、10 Hz、15Hz、40Hz、35Hz、12Hz，按圖1(a)或(b)變頻器7段轉速接線所示。在外部運行模式或組合運行模式下，合上STF開關，電動機按速度I運行；同時合上RH、RL開關，按速度5運行等等。

3 7段速的PLC控制接線圖

　　通過以上已知的7段速控制端子是RH、RM、RL、REX。用手選擇它們的接通或斷開，就可以選擇不同的轉速；但這樣操作太麻煩了。現(xiàn)在改用PLC的輸出來控制上述端子的接通和斷開，實現(xiàn)7段速度的運行。PLC(MR型或MT型)的輸出點、COM點直接與變頻器的STF(正轉啟動)、RH(高速)、RM(中速)、RL(低速)、輸入端SG等端口分別相連。PLC可以通過程序控制變頻器的啟動、停止，復位；也可以控制變頻器高速、中速、低速端子的不同組合實現(xiàn)多段速度運行。

4 7段速的PLC程序梯形圖

　　變頻器在PU運行狀態(tài)下，分別設置速度1—7的各段速度參數(shù)為10 Hz、20 Hz、30 Hz、40 Hz、50 Hz、45 Hz、25 Hz。再按變頻器7段速PLC程序梯形圖，將程序輸入PLC。

5 7段速設定表

　　進行PLC輸出控制7段速端子，然后再進行PLC控制編程及接線調試運行。變頻器在EXT運行狀態(tài)下，依次撥動開關X1—X7，觀察輸出頻率的變化，如果與以上變頻器7段轉速控制圖一致，就可接上電動機(如圖3所示)，按下斷路器QF，觀察電動機實際轉速變化。

6 有關15段速的附加說明

　　如果要想得到15段轉速的話，將圖1(a)中的STF改為STR(Pr.63=8)即可；再設后8段Pr.80-Pr.87的參數(shù)為20 Hz、28 Hz、16 Hz、32 Hz、22 Hz、45 Hz、12 Hz、42 Hz。

7 結語

　　本文運用三菱PLC技術，完成了PLC控制變頻器7段速的編程方法和接線方法的設計。實驗結果表明，電動機的運行速度變化和所設計的7段轉速原理圖一致。但是，由于它是采用開關量來實施控制的，其調速曲線不是一條連續(xù)平滑的曲線，故無法實現(xiàn)精細的速度調節(jié)。如果要實現(xiàn)平滑調速，就要采用模擬量來實施控制，本文由于篇幅的原因省略之。