PLC與變頻器連接時應注意的問題

引言

    可編程控制器（PLC）是一種數(shù)字運算與操作的控制裝置。PLC作為傳統(tǒng)繼電器的替代產(chǎn)品，廣泛應用于工業(yè)控制的各個領(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，編程簡單，抗干擾能力強及可靠性高等特點，特別適用于惡劣環(huán)境下運行。

    當利用變頻器構(gòu)成自動控制系統(tǒng)進行控制時，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吹灰系統(tǒng)。PLC可提供控制信號和指令的通斷信號。一個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進行配合時所需注意的事項。

    1.開關(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(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、微動等運行狀態(tài)進行操作的開關(guān)型指令信號。變頻器通常利用繼電器接點或具有繼電器接點開關(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。

    在使用繼電器接點時，常常因為接觸不良而帶來誤動作；使用晶體管進行連接時，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。

    在設計變頻器的輸入信號電路時還應該注意，當輸入信號電路連接不當時有時也會造成變頻器的誤動作。例如，當輸入信號電路采用繼電器等感性負載時，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作，應盡量避免。圖2與圖3給出了正確與錯誤的接線例子。

    當輸入開關(guān)信號進入變頻器時，有時會發(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)過二極管接到PLC。如圖4所示。

    2.數(shù)值信號的輸入

圖1 運行信號的連接方式

圖2 變頻器輸入信號接入方式

圖3 輸入信號的錯誤接法

輸入信號防干擾的接法

    變頻器中也存在一些數(shù)值型（如頻率、電壓等）指令信號的輸入，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(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連接圖。

    當變頻器和PLC的電壓信號范圍不同時，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；或PLC的一側(cè)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，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，以保證進行開閉時不超過PLC和變頻器相應的容量。此外，在連線時還應注意將布線分開，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的監(jiān)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。無論哪種情況，都應注意：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