PLC如何通过模拟量输出对变频器调速

来源：跟我学PLC吧

一、导读

今天本篇文章通过对变频器的控制来分享模拟量如何使用。变频器调速主要是控制变频器输出电源的频率，变频器频率的控制方式主要有变频器操作面板给定方式、变频器上的端子控制方式（多段速）、通过通信的方式（如PLC与变频器的Modbus通信）、外部电位器方式（PLC可以输出模拟量信号到变频器）等多种方式，相对来说模拟量调速方式较为简单，且相比于多段速来说具有更广的速度调节范围，下面我们通过一个简单案例来说清楚PLC如何通过模拟量输出对变频器调速。

二、案例描述

【案例】当温度大于60度时，变频器以45HZ的频率运行，当温度在40~60度时，变频器以30HZ运行。当文档小于30度时，变频器以20HZ频率运行，温度传感器输出信号为0到10V，检测温度为0到150度,变频器频率通过模拟量给定，信号为0到10V

三、 案例分析

根据案例要求描述，通过采集到的温度大小来决定给定变频器运行频率的多少，所以在PLC的硬件选配上，需要有一路模拟量的输入和一路模拟的输出，因此在本项目中我们选择一个西门子S7-200SMART（ST20）的PLC和一个AM03（2AI/1AO）的模拟量输出模块。

温度采集

通过温度传感器实现温度的采集，温度传感器输出信号0~10V ，检测温度范围0~150度，模拟量输入通道对温度检测传感器输出的信号0到10V进行离散化处理为0到27648的数字量存储到模拟量输入通道地址中（如AIW16），因此实际对应关系为0~27648对应0~150度，然后使用西门子提供的模拟量换算库指令，S_ITR指令，可换算出实际温度值，程序如下所示：

变频器频率控制

变频器的频率需要通过模拟量输出来控制，通过对变频器的参数设置，可设置模拟量信号0到10V对应变频器的频率为0到50HZ（或其他上下限频率也可），模拟量输出通道作用可以把给入到模拟量输入通道地址中（如AQW16）的0到27648的数值，转换为0到10V的信号由模拟量模块输出通道输出到变频器的模拟量信号接收到。变频器根据模拟量信号输入端接收到的电压信号大小来决定变频器当前要运行的频率。所以最终设定一个0~50HZ范围的频率，通过PLC程序换算为0~27648的数字量。可通过西门子的模拟量换算库中的指令S_RTI来完成换算。

四、案例的实施

接线描述

本案例中接线图如下所示，变频器的运行命令由变频器的面板来实现启停控制，运行频率通过模拟量的输出信号进行给定。

参数设置

变频器参数主要设置变频器的频率给定方式，运行命令的给定方式，模拟输入信号的类型及标定等等，根据变频器的说明书进行参数设置，本案例中变频器为海普蒙特的HD09变频器，参数设置如下所示：

控制程序设计

首先，在PLC的系统块中对输入和输出通道进行组态，输入通道组态为信号类型为电压，范围为±10V的输入信号，输出通道同样把输出信号类型组态为电压输出（0到10V），组态完后编写控制程序，这里把整个电机控制作为一个带参数的子程序来实现。新建一个子程序，命名为“Drive_Control”，并定义该子程序的接口区，如下所示

使用接口区定义的形参编写程序，程序如下所示：

在主程序中调用Drive_Control子程序，并对该子程序的形式参数赋实参，程序如下