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PLC与变频器连接问题分析
     　工控摘要：当利用变频器构成自动控制系统进行控制时，很多情况下是采用PLC和变频器相配合使用，如何正确地把PLC和变频器连接在一起就成了系统成功的关键。

1.PLC开关指令信号输入

变频器输入信号中包括对运行/停止、正转/反转、微动等运行状态进行操作开关型指令信号。变频器通常利用继电器接点或具有继电器接点开关特性元器件（如晶体管）与PLC）相连，到运行状态指令。

使用继电器接点时，常常接触不良而带来误动作；使用晶体管进行连接时，则需考虑晶体管本身电压、电流容量等因素，保系统可靠性。

设计变频器输入信号电路时还应该注意，当输入信号电路连接不当时也会造成变频器误动作。例如，当输入信号电路采用继电器等感性负载时，继电器开闭产生浪涌电流带来噪音有可能引起变频器误动作，应尽量避免。

当输入开关信号进入变频器时，会发生外部电源和变频器控制电源（DC24V）之间串扰。正确连接是利用PLC电源，将外部晶体管集电极二极管接到PLC。

2.变频器数值信号输入

变频器中也存一些数值型（如频率、电压等）指令信号输入，可分为数字输入和模拟输入两种。数字输入多采用变频器面板上键盘操作和串行接口来给定；模拟输入则接线端子由外部给定，通常0～10V/5V电压信号或0/4～20ｍＡ电流信号输入。接口电路因输入信号而异，必须变频器输入阻抗选择PLC输出模块。

当变频器和PLC电压信号范围不同时，如变频器输入信号为0～10V，而PLC输出电压信号范围为0～5V时；或PLC一侧输出信号电压范围为0～10V而变频器输入电压信号范围为0～5V时，变频器和晶体管允许电压、电流等因素限制，需用串联方式接入限流电阻及分压方式，以保证进行开闭时不**过PLC和变频器相应容量。此外，连线时还应注意将布线分开，保证主电路一侧噪音不传到控制电路。

通常变频器也接线端子向外部输出相应监测模拟信号。电信号范围通常为0～10V/5V及0/4～20ｍＡ电流信号。哪种情况，都应注意：PLC一侧输入阻抗大小要保证电路中电压和电流不**过电路允许值，以保系统可靠性和减少误差。另外，这些监测系统组成互不相同，有不清楚方应向厂家咨询。

另外，使用PLC进行顺序控制时，CPU进行数据处理需要时间，存一定时间延迟，故较精确控制时应予以考虑。变频器运行中会产生较强电磁干扰，为保证PLC不变频器主电路断路器及开关器件等产生噪音而出现故障，将变频器与PLC相连接时应该注意以下几点：

（1）对PLC本身应按规定接线标准和接条件进行接，应注意避免和变频器使用共同接线，且接时使二者尽可能分开。

（2）当电源条件不太好时，应PLC电源模块及输入/输出模块电源线上接入噪音滤波器和降低噪音用变压器等，另外，若有必要，变频器一侧也应采取相应措施。

（3）当把变频器和PLC安装于同一操作柜中时，应尽可能使与变频器有关电线和与PLC有关电线分开。

（4）使用屏蔽线和双绞线达到提高噪音干扰水平。

3.结束语

PLC和变频器连接应用时，二者涉及到用弱电控制强电，，应该注意连接时出现干扰，避免干扰造成变频器误动作，连接不当导致PLC或变频器损坏。

PLC输入信号，都是开关量，要么闭合，要么断开。

1.不能肯定说图中的传感器接线方式都是错误的。这跟传感器输出有关系，其中就有传感器的输出是开关量，可以直接作为PLC的输入。比如光电开关。
只要PLC电压电流在传感器允许范围内，就可以直接接上去。画图也可以这么画，没有错误。只不过那个开关不是手动操作的，是随被测量变化的。

2.如果你选用的传感器的输出是模拟量，或者是反馈信号，不能作为PLC的输入。那么就需要一个信号接收转换装置，把传感器输出信号转换为能被PLC识别的开关量。
比如你说的溶解氧含量，传感器输出的肯定是动态模拟量，这就需要一个接收装置，来进行分析，当输出**过定量时，就输出开或者关。这样才能被PLC识别。

3.一般来讲，为了保护PLC和传感器，并统一接口，方便接线。
都会在传感器输出端接转换装置，开关量输出的传感器就用继电器。模拟量输出的，就要用电子电路了。

综上，如果传感器有可能输出开关量，如液位传感器，你就可以直接接在PLC上，是不错误的。如果是动态模拟量，就画个框框，代表一个转换装置。
专业的做法是为全部的传感器都加一个转换装置，如果没有进一步要求，画个框框，注明一下就可以了。

引言
由PLC控制的某些系统，经常要测量各类模拟电压信号，以往通常用电压传感器进行采样，由PLC的模拟量扩展模块进行运算处理。电压传感器输出是模拟量，在电磁较强的环境中，容易出现较大的测量误差；同时，由于占用模拟量扩展模块宝贵的输入点（模拟量扩展模块价格接近中、小型PLC的价格，且输入点较少），使系统的性价比降低。当用电压/频率传感器进行采样，进而用PLC高速计数器计数，能较好地解决上述问题，V/F传感器输出是脉冲信号，该信号在电磁下变化较小；另外，该信号是数字量，可直接接入PLC高速计数器的输入点。下面以西门子SIMATCS7-00、CPU224和V/F传感器为例介绍测量模拟电压信号的方法。

