变频器应用技术 课件 4.1.1PLC与变频器的数字量控制运行

4.1.1PLC与变频器的数字量控制运行

目录施耐德M241系列PLCPLC的数字量输入/输出接口PLC的数字量输入/输出接口电路接线PLC与变频器的接线PLC程序编写及调试核心概念变频器控制系统——变频器控制系统是通过PLC及其接口模块与变频器共同组成的系统，通过PLC的数字量、模拟量、通信等信号接口控制变频器的运转。变频器数字量I/O控制——变频器数字量I/O控制是指变频器通过数字输入端子接受PLC输出的数字量控制信号，从而实现起动、停止、正反转、多段速度等驱动要求的控制方式。施耐德M241系列PLC简介基本知识——施耐德M241系列PLC简介

M241系列PLC是施耐德电气在离散制造领域主推的高性能PLC，该PLC除了具有常规的逻辑控制功能外，还内置了丰富的现场总线接口和以太网接口，支持Modbus、CANopen、Ethernet/IP等多种通信协议根据I/O点数的不同，M241系列PLC有24点和40点两种模块类型。根据输出类型，又有继电器输出型和晶体管输出型两种类型，继电器输出（R）为无源输出，PLC所驱动的执行元件的电流不是PLC输出的，而是根据执行元件的特性由单独的电源供电；晶体管输出（T/U）为有源输出，PLC所驱动的执行元件的电流由PLC提供，所以PLC的输出与执行元件的输出特性必须一致。基本知识——施耐德M241系列PLC简介

TM241CEC24T紧凑型PLC技术特性24V直流电源供电；具有14点输入和10点晶体管输出；内置2个串行通信端口、1个以太网端口、1个CANopen通信端口。编号名称功能1运行/停止切换开关PLC运行/停止2SD卡插槽插入SD

卡向PLC写入程序、文件等3电池座安装纽扣电池，用于保持实时时钟4扩展板插槽用于TMC4扩展板5I/O状态指示灯LED所有I/O点的状态指示灯6USBMini-B编程接口用于编程PC的终端连接7安装卡件适用于35mm标准导轨的卡件8晶体管输出端子输出端子，可插拔端子块，螺钉接线9CANopen线路端接开关CANopen终端电阻开关10电源接口DC24V电源接线端子基本知识——施耐德M241系列PLC简介

TM241CEC24TPLC外部硬件名称和功能编号名称功能11CANopen端口CANopen接线端子12以太网端口用于连接以太网或编程PC13状态LEDPLC状态指示灯14TM4总线连接器用于TM4扩展模块15串行线路端口1RJ45，用于RS232或RS485串行通信16串行线路端口2螺钉端子，用于RS485串行通信17嵌入式数字量输入端子嵌入式数字量输入端子，可插拔端子块，螺钉接线18TM3/TM2总线连接器用于TM3或TM2扩展模块19护盖前端插槽的护盖20锁钩护盖上锁基本知识——施耐德M241系列PLC简介

TM241CEC24TPLC外部硬件名称和功能2.

PLC的数字量输入/输出接口基本知识——PLC的数字量输入/输出接口

数字量输入接口

数字量输入DI是数字量信号进入PLC的通道。TM241CEC24T/UPLC具有6个常规输入（I8~I13）和8个高速输入（I0~I7）8个高速输入（输入200kHz以下脉冲信号）6个常规输入（输入1kHz以下数字量信号）基本知识——PLC的数字量输入/输出接口

继电器输出接口的额定电压为DC24V或AC240V，额定输出电流2A；晶体管输出接口的额定电压为DC24V，额定输出电流0.5A。M241CEC24TPLC具有4路高速输出（Q0~Q3）和6路常规输出（Q4~Q9）数字量输出接口

4路高速输出6路常规输出3.

PLC的数字量输入/输出接口电路接线基本知识——PLC的数字量输入/输出接口电路接线

漏型输入接线方式：全部输入信号的外部公共端汇总到外部电源的正极，PLC输入公共端即COM端接电源负极的输入形式，又称为正逻辑输入。源型输入接线方式：全部输入信号的外部公共端汇总到外部电源的负极，PLC输入公共端即COM端接电源正极的输入形式，又称为负逻辑输入。注意：关于PLC漏型或源型输入，不同品牌的定义可能是相反的。输入接线方式

TM241CEC24T输入接口接线示意图A——漏型输入B——源型输入M241系列PLC输入接口电路为漏型/源型的兼容设计，也称为混合型输入。其公共端既可以接外部电源正极（源型输入）也可以接外部电源负极（漏型输入）。混合型输入的设计使PLC能够兼容多种类型的输入元件。输入接线方式

