0 引言
在工业生产系统的动力装置中，交流异步电动机已占有90％以上的份额。根据交流异步电动机转速的理论公式n=60f(1-s)/P可知，如果能够连续地改变电动机的电源频率，从而就可以连续地改变其同步转速，则电动机的转速就可以在一个较宽的范围内连续地改变。从实现原理上考虑，变频器是一种很简便的方法；从调速特性上看，变频调速的任何一个速度段都接近自然机械特性，调速性能好；如果有一个可变频率的交流电源。则可以实现连续的调速，平滑性能好；同时由于其调速方式是通过改变电动机的定子电源实现的，可以适用于应用范围极广的鼠笼式电动机。在工业自动化控制系统中，最为常见的是可编程控制器(programable logic eontroller，PLC)和变频器的组合应用，并且产生了多种多样的PLC控制变频器的方法。
1 通信方法与硬件安装
我院在PLC教学实践中，采用的是一种非常简便的三菱FX系列PLC通信方式和开关量控制变频器的方法。
在PLC主机上安装一块RS-485通信板或挂接一块RS-485通信模块，在PLC的面板下嵌入一块造价仅仅数百元的“功能扩展存储盒”，编写4条极其简单的PLC梯形图指令，即可实现8台变频器参数的读取、写入、各种运行的监视和控制，通信距离可达50或500 m。PLC与变频器之间采用主从方式进行通信，PLC为主机，变频器为从机。一个网络中只有一台主机，主机通过站号区分不同的从机。它们采用半双工双向通信，从机只有在收到主机的读写命令后才发送数据.
硬件安装方法如下：
(1)用网线专用压接钳将电缆的一头和RJ45水晶头进行压接，另一头连接FX2N-485-BD通信模板，未使用的2个P5S端头不接。
(2)揭开PLC主机左边的面板盖，将FX2N-485-BD通信模板和FX2N-ROM-E1功能扩展存储器安装后盖上面板。
(3)将RJ45电缆分别连接变频器的PU口，网络末端变频器的接受信号端RDA和RDB之间连接一只100 Q终端电阻，以消除由于信号传送速度、传递距离等原因有可能受到反射的影响而造成的通信障碍。
2 多功能端子的定义
用参数预置多段运行速度(Pr.4~-Pr.6，Pr.24~Pr.27)，用变频器控制端子进行切换。多段速度控制只在外部运行模式或组合运行模式(Pr.79=3，4)中有效。三菱变频器可通过接通、关断控制端子RH、RM、RL和REX来选择多种速度。其中，REX在三菱FR—A540系列变频器的控制端子中并不存在，但根据三菱多功能端子的选择方法可以用Pr.60~Pr.63来定义某控制端子为REX端子H1。
由上述三菱FR-A540系列变频器的控制端子功能选择可知：如果将STR端子定义为REX端子，就可设Pr.63=8，这样可选择出15段速度；如果不使用REX，就可通过RH、RM、RL的通断最多可选择出7段速度。如分别设置速度1-速度7的各段速度参数为50Hz、30Hz、10 Hz、15Hz、40Hz、35Hz、12Hz，按图1(a)或(b)变频器7段转速接线所示。在外部运行模式或组合运行模式下，合上STF开关，电动机按速度I运行；同时合上RH、RL开关，按速度5运行等等。
3 7段速的PLC控制接线图
通过以上已知的7段速控制端子是RH、RM、RL、REX。用手选择它们的接通或断开，就可以选择不同的转速；但这样操作太麻烦了。现在改用PLC的输出来控制上述端子的接通和断开，实现7段速度的运行。PLC(MR型或MT型)的输出点、COM点直接与变频器的STF(正转启动)、RH(高速)、RM(中速)、RL(低速)、输入端SG等端口分别相连。PLC可以通过程序控制变频器的启动、停止，复位；也可以控制变频器高速、中速、低速端子的不同组合实现多段速度运行。
4 7段速的PLC程序梯形图
变频器在PU运行状态下，分别设置速度1—7的各段速度参数为10 Hz、20 Hz、30 Hz、40 Hz、50 Hz、45 Hz、25 Hz。再按变频器7段速PLC程序梯形图，将程序输入PLC。
5 7段速设定表
进行PLC输出控制7段速端子，然后再进行PLC控制编程及接线调试运行。变频器在EXT运行状态下，依次拨动开关X1—X7，观察输出频率的变化，如果与以上变频器7段转速控制图一致，就可接上电动机(如图3所示)，按下断路器QF，观察电动机实际转速变化。
6 有关15段速的附加说明
如果要想得到15段转速的话，将图1(a)中的STF改为STR(Pr.63=8)即可；再设后8段Pr.80-Pr.87的参数为20 Hz、28 Hz、16 Hz、32 Hz、22 Hz、45 Hz、12 Hz、42 Hz。
7 结语
本文运用三菱PLC技术，完成了PLC控制变频器7段速的编程方法和接线方法的设计。实验结果表明，电动机的运行速度变化和所设计的7段转速原理图一致。但是，由于它是采用开关量来实施控制的，其调速曲线不是一条连续平滑的曲线，故无法实现精细的速度调节。如果要实现平滑调速，就要采用模拟量来实施控制，本文由于篇幅的原因省略之。
(审核编辑: 智汇张瑜)