2 高速计数器和V/F传感测量模拟电压信号的原理

CPU224有HSC0-HSC5共6个高速计数器，每个高速计数器都有多种工作模式以完成不同的功能，在使用一个高速计数器时，根据系统的控制需要，首先要给计数器选定一种工作模式，可用高速计数器定义指令HDEF来进行设置。只有定义了计数器和计数器模式，才能对计数器的动态参数进行编程。编程时，每个高速计数器只能使用一条HDEF指令。每个高速计数器都有一个控制字节，包括允许或禁止计数，计数方向的控制，要装入的计数器当前值和要装入的预置值。

V/F传感器把测量的模拟电压信号按着固定的比率转换成矩形脉冲信号，本例采用的电压/频率传感器，它的比率为20Hz/V。

下面以一台35kV级中、小容量变电所用直流电源为例，说明如何利用CPU224的高速计数器HSC1和V/F传感器（输入：DC0～500V电压，输出：0～10kHz脉冲）来测量控制母线电压。首先，V/F传感器将输入电压（控制母线电压）转换为矩形脉冲信号，再将此信号送入高速计数器HSC1的输入端，并累计脉冲数。通过设置定时中断0的间隔时间，来控制高速计数器累计脉冲的时间，当预置的间隔时间到后，根据累计脉冲数，计算出被测控制母线电压值，测量原 理 图 如 图1所 示 。

PLC高速计数器和电压/频率传感器测量模拟电压信号的方法 - liugangde2005 - 我的博客

图1 高速计数器测量V/F传感器脉冲电路

3 测量模拟电压信号的方法

3.1 硬件要求

需要使用设备 CPU224 1台

电压/频率传感器 1台

技术参数 供电电压 DC 24V

输 入 DC 0～500V

输出 方波，GND～24V

测量范围 0～500V→0～10kHz

比 率 20Hz/V

3.2 程序结构

主程序在**个扫描周期调用子程序SBR0

SBR0高速计数器和定时中断的初始化

INT0对高速计数器求值的定时中断程序

3.3 程序和注释

主程序在**个扫描周期调用初始化子程序SBR0，仅在**个扫描周期标志位SM0.1=1。由子程序SBR0实现初始化。

首先，把高速计数器HSC1的控制字节MB47置为16进制数FC，其含义是：正方向计数，可更新预置值（PV），可更新当前值（CV），HSC1。

然后，用定义指令HDEF把高速计数器HSC1设置成工作模式0，即没有复位或启动输入，也没有外部的方向选择。当前值SMD48复位为0，预置值SMD52置为FFFF（16进制）。定时中断0间隔时间SMB34置为100ms，中断程序0分配给定时中断0，并允许中断，用指令HSC1启动高速计数器。

每100ms调用一次中断程序0，读出高速计数器的数值后，将其置零。通过HSC1计数值及变换关系来求被测的控制母线电压值。本例中，采用参数为输入0～500V、输出0～10kHz的V/F传动器，100ms时间累计脉冲较多为1kHz，在中断程序中用乘法指令MUL将该计数值乘5，则100ms内较多脉冲累计数为1k×5=5kHz，从而实现显示值与10倍的真实电压值相对应，设经乘法指令运算后计数值为2200Hz，则实际电压值相应为220V。然后将经程序处理的计数值置入输出字节O，以便通过LED来显示被测的模拟电压值。高速计数器和V/F传感器测量模拟电压信号的主程序、子程序和中断程序如下所述。

主程序

LD SM0.1 //用初次扫描存储器位（SM0.1）调用执行初始化操作的子程序。由于采用这样的子程序调用，后续扫描不会再调用这个子程序，从而减少了扫描时间，也提供了一个结构优化的程序。

CALL SBR_0 //调用初始化子程序SBR_0

子程序

SBR0 SM0.0 //启动子程序0

LD SM0.0 //SM0.0总是1

MOVB 16＃FC，SMB47 //设置高速计数器HSC1控制字节：上升沿复位，上升沿启动，1X计数速率，正向计数，可改变方向，可更新PV（预置值），可CV（当前值），HSC1。

HDEF 1，0 //定义高速计数器，选用HSC1工作于模式0

MOVO 0，SM048 //HSC1当前值清0

MOVD 16＃FFFF，SMD52 //将预置值装入SMD52

MOVB 100，SMB34 //设置定时中断0间隔时间为100ms

ATCH 0，10 //中断连接指令，中断程序为INT_0，事件号为10

EN 1 //允许所有中断

HSC 1 //编程计数器SHC1，使设置生效

中断程序0

INT 0 //启动中断程序

LD SM0.0 //SM0 0总是1

MOVD HSC1，AC0 //把HSC1的计数值存入累加器AC0

MOVD AC0，VD100 //把计数值存入VD100

MOVD 0，SM048 //HSC1当前值清0

MOVB 16＃C0，SMB47 //重新设置HSC1控制字节：上升沿复位，上升沿启动，4X计数速率；反向计数，不改变计数方向，不更新PV，可更新CV，HSC1。

HSC 1 //启动高速计数器HSC1

MUL 5，VD100 //把HSC1的计数值乘以5

MOVB VB103，0 //在输出端Q0 0至Q0.7显示10倍被测控母电压值