基本知识——PLC的数字量输入/输出接口电路接线

源型输出为PNP型晶体管输出（高电平输出，正逻辑），输出触点闭合时电流从PLC的输出点流出。漏型输出为NPN型晶体管输出（低电平输出，负逻辑），输出触点闭合时电流从PLC的输出点流入。注意：PLC的输出有继电器和晶体管输出之分，继电器输出触点是无源触点，接线相对简单；而晶体管输出的接线则需要根据所驱动元件的性质选择漏型或源型输出。输出接线方式

基本知识——PLC的数字量输入/输出接口电路接线

输出接线方式

TM241CEC24R输出接线基本知识——PLC的数字量输入/输出接口电路接线

TM241CEC24T输出接线（源型）输出接线方式

TM241CEC24T输出接线（漏型）基本知识——PLC的数字量输入/输出接口电路接线

操作训练——PLC与变频器的接线

要求：TM241CEC24TPLC控制ATV340U07N4E变频器实现3段速度正运行分析：由于TM241CEC24TPLC是源型晶体管输出，工作时其输出电流将从输出点流出后流入变频器的输入端，因此ATV340U07N4E变频器的数字量输入应选择外部电源源型接法。SRC（源型）位置

分配TM241CEC24TPLC的输出端子Q1和Q2接变频器数字量输入端子DI3和DI5，用于3段速度选择。

I/O地址分配表输入地址连接设备作用输出地址连接设备作用I0SB1停止按钮（NC）Q0变频器DI1端子变频器起动I1SB2起动按钮（NO）Q1变频器DI3端子变频器2段速端子I2S1速度选择开关Q2变频器DI5端子变频器4段速端子I3S2速度选择开关\\\操作训练——PLC与变频器的接线

设置变频器参数（设3段速度分别为40Hz、50Hz和60Hz）

变频器参数设置表菜单参数设置“简单启动”SYS-“2/3线控制”tCC2线控制“完整设置”CSt-→“命令和给定”CrP-“控制方式”CHCF隔离通道“完整设置”CSt-→“通用功能”→“预设速度”PSS-“2个预设频率”PS2DI3“4个预设频率”PS4DI5“预设速度2”SP240“预设速度3”SP350“预设速度4”SP460操作训练——PLC与变频器的接线

根据I/O分配表绘制电气原理图表43变频器参数设置表操作训练——PLC与变频器的接线

操作训练——PLC程序编写及调试

操作准备1.AV340U07N4E变频器一1台，VW3A1113型显示终端1台，变频器主电路已连接完毕，安全停止电路已连接完毕；2.具有24V输出的开关电源1台，开关电源已连接供电电源；3.TM241CEC24TPLC1台；4.按钮4只（自保持按钮2个，自复位按钮2个）、导线若干、螺丝刀1把；5.安装EcoStruxureMachineExpert（简称ESME）编程软件的计算机1台。检查电路检查电源接线，设备总电源以及变频器主电路和开关电源的空气开关应位于断开位置；检查安全停止电路接线；将变频器数字输入方式选择开关置于SRC（源型）位置后扣上VW3A1113型显示终端。操作训练——PLC程序编写及调试

观察并找出变频器及PLC数字量接口端子变频器DI1~DI5/DQ1/DQ2/DISUP/24V、0V端子PLCI1~I3/COM0/Q0~Q4/V0+、V0-端子操作训练——PLC程序编写及调试

接线1.连接PLC与转换开关2.连接PLC与变频器，检查接线有无漏接、错接、短路等操作训练——PLC程序编写及调试

编写程序启动ESME编程软件，新建工程，在新建项目窗口“控制器”选择框中选择“TM241CECT”，“SR_Main的语言”选择“梯形逻辑图（LD）”；操作训练——PLC程序编写及调试

2.打开“应用程序树”，双击打开“Application”下的“SR_Main（PRG）”，进入程序编辑窗口；编写程序操作训练——PLC程序编写及调试

3.编写手动多段速运行程序

编写程序操作训练——PLC程序编写及调试

调试运行1.连接PLC与计算机注意：M241系列PLC可以选择网络连接和USB接口连接，这里选择USB连接，如需使用网络连接，可参考使用手册。操作训练——PLC程序编写及调试

2.登录下载程序点击“在线”→“登录到”或按下“Alt+F8”登陆，点击“下载”将程序下载到PLC；按“F5”使PLC运行。

调试运行操作训练——PLC程序编写及调试

3.联机运行（1）按下启动按钮SB2，变频器起动；（2）闭合开关S1，变频器按照40Hz频率运行；断开S1，变频器速度减为0；（3）闭合开关S2，变频器按照50Hz频率运行；断开S2，