『PLC在变频调速中的应用三』变频器多段速调速、PNP与NPN接线
原创2017-08-27认真PLC技术支持
本系列共分四节：
变频器的基本知识
变频器面板调速
变频器多段速
模拟量无极调速
把PLC与变频器在调速方面的应用基本都介绍了，本系列主要以西门子S7-200系列PLC与MM440变频器为主。
本篇是系列第三讲：多段速
多段速在变频器控制中是应用比较广泛的一种调速方式。
本文知识点包括接线图、变频器参数、程序，有条件的可以边看边做实验。
PLC技术是一门实践性技术，多动手多思考进步才快。
用操作面板手动调速比较简单，面板调速不易实现自动控制。
变频器常见的控制方式是，通过端子调整变频器运行模式，本文通过对多段速的应用，介绍端子控制模式。
1、继电器输出型PLC控制多段速
例子：
用一台继电器输出型CPU，控制一台MM440变频器。
当按下按钮SB1时，电机以5Hz的频率正转。
当按下按钮SB2时，电机以15Hz的频率正转。
当按下按钮SB3时，电机以15Hz的频率反转。
当按下按钮SB4时，电机停止运行。
电动机的技术参数，功率0.06KW、额定转1430r/min、额定电压380V、额定电流0.35A、额定频率50Hz。
设计方案并编写程序。
1.1、主要的软件和硬件配置
①软件：STEP 7 MicroWIN V4.0 。
②硬件：变频器MM440一台。
③硬件：CPU226CN一台。
④硬件：三相异步电动机一台。
⑤硬件：编程电缆一根。
电气接线图如下
1.2、变频器参数设置
根据上图所示设定为：当端子DIN1接通时对应一个频率，当端子DIN1和DIN2同时接通时对应一个频率，当端子DIN3接通时为反转，断开时为正转。
变频器参数较多也比较灵活，当熟悉了参数后可根据自己的工艺随
时调整。
本例各个端子功能就根据以上设定。
根据以上配置设定如下参数：
P0003=2：专家级
P0010=1：修改电机参数
P0304=380：额定电压
P0305=0.35：额定电流
P0307=0.06：额定功率
P0310=50：额定频率
P0311=1430：额定转速
P1000=3：频率源为固定频率
P1080=0：电动机最小频率
P1082=0：电动机最大频率
P1120=10：加速时间：10s
P1121=10：减速时间：10s
P0700=2：命令源为端子输入
P0701=16：固定频率设定值 (直接选择 + ON 命令)
P0702=17：固定频率设定值 (直接选择 + ON 命令)
P0703=12：反转
P1001=5：固定频率1
P1001=10：固定频率2
P0010=0：运行时为0
当Q0.0为1时变频器DIN1接通，电动机以5Hz（固定频率1）的频率运行，固定频率1的设定值在P1001中；
当Q0.0和Q0.1同时为1时变频器DIN1和DIN2接通，电动机以15Hz（固定频率1+固定频率2）的频率运行，固定频率2的设定值在P1002中。
修改参数P0701，对应数字输入DIN1的功能；
修改参数P0702，对应数字输入DIN2的功能；以此类推。
当只需要10Hz时只接通DIN2，即固定频率2。
DIN1与DIN2同时接通时频率值为固定频率1+固定频率2，这点需
要特别注意。
当相加值超过50Hz时以50Hz的频率运行。
1.3、PLC程序设计
多段速的关键在变频器参数的调整，程序就比较简单了。
不管是什么类型或品牌的PLC，只要是继电器输出电路，都可以参考上图。
一般在设计电路时，根据可靠性要求可增加三个中间继电器如下图所示。
2、PLC输出类型为PNP或NPN时的电路设计
2.1、PLC输出类型为PNP的电路
西门子S7-200系列的PLC大多为PNP输出类型，MM440变频器默认的是PNP 输入，因此电路可以兼容。
当PLC的输出类型为PNP时的控制电路如下图所示：
说明：上图可以看出Q0.0输出的其实就是DC 24V信号，并且PLC与变频器有共同的0V，所以当Q0.0输出时，就等同于DIN1与变频器9号端子（24V）接通。
其他Q点与Q0.0相同。
PLC为晶体管输出类型时，PLC的1M端子必须与变频器的0V短接，
否则不能形成回路。
可以根据电流的流向分析。
1.2、PLC输出类型为NPN的电路
日系PLC晶体管输出类型多为NPN型，如三菱的FX系列。
而MM440变频器默认的是PNP输入，这样电路显然不匹配。
西门子为了适应控制需要可以通过参数P0725修改输入类型，只需要把P0725的值修改为1即可，默认情况为0。
这样电路就相互匹配了。
当PLC的输出类型为NPN时的控制电路如下图所示：
电路大家可以自行分析一下
P0725的具体说明如下图所示：
关于PNP与NPN不明白的最好搜索一下相关知识，彻底搞明白。
理解两种电路电流的流向，对于以后分析问题很有帮助。
MM440系列变频器是，通过参数更改来调节两种输入类型，日系和一些国产变频器，是通过外部跳线实现的，可以通过查看相关说明书获取如何跳线。
接线前一定要搞明白，做工控切记不可“差不多”，差不多先生有时候害的不仅仅是自己。