PLC基本结构图（plc基本结构图怎么画）

PLC和变频器有包含和包含的关系。 PLC和变频器都可以完成一些特定的指令来控制电机。 PLC是一种程序输入执行硬件，变频器就是其中之一。

然而，PLC比变频器覆盖范围更大，可以用来控制更多的东西。具有更广泛的应用领域和更强大的性能。当然，PLC的控制精度也更高。变频器不能通过编程来改变电源的频率、电压和其他参数。其输出频率可以设置为固定值或由PLC动态控制。

PLC可通过编程控制电气元件或完成功能、通讯等任务。

PLC与变频器之间的通信需要遵循通用串行接口协议（USS），并根据串行总线的主从通信原理确定访问方式。总线上最多可连接1个主站和31个从站。主站根据通信报文中的地址字符选择传输数据的从站。当主站不需要它通信时，从站本身不能先发送数据。从站之间不能直接传输信息。

PLC基本结构图

PLC可编程控制器的存储器可分为三种类型：系统程序存储器、用户程序存储器和工作数据存储器。

1.系统程序存储器

系统程序存储器用于存储可编程控制器制造商编写的系统程序，并固化在ROM中，用户不能直接更改。系统程序的质量在很大程度上决定了PLC的性能。

其内容主要包括三部分：第一部分是系统管理程序，主要控制可编程控制器的运行，使整个可编程控制器按部就班地工作；第二部分是用户指令解释程序，它使用用户指令解释程序将可编程控制器的编程语言转换为机器语言指令，然后CPU执行这些指令；第三部分是标准程序模块和系统调用程序。

2. 用户程序存储器

根据控制要求编写的应用程序称为用户程序。用户程序存储器用于存储用户用指定的可编程控制器编程语言编写的用于特定控制任务的各种用户程序。

目前，较先进的可编程控制器采用可随时读写的闪存作为用户程序存储器。闪存不需要备用电池，即使电视关闭，数据也不会丢失。

3、工作数据存储

工作数据存储器用于存储用户程序中使用的工作数据，即ON/OFF状态、数值数据等。组件映像寄存器和数据表在工作数据区域中打开。组件映像寄存器用于存储定时器、计数器、辅助继电器等内部器件的开关量、输出状态以及ON/OFF状态。数据表用于存储各种数据。它存储用户程序执行时的某些可变参数值、A/D转换得到的数字量以及数字运算的结果。

变频器基本结构图

变频器是将工频电源（50Hz或60Hz）变换为各种频率的交流电源，以实现电机变速运行的装置。控制电路完成主电路的控制，整流电路将交流电变换为直流电。直流中间电路对整流电路的输出进行平滑和滤波，逆变电路将直流电逆变成交流电。对于需要大量计算的变频器，例如矢量控制变频器，有时需要一个用于扭矩计算的CPU和一些相应的电路。

PLC与变频器的连接方式一般有三种。

利用PLC的模拟量输出模块来控制变频器。 PLC的模拟量输出模块输出0~5V电压信号或4~20mA电流信号，作为变频器的模拟量输入信号，控制变频器的输出频率。这种控制方式接线简单，但需要选择与变频器输入阻抗相匹配的PLC输出模块，且PLC的模拟量输出模块价格相对较高。另外，需要采取分压措施，使变频器适应PLC的电压信号范围。连接时一定要分开接线，以保证主电路侧的噪声不会传输到控制电路。

利用PLC的开关量输出来控制变频器。 PLC的开关输出一般可以直接连接到变频器的开关输入。该控制方式接线简单，抗干扰能力强。 PLC的开关量输出可用于控制变频器的启停、正反转、点动、转速、加减时间等。它可以实现更复杂的控制要求，但只能步进调节速度。

使用继电器触点连接时，可能会因接触不良而误动作。使用晶体管进行连接时，需要考虑晶体管本身的电压、电流容量等因素，以保证系统的可靠性。另外，在设计变频器的输入信号电路时，还应注意输入信号电路连接不当，有时会导致变频器误动作。例如，当输入信号电路使用继电器等感性负载时，继电器断开和闭合时产生的浪涌电流所产生的噪声可能会导致变频器误动作，应尽量避免这种情况。

PLC与RS-485通讯接口的连接。所有标准西门子变频器均具有RS-485串行接口（有些还提供RS-232接口），采用两线制连接，其设计标准适合工业环境中的应用。单个RS-485链路最多可以连接30台逆变器，并且可以根据每个逆变器的地址或使用广播信息找到需要通信的逆变器。链路中需要有一个主控制器（主站），每个逆变器都是一个从控制对象（从站）。

