【導讀】當利用變頻器構成自動(dòng)控制系統進(jìn)行控制時(shí)，很多情況下是采用PLC和變頻器相配合使用。PLC可提供控制信號和指令的通斷信號，一個(gè)PLC系統由三部分組成，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。
可編程控制器（PLC）是一種數字運算與操作的控制裝置。PLC作為傳統繼電器的替代產(chǎn)品，廣泛應用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。由于PLC可以用軟件來(lái)改變控制過(guò)程，并有體積小，組裝靈活，編程簡(jiǎn)單，抗干擾能力強及可靠性高等特點(diǎn)，特別適用于惡劣環(huán)境下運行。
1.開(kāi)關(guān)指令信號的輸入
變頻器的輸入信號中包括對運行/停止、正轉/反轉、微動(dòng)等運行狀態(tài)進(jìn)行操作的開(kāi)關(guān)型指令信號。變頻器通常利用繼電器接點(diǎn)或具有繼電器接點(diǎn)開(kāi)關(guān)特性的元器件（如晶體管）與PLC）相連，得到運行狀態(tài)指令，如圖1所示。
圖1.運行信號的連接方式
在使用繼電器接點(diǎn)時(shí)，常常因為接觸不良而帶來(lái)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，保證系統的可靠性。
在設計變頻器的輸入信號電路時(shí)還應該注意，當輸入信號電路連接不當時(shí)有時(shí)也會(huì )造成變頻器的誤動(dòng)作。例如，當輸入信號電路采用繼電器等感性負載時(shí)，繼電器開(kāi)閉產(chǎn)生的浪涌電流帶來(lái)的噪音有可能引起變頻器的誤動(dòng)作，應盡量避免。圖2與圖3給出了正確與錯誤的接線(xiàn)例子。
圖2.變頻器輸入信號接入方式
圖3.輸入信號的錯誤接法
當輸入開(kāi)關(guān)信號進(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）之間的串擾。正確的連接是利用PLC電源，將外部晶體管的集電極經(jīng)過(guò)二極管接到PLC。如圖4所示。
圖4.輸入信號防干擾的接法
2.數值信號的輸入
變頻器中也存在一些數值型（如頻率、電壓等）指令信號的輸入，可分為數字輸入和模擬輸入兩種。數字輸入多采用變頻器面板上的鍵盤(pán)操作和串行接口來(lái)給定；模擬輸入則通過(guò)接線(xiàn)端子由外部給定，通常通過(guò)0～10V/5V的電壓信號或0/4～20ｍＡ的電流信號輸入。由于接口電路因輸入信號而異，因此必須根據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連接圖。
當變頻器和PLC的電壓信號范圍不同時(shí)，如變頻器的輸入信號為0～10V，而PLC的輸出電壓信號范圍為0～5V時(shí)；或PLC的一側的輸出信號電壓范圍為0～10V而變頻器的輸入電壓信號范圍為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(kāi)閉時(shí)不超過(guò)PLC和變頻器相應的容量。此外，在連線(xiàn)時(shí)還應注意將布線(xiàn)分開(kāi)，保證主電路一側的噪音不傳到控制電路。
通常變頻器也通過(guò)接線(xiàn)端子向外部輸出相應的監測模擬信號。電信號的范圍通常為0～10V/5V及0/4～20ｍＡ電流信號。無(wú)論哪種情況，都應注意：PLC一側的輸入阻抗的大小要保證電路中電壓和電流不超過(guò)電路的允許值，以保證系統的可靠性和減少誤差。另外，由于這些監測系統的組成互不相同，有不清楚的地方應向廠(chǎng)家咨詢(xún)。
另外，在使用PLC進(jìn)行順序控制時(shí)，由于CPU進(jìn)行數據處理需要時(shí)間，存在一定的時(shí)間延遲，故在較精確的控制時(shí)應予以考慮。
因為變頻器在運行中會(huì )產(chǎn)生較強的電磁干擾，為保證PLC不因為變頻器主電路斷路器及開(kāi)關(guān)器件等產(chǎn)生的噪音而出現故障，將變頻
器與PLC相連接時(shí)應該注意以下幾點(diǎn)：
（1）對PLC本身應按規定的接線(xiàn)標準和接地條件進(jìn)行接地，而且應注意避免和變頻器使用共同的接地線(xiàn)，且在接地時(shí)使二者盡可能分開(kāi)。
（2）當電源條件不太好時(shí)，應在PLC的電源模塊及輸入/輸出模塊的電源線(xiàn)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，在變頻器一側也應采取相應的措施。
（3）當把變頻器和PLC安裝于同一操作柜中時(shí)，應盡可能使與變頻器有關(guān)的電線(xiàn)和與PLC有關(guān)的電線(xiàn)分開(kāi)。
（4）通過(guò)使用屏蔽線(xiàn)和雙絞線(xiàn)達到提高噪音干擾的水平。
PLC和變頻器連接應用時(shí)，由于二者涉及到用弱電控制強電，因此，應該注意連接時(shí)出現的干擾，避免由于干擾造成變頻器的誤動(dòng)作，或者由于連接不當導致PLC或變頻器的損壞。
