广东西门子模块6ES7331-7KF02-0AB0

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PLC控制变频器三种基本方式：
PLC以模拟量方式控制变频器的硬件连接变频器有一些电压和电流模拟量输入端子，改变这些端子的电压或电流输入值可以改变电动机的转速，如果将这些端子与PLC的模拟量输出端子连接，就可以利用PLC控制变频器来调节电动机的转速。模拟量是一种连续变化的量，利用模拟量控制功能可以使电动机的转速连续变化(无级变速)。PLC以模拟量方式控制变频器的硬件连接如下图所示，由于三菱FX2N-32MR型PLC无模拟量输出功能，需要给它连接模拟量输出模块(如FX2N-4DA)，再将模拟量输出模块的输出端子与变频器的模拟量输入端子连接。
当变频器的STF端子外部开关闭合时，该端子输入为ON，变频器启动电动机正转，PLC内部程序运行时产生的数字量数据通过连接电缆送到模拟量输出模块(DA模块)，由其转换成0～5V或0～10V范围内的电压(模拟量)送到变频器2、5端子，控制变频器输出电源的频率，进而控制电动机的转速，如果DA模块输出到变频器2、5端子的电压发生变化，变频器输出电源频率也会变化，电动机转速就会变化。PLC在以模拟量方式控制变频器的模拟量输入端子时，也可同时用开关量方式控制变频器的开关量输入端子。
PLC以RS485通信方式控制变频器的硬件连接PLC以开关量方式控制变频器时，需要占用较多的输出端子去连接变频器相应功能的输入端子，才能对变频器进行正转、反转和停止等控制;PLC以模拟量方式控制变频器时，需要使用DA模块才能对变频器进行频率调速控制。如果PLC以RS485通信方式控制变频器，只需一根RS485通信电缆(内含5根芯线)，直接将各种控制和调频命令送给变频器，变频器根据PLC通过RS485通信电缆送来的指令就能执行相应的功能控制。RS485通信是目前工业控制广泛采用的一种通信方式，具有较强的抗干扰能力，其通信距离可达几十米至上千米。采用RS485通信不但可以将两台设备连接起来进行通信，还可以将多台设备(多可并联32台设备)连接起来构成分布式系统，进行相互通信。

变频器的选型
1. 负载分类变频器的正确选择对于控制系统的正常运行是非常关键的。选择变频器时必须要充分了解变频器所驱动的负载特性。人们在实践中常将生产机械分为三种类型: 恒转矩负载、恒功率负载和风机、水泵负载。
1.1 恒转矩负载负载转矩T L 与转速n无关，任何转速下T L 总保持恒定或基本恒定。例如传送带、搅拌机，挤压机等摩擦类负载以及吊车、提升机等位能负载都属于恒转矩负载。变频器拖动恒转矩性质的负载时，低速下的转矩要足够大，并且有足够的过载能力。如果需要在低速下稳速运行，应该考虑标准异步电动机的散热能力，避免电动机的温升过高。
1.2 恒功率负载机床主轴和轧机、造纸机、塑料薄膜生产线中的卷取机、开卷机等要求的转矩，大体与转速成反比，这就是所谓的恒功率负载。负载的恒功率性质应该是就一定的速度变化范围而言的。当速度很低时，受机械强度的限制，T L 不可能无限，在低速下转变为恒转矩性质。负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的选择有很大的影响。电动机在恒磁通调速时，允许输出转矩不变，属于恒转矩调速;而在弱磁调速时，允许输出转矩与速度成反比，属于恒功率调速。如果电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与负载的恒转矩和恒功率范围相一致时，即所谓“匹配”的情况下，电动机的容量和变频器的容量均小。
1.3 风机、泵类负载 在各种风机、水泵、油泵中，随叶轮的转动，空气或液体在一定的速度范围内所产生的阻力大致与速度n的2次方成正比。随着转速的减小，转矩按转速的2次方减小。这种负载所需的功率与速度的3次方成正比。当所需风量、减小时，利用变频器通过调速的方式来调节风量、，可以大幅度地节约电能。由于高速时所需功率随转速增长过快，与速度的三次方成正比，所以通常不应使风机、泵类负载**工频运行。