PLC变频控制电机正反转接线图

1、按照接线图连接好电线后，启动电源，准备设置逆变器参数。

2、按“MODE”键进入参数设定模式，设置Pr.79 为“2”：外部运行模式，启动信号由外部端子（STF、STR）输入，速度由外部端子（STF、STR）调节。外部端子（2、5、4、5之间，多端子速度）输入。

3连续按“MODE”键退出参数设置模式。

4.按下前进按钮，电机开始正转。

5、按下停止按钮，电机停止。

6.按下反转按钮，电机开始反转。

7. 按下停止按钮，电机停止。

8、电机正转时按反转按钮，电机先停止，再反转；反之，如果在电机反转时按下正转按钮，电机会先停止，然后再正转。

plc与变频器接线图

PLC与变频器通讯方式

1、PLC开关量信号控制变频器

PLC（MR型或MT型）的输出点和COM点直接连接到STF（正转启动）、RH（高速）、RM（中速）、RL（低速）、输入端子SG等逆变器的端口分别。 PLC可通过程序控制变频器的启动、停止、复位；还可控制变频器高速、中速、低速端子的不同组合，实现多段速运行。但由于它采用开关量来实现控制，其调速曲线不是连续平滑的曲线，无法实现精细调速。

2、PLC模拟量信号控制变频器

硬件：FX1N型、FX2N型PLC主机，配备1块简易FX1N-1DA-BD扩展模拟量输出板；或模拟量输入输出混合模块FX0N-3A；或具有两个输出的FX2N-2DA；或四路输出FX2N-4DA模块等。优点：PLC编程简单方便，速度控制曲线平滑连续，工作稳定。

缺点：在大型生产线上，控制电缆较长，尤其是DA模块采用电压信号输出时，线路压降较大，影响系统的稳定性和可靠性。

3、PLC采用RS-485通讯方式控制变频器

这是最常用的方法。 PLC采用RS串行通讯指令进行编程。优点：硬件简单，成本最低，可控制32台变频器。缺点：编程工作量较大。

4、PLC采用RS-485 Modbus-RTU通讯方式控制变频器

三菱新型F700系列变频器采用RS-485端子，采用Modbus-RTU协议与PLC进行通信。优点：采用Modbus通讯方式的PLC编程比RS-485无协议方式更简单、方便。缺点：PLC编程工作量仍然较大。

5、PLC采用现场总线控制变频器

三菱变频器可以具有多种类型的内置通信选件，例如用于CC-Link现场总线的FR-A5NC选件； Profibus DP 现场总线的FR-A5AP (A) 选项；用于DeviceNet 现场总线的FR-A5AP (A) 选件FR-A5ND 选件等。三菱FX系列PLC有相应的通讯接口模块与其连接。

优点：速度快、距离远、效率高、运行稳定、编程简单、可大量连接逆变器。缺点：成本较高。

6.使用扩展内存

优点：成本低、易学易用、性能可靠。缺点：只能用于逆变器不超过8台的系统。

PLC与变频器通讯接线图

三菱PLC控制板变频器案例分析

无需连接外部控制器（如PLC）直接操作变频器有以下三种方式：

操作面板上的按钮；

操作与端子排连接的部件（如按钮、电位器）；

复合操作（如在操作面板上设定频率和操作连接到端子台上的按钮进行启动/停止控制）。为了方便操作和充分利用变频器，也可以采用PLC对变频器进行控制。

PLC控制变频器的基本方式有以下三种：

由开关量控制；

模拟量控制；

采用RS485通讯方式控制。

PLC以切换方式控制变频器的硬件连接

变频器有很多开关端子，如正转、反转、多段速控制端子。不使用PLC时，只需在这些端子上连接开关即可控制变频器进行正转、反转、多段速控制。当使用PLC控制变频器时，如果PLC以开关方式控制频率，则需要将PLC的开关输出端子与变频器的开关输入端子连接。为了检测变频器的某些状态，还可以将变频器的开关量输出端子连接到PLC的开关量输入端子。

PLC以切换方式控制变频器的硬件连接如下图所示。当PLC 内部程序运行时，Y001 端子内部硬接点闭合，相当于变频器STF 端子外部开关闭合，STF 端子输入ON，变频器启动电机正转，调节10、2、5端子所连接的电位器，可以改变2端子的输入电压，从而改变变频器输出电源的频率，从而改变电机的转速。如果变频器内部出现异常，内部A、C端子触点闭合，相当于PLC的X001端子外部开关闭合，X001端子输入ON。

PLC以模拟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输入端子。改变这些端子的电压或电流输入值可以改变电机的转速。如果将这些端子连接到PLC的模拟量输出端子上，就可以用PLC控制变频器来调节电机。的转速。模拟量是连续变化的量。利用模拟量控制功能，可以连续改变电机转速（无级变速）

