一、導(dǎo)讀

今天本篇文章通過對變頻器的控制來分享模擬量如何使用。變頻器調(diào)速主要是控制變頻器輸出電源的頻率，變頻器頻率的控制方式主要有變頻器操作面板給定方式、變頻器上的端子控制方式（多段速）、通過通信的方式（如PLC與變頻器的Modbus通信）、外部電位器方式（PLC可以輸出模擬量信號到變頻器）等多種方式，相對來說模擬量調(diào)速方式較為簡單，且相比于多段速來說具有更廣的速度調(diào)節(jié)范圍，下面我們通過一個簡單案例來說清楚PLC如何通過模擬量輸出對變頻器調(diào)速。

二、案例描述

【案例】當溫度大于60度時，變頻器以45HZ的頻率運行，當溫度在40~60度時，變頻器以30HZ運行。當文檔小于30度時，變頻器以20HZ頻率運行，溫度傳感器輸出信號為0到10V，檢測溫度為0到150度,變頻器頻率通過模擬量給定，信號為0到10V

三、 案例分析

根據(jù)案例要求描述，通過采集到的溫度大小來決定給定變頻器運行頻率的多少，所以在PLC的硬件選配上，需要有一路模擬量的輸入和一路模擬的輸出，因此在本項目中我們選擇一個西門子S7-200SMART（ST20）的PLC和一個AM03（2AI/1AO）的模擬量輸出模塊。

溫度采集

通過溫度傳感器實現(xiàn)溫度的采集，溫度傳感器輸出信號0~10V ，檢測溫度范圍0~150度，模擬量輸入通道對溫度檢測傳感器輸出的信號0到10V進行離散化處理為0到27648的數(shù)字量存儲到模擬量輸入通道地址中（如AIW16），因此實際對應(yīng)關(guān)系為0~27648對應(yīng)0~150度，然后使用西門子提供的模擬量換算庫指令，S_ITR指令，可換算出實際溫度值，程序如下所示：

變頻器頻率控制

變頻器的頻率需要通過模擬量輸出來控制，通過對變頻器的參數(shù)設(shè)置，可設(shè)置模擬量信號0到10V對應(yīng)變頻器的頻率為0到50HZ（或其他上下限頻率也可），模擬量輸出通道作用可以把給入到模擬量輸入通道地址中（如AQW16）的0到27648的數(shù)值，轉(zhuǎn)換為0到10V的信號由模擬量模塊輸出通道輸出到變頻器的模擬量信號接收到。變頻器根據(jù)模擬量信號輸入端接收到的電壓信號大小來決定變頻器當前要運行的頻率。所以最終設(shè)定一個0~50HZ范圍的頻率，通過PLC程序換算為0~27648的數(shù)字量。可通過西門子的模擬量換算庫中的指令S_RTI來完成換算。

四、案例的實施

接線描述

本案例中接線圖如下所示，變頻器的運行命令由變頻器的面板來實現(xiàn)啟停控制，運行頻率通過模擬量的輸出信號進行給定。

參數(shù)設(shè)置

變頻器參數(shù)主要設(shè)置變頻器的頻率給定方式，運行命令的給定方式，模擬輸入信號的類型及標定等等，根據(jù)變頻器的說明書進行參數(shù)設(shè)置，本案例中變頻器為海普蒙特的HD09變頻器，參數(shù)設(shè)置如下所示：

控制程序設(shè)計

首先，在PLC的系統(tǒng)塊中對輸入和輸出通道進行組態(tài)，輸入通道組態(tài)為信號類型為電壓，范圍為±10V的輸入信號，輸出通道同樣把輸出信號類型組態(tài)為電壓輸出（0到10V），組態(tài)完后編寫控制程序，這里把整個電機控制作為一個帶參數(shù)的子程序來實現(xiàn)。新建一個子程序，命名為“Drive_Control”，并定義該子程序的接口區(qū)，如下所示

使用接口區(qū)定義的形參編寫程序，程序如下所示：

在主程序中調(diào)用Drive_Control子程序，并對該子程序的形式參數(shù)賦實參，程序如下