对于变频器，可能大多数人局限于变频空调了，都知道这种空调是在常规空调的结构上增加了一个变频器，从而达到省电的目的。其实，变频器除了能节能外，还有调速及过流、过压保护等功能。下面我们一起来了解下变频器的工作原理及接线图吧。什么是变频器变频器(VFD)是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。 变频器工作原理主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。变频器接线图 变频器接线方法一、主电路的接线1、电源应接到变频器输入端R、S、T接线端子上，一定不能接到变频器输出端(U、V、W)上，否则将损坏变频器。接线后，零碎线头必须清除干净，零碎线头可能造成异常，失灵和故障，必须始终保持变频器清洁。等进入变频器中。 2、在端子+，PR间，不要连接除建议的制动电阻器选件以外的东西，或不要短路。3、电磁波干扰，变频器输入/输出(主回路)包含有谐波成分，可能干扰变频器附近的通讯设备。因此，安装选件无线电噪音滤波器FR-BIF或FRBSF01或FR-BLF线路噪音滤波器，使干扰降到小。4、长距离布线时，由于受到布线的寄生电容充电电流的影响，会使快速响应电流限制功能降低，接于二次侧的仪器误动作而产生故障。因此，布线长度要小于规定值。不得已布线长度**过时，要把Pr.156设为1。5、在变频器输出侧不要安装电力电容器，浪涌抑制器和无线电噪音滤波器。否则将导致变频器故障或电容和浪涌抑制器的损坏。6、为使电压降在2%以内，应使用适当型号的导线接线。变频器和电动机间的接线距离较长时，特别是低频率输出情况下，会由于主电路电缆的电压下降而导致电机的转矩下降。7、运行后，改变接线的操作，必须在电源切断10min以上，用万用表检查电压后进行。断电后一段时间内，电容上仍然有危险的高压电。 二、控制电路的接线变频器的控制电路大体可分为模拟和数字两种。1、控制电路端子的接线应使用屏蔽线或双绞线，而且必须与主回路，强电回路(含200V继电器程序回路)分开布线。2、由于控制电路的频率输入信号是微小电流，所以在接点输入的场合，为了防止接触不良，微小信号接点应使用两个并联的节点或使用双生接点。3、控制回路的接线一般选用0.3～0.75平方米的电缆。三、地线的接线 1、由于在频器内有漏电流，为了防止触电，变频器和电机必须接地。2、变频器接地用接地端子。接地线的连接，要使用镀锡处理的压接端子。拧紧螺丝时，注意不要将螺丝扣弄坏。3、镀锡中不含铅。4、接地电缆尽量用粗的线径，必须等于或大于规定标准，接地点尽量靠近变频器，接地线越短越好。

变频器通讯电路是什么?
想到通讯电路，自然会想到RS485、RS422等通讯模式和电路形式。作为硬件维修者更关注后者。而一些设备如变频器或伺服器等，用于旋转变压器或编码器的信号传输，即PG卡板或编码器接口电路也用到类似器件，那么该类器件到底是何东东?如果脱离了上位机或脱离了编码器等信号源，还能检测其好坏吗?一、器件功能 先让具体的芯片电路说话。见图1~图3电路。 图1 RS485、RS422收发器芯片 图2 AM26LV32C芯片引脚及内部原理框图 图3 AM26LS31C芯片引脚及内部原理框图图1为半工/RS485、全双工/RS422通讯电路，均内含接收器(或称驱动器)和接收器两组电路，不同者，是MAX485的两组电路为适应半双工要求，带使能控制端。二、器件定义驱动器，把一路串行脉冲变为两路差分信号;接收器，将两路差分信号变为一路串行脉冲。因而该类器件的作用，用一句话来概括：即串行脉冲和差分信号的双向转换器。此为何也?这是基于差分信号的传输模式对共模干扰的巨大威力而考量的，一而二二而一的费尽周折的转换，不外乎是为了提高传输信号(线路)的抗干扰能力，否则一对一直接传输也就完了。1、驱动器我们暂且可将“使能”控制忽略掉，驱动器可简化为图4电路。 图4 驱动器原理简化和检修等效电路1)输入、输出信号的关系见图4的a电路，为一进二出模式。2)电路传输的是数字信号，即0和1，若为+5V供电，电路的静态或即时电平，非5V即0V。而两个输出端，必然呈现反相的关系。到了b等效电路这一步，对电路的检测和好坏判断，几乎不用我再说了。2、接收器仍然可将“使能”控制忽略掉，接收器可简化为图5电路。 图5 接收器原理简化和检修等效电路1)输入、输出信号的关系见图5的a电路，为二进一出模式。2)电路传输的是数字信号，即0和1，若为+5V供电，电路的静态或即时电平，非5V即0V。
虽然为差分模式，但不宜用模拟电路的差分放大器来等效了——因为传输的仍为数字电平信号。这里我只能用异或门电路来勉为等效了——其弃同认异的风格，恰恰也符合了电路信号处理的规则。当然，找到了等效电路，如何检测，我也不用废话了。三、检修实例 图6 编码器信号传输电路上图为交流伺服驱动器的一个电路实例，发生相关编码器信号不良的故障时，势必要对该电路进行检测与判断。常规检修方法是须在接入电机与编码器的闭环模式下进行检查，通常还要用代换法先掉排除掉编码器本身的故障原因。而独立检修该电路，一无须闭环(接入编码器和电机)控制，二无须脉冲发生器给出脉冲信号，手头只需备一台直流可调稳压电源，已经是信号发生器了(任何信号传输电路，均可以给出直流电压信号进行检修，此为后话)。检修步骤：1、静态判断测U31的5、11、13脚输出端，均为3.3V，测U42的2、3脚等输出端，符合2(1)3(0)的电平状态，可判断电路静态正常;2、动态测量1)将J19端子的4、5、6短接为线A;将12、13、14短接为线B。调整稳压电压输出为5V(可限流10mA)。2)线A接信号5V正端，线B接信号5V负端，此时测U31的5、11、13脚输出端，俱为低电平(约0.5V)，判断U31工作正常;测测U42的2、3脚等输出端，变为2(0)3(1)的电平状态，可判断U42正常。转换线A、线B的信号极性，电路维持静态值不变。至此，对图6编码器信号传输电路的检修，已告结束。真的就是这么简单，也许事情本来应该就这么简单。往往是人们把它想复杂了搞得复杂了。我只想把电路原本该有的简单与确定的检修模式找出来，以简易的方法完成准确的判断。如果电路的使能端在禁止状态，我们则可以将其暂时“强制为工作态”进行检修。
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