PLC以模拟方式控制变频器的硬件连接如下图所示。由于三菱FX2N-32MR PLC不具备模拟量输出功能，因此需要连接模拟量输出模块（如FX2N-4DA），然后将模拟量输出模块的输出端子连接至PLC的模拟量输入端子。频率转换器。当变频器STF端子外部开关闭合，端子输入ON，变频器启动电机正转，将PLC内部程序运行时产生的数字量数据发送至模拟量输出模块（DA模块）通过连接电缆，并由其处理。将其转换成0~5V或0~10V范围内的电压（模拟量）送至变频器的2、5端子，以控制变频器输出电源的频率，进而控制电机的转速。如果DA模块输出到变频器2、5端子的电压发生变化，则变频器的输出电源频率也会发生变化，电机转速也会发生变化。

PLC 以模拟方式控制变频器的模拟量输入端子时，也可以同时以开关量方式控制变频器的开关量输入端子。

PLC采用RS485通讯控制变频器的硬件连接

PLC以开关方式控制变频器时，需要占用较多的输出端子来连接变频器相应功能的输入端子，以控制变频器的正转、反转、停止等； PLC以模拟方式控制变频器。当需要DA模块来控制变频器的频率速度时。如果PLC通过RS485通讯控制变频器，只需一根RS485通讯电缆（含5芯线）即可直接向变频器发送各种控制、调频指令。变频器通过RS485通讯线响应PLC发送的命令。该指令可以执行相应的功能控制。

RS485通讯是目前工业控制中广泛应用的通讯方式。抗干扰能力强，通讯距离可达数十米至数千米。采用RS485通讯，不仅可以连接两台设备进行通讯，还可以连接多台设备（最多可并联32台设备）组成分布式系统，相互通讯。

1、变频器RS485通讯口

三菱FR500系列变频器有一个PU端口，用于连接操作面板。该接口可作为RS485通讯口使用。使用RS485与其他设备通讯时，需要将操作面板插头（RJ45插头）从PU口拔出。然后将RS485通讯线的一端插入PU端口，并将通讯线的另一端连接到PLC或其他设备。三菱FR500系列变频器PU口外观及各引脚功能说明如下图所示。

三菱FR500系列变频器只有1个RS485通讯口（PU口）。面板操作和RS485通讯不能同时进行。三菱FR700系列变频器除配备PU接口外，还配备独立的RS485通讯口（排线）。专用于RS485通讯。三菱FR700系列变频器RS485通讯口外观及各引脚功能说明如下图所示。通信口每个功能端子有2个，一个端子连接RS485通信设备，另一个端子连接RS485通信设备。如果没有下一个设备，应将终端电阻开关移至“100”侧。

2.PLC的RS485通讯口

三菱FX PLC一般没有RS485通讯口。如果要通过RS485与变频器进行通讯，则必须在PLC上安装FX2N-485BD通讯板。 485BD通讯板外观及端子如下图(a)所示。通讯板的安装方法如下图(b)所示。

(一)外观

(b)安装方法

3、变频器与PLC之间的RS485通讯连接

（1）单台变频器与PLC之间的RS485通讯连接

单台变频器与PLC之间的RS485通讯连接如下图所示。两者连接时，一台设备的发送端（+-）应连接另一台设备的接收端（+-），接收端（+-）应连接发送端（+-） ）分别是另一台设备。

(2)多台变频器与PLC之间的RS485通讯连接

多台变频器与PLC之间的RS485通讯连接如下图所示。可实现一台PLC控制多台变频器运行。

PLC控制变频器驱动电机正反转的电路、程序及参数设置

1.PLC与变频器的硬件连接电路图

PLC以切换方式控制变频驱动电机正反转的电路图如下图所示。

2、变频器参数设置

当使用PLC控制变频器时，需要设置变频器的相关参数，具体见下表。

3.编写PLC控制程序

设置好变频器的相关参数后，必须使用编程软件编写相应的PLC控制程序并下载到PLC中。控制变频器驱动电机正反转的PLC程序如下图所示。

PLC控制变频驱动电机多速运行的电路、程序和参数设置

变频器可以连续或分级调速。 FR-500系列变频器具有RH（高速）、RM（中速）、RL（低速）三个控制端子。通过这三个端子的组合输入，可以实现7段速度控制。如果将PLC的输出端子与变频器的这些端子连接，则可以用PLC控制变频器驱动电机以多种速度运行。

1.PLC与变频器的硬件连接电路图

PLC以切换方式控制变频驱动电机多段速运行的电路图如下图所示。

3.编写PLC控制程序

使用PLC控制变频器驱动电机多段速运行的PLC程序如下所示。

审稿人：李茜