PLC与变频器之间通过通信方式实施控制

在一些工厂中，经常会出现这样的情况，即通过 PLC和变频器控制某一台设备，而另一台通过 PLC和变频器控制的设备却不能同时运行。 如果要同时使用 PLC （或变频器）和另一台设备运行这两种技术，必须通过数据传输方式进行操作。

这种情况在现场很常见，特别是在大型、复杂的工业过程中，需要同时使用 PLC和变频器进行操作。 如果 PLC中没有数据传输协议，那么将很难实现数据互联互通；此外，如果没有数据交换协议，如果需要对某台设备进行控制时就需要使用其他设备的接口来实现控制。 因此在大型工业过程中，如何实现 PLC和变频器之间的数据互联互通也是一个很大的问题。本文将介绍采用串行通信方式进行连接的具体方法和原理及在实际工程项目中如何使用。

PLC和变频器之间连接方式

当两个控制系统通过通信方式相互控制时，即 PLC和变频器之间需要通过数据传输方式来实现通信。 PLC和变频器之间的通信是通过 PLC的串行通信口来进行的，但是，由于 PLC的体积较大，因此在实际工程项目中可以使用专用 PLC，也可以使用普通西门子小型 PLC。 PLC在其控制系统中有多种形式的通信方式，包括串行通信、并行协议、同步时钟等。 对于一般情况下采用并行数据传输方式进行通信，也就是在通讯时选择两种不同的通讯设备；其中（A）是指将两个通信设备各自独立地设置为工作状态，即当有一个设备工作时才进行通讯；（B）是指将两个设备设置为共享状态并分别使用；（C）是指设置不同的数据速率等来完成数据传输；（D）是指将两个设备设置为异步状态进行通讯。

串行通信的基本原理

串行通信主要有两种方式：一种是串行通信线路，另一种是点对点（LB）通信线路。 LB可以使用串行线或异步线来实现数据的传输，其中两条并行线分别连接到 A、 B两端。 串行线可以用来传输数据，也可以由其他设备使用（如 PLC）进行控制；异步线连接到 A、 B两端时就只能用来传输数据了。 LB使用点对点（LB）通信方式；而 LM （或 N）连接则主要是使用点对多点的串行通信方式来传输数据和控制设备上的设备。

PLC也可以读取变频器当前所设定的各种参数值。其通信过程是PLC先向变频器发送一个要求读取参数的指令，变频器则要回传给PLC一个信号（包含有要读取的参数值），存到PLC的指定存贮单元。PLC再进行处理。

变频器和 PLC间的接口通信

变频器和 PLC之间通过使用RS485总线进行通信，这种方法适用于连接 PLC和变频器的串行通信模块类型相同或相似的情况，即西门子S7-200系列S7-300、S7-400系列、SPT7系列 PLC都可以使用这种方式进行通信。 为了在使用这种方式连接 PLC和变频器时可以保证通信的安全性，所以使用了安全级别较高的 AES加密技术。 西门子在对变频器进行控制之前需要先经过一次加密，然后再对其进行控制，这样就可以有效地防止信息被窃取到其他地方。

变频器与 PLC及变频器间串行通信方法

变频器的串行通信与 PLC串行通信类似，但变频器与 PLC间的通信也要经过“转换”环节，在“转换”环节中，变频器间需要进行信息传输。 当两台 PLC连接后，由于 PLC是串行通信，所以当一家变频器接收到数据时就会向另一家发出数据。

通过改变连接的类型可实现通信。 从原理上来说，在进行数据传输前必须对 PLC和变频器之间的串行通信进行处理，其目的是为了让接收端知道传送过来的信息是什么。

运行状况监控是把变频器当成电流，电压，运行频率，正反转等各种运行状况送到PLC进行处理喝显示。其通信过程是，PLC首先要向变频器发送一个要求读取运行状态的指令信号。然后变频器回传给PLC一个信号（包含有要读取运行状态的值），存到PLC的指定存储单元，PLC再把这些存储单元的内容（即运行状况参数）进行处理或送到触摸屏上显示出来。

在实际的工程项目中，需要使用 PLC和变频器控制某台设备，因此在 PLC和变频器之间，一般会采用串行通信方式进行连接。

在变频器跟PLC连接过程中，会遇到电压信号范围的不同，就算连接好了也不好使。举个例子，变频器的输入信号端子接的是0-10V电压信号，此时PLC输出信号又是0-5V，或者两者反之。

那就要考虑用串联方式用限流电阻以及分压，目的，保证整个系统在运行时不超过变频器和PLC的相应容量。

变频器不仅能接受模拟量和开关量信号以及数字量信号，还能向外通过接线端子发送相应的模拟量监测信号。

利用PLC的开关量输出控制变频器。PLC的开关输出量一般可以与变频器的开关量输入端直接相连。这种控制方式的接线简单，抗干扰能力强。利用PLC的开关量输出可以控制变频器的启动／停止、正／反转、点动、转速和加减时间等，能实现较为复杂的控制要求，但只能有级调速。使用继电器触点进行连接时，有时存在因接触不良而误操作现象。使用晶体管进行连接时，则需要考虑晶体管自身的电压、电流容量等因素，保证系统的可靠性。另外，在设计变频器的输入信号电路时，还应该注意到输入信号电路连接不当，有时也会造成变频器的误动作。例如，当输入信号电路采用继电器等感性负载，继电器开闭时，产生的浪涌电流带来的噪声有可能引起变频器的误动作，应尽量避免。