西门子1200PLC使用模拟量，控制MM440变频器的频率，简单又实用

西门子MICROMASTER 440 变频器适用于各种变速驱动装置。具有很强的灵活性，可以在各行业中使用。具有强大的定位控制功能，具有更高的技术性能和更快的动态响应，所以广泛应用于吊车和起重系统、立体仓储系统、食品、饮料和烟草工业以及包装工业的定位控制。

西门子MM440变频器具有多种接口，满足不同控制需求。

6路带隔离的数字输入接口，可切换NPN/PNP接线方式2路模拟量输入接口，模拟量输入1（AIN1）可以连接0-10V，0-20mA和-10V-+10V的模拟量信号输入；模拟量输入2(AIN2)可以连接0-10V，0-20mA的模拟量信号输入3个多功能继电器输出接口，用来输出变频报警信号等两个模拟量输出接口（0~20mA），并可以作为第7和第8个数字输入

本文章主要介绍基于西门子1200PLC的模拟量输出，调节变频器MM440的输出频率，达到调速的目的。

一、硬件接线

1、 选用变频器的数字输入5作为正向启动命令，模拟量输入2接收PLC发出的模拟量值，多功能继电器输出变频器报警。西门子1200 PLC使用CPU自带的第二路模拟量输出（0-20mA），Q0.0作为变频器正转启动输出点。

2、 根据PLC的模拟量输出信号，设置变频器模拟量输入2为单极电流输入模式0-20mA

二、参数设置

1、 变频器操作面板布局

2、 主要参数设置表

3、 三相异步电机相关参数，在电机铭牌上可以查看

4、 变频器快速调试

通过设置电机参数和变频器的命令源及频率给定源，从而达到简单快速运转电机的一种操作模式，根据以下步骤完成快速调试。

5、 设置在快速调试中没有设置的其它参数

P0756[1]=2，模拟量输入2的输入信号类型为单极电流输入0-20mA P0701=2，第5个输入端子的功能，接通正转，断开停止

三、PLC编程和程序测试

1、 PLC模拟量输出值和变频器频率之间的换算，PLC模拟量满量程输出最大值为27648，对应变频器频率50Hz，电机的额定转速为1200rmp。电机设定值和模拟量输出两者之间呈线性关系。

2、 变频器启停控制程序，这里采用起保停控制。

3、 主程序中调用函数块，分配相关变量

4、 触摸屏组态，添加“启动”、“停止”按钮，控制电机的启停。添加“运行中”状态显示运行状态。转速输入框，设置电机转速。

5、 触摸屏上输入电机转速设定值，最大值1200rpm，查看PLC程序计算模拟量输出值。

6、 按下触摸屏上“启动”按钮，控制变频器正转启动运行，“运行中”组态变成绿色。点击“停止”按钮，停止运行。

7、 运行过程中可以修改电机转速设定值。

通过模拟量控制方式对变频器频率进行调节，是比较简单方便的控制方式，无须增加硬件成本，就可以实现输出频率实时的更改。但是要注意，PLC的模拟量输出方式（电流/电压）需要与变频器端输入一致，相对应的变频器参数也要做对应的修改，才能成功实现所需要的功能。

PLC中开关量、模拟量、脉冲量的编程算法

PLC中无非就是三大量：开关量、模拟量、脉冲量。只在搞清楚三者之间的关系，你就能熟练的掌握PLC了。

PLC编程算法(一)

1、 开关量 也称逻辑量，指仅有两个取值，0或1、ON或OFF。它是最常用的控制，对它进行控制是PLC的优势，也是PLC最基本的应用。

开关量控制的目的是，根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序，使PLC产生相应的开关量输出，以使系统能按一定的顺序工作。所以，有时也称其为顺序控制。

而顺序控制又分为手动、半自动或自动。而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。

2、 模拟量 是指一些连续变化的物理量，如电压、电流、压力、速度、流量等。

PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的，可方便及可靠地用于开关量控制。由于模拟量可转换成数字量，数字量只是多位的开关量，故经转换后的模拟量，PLC也完全可以可靠的进行处理控制。

由于连续的生产过程常有模拟量，所以模拟量控制有时也称过程控制。

模拟量多是非电量，而PLC只能处理数字量、电量。所有要实现它们之间的转换要有传感器，把模拟量转换成数电量。如果这一电量不是标准的，还要经过变送器，把非标准的电量变成标准的电信号，如4—20mA、1—5V、0—10V等等。

同时还要有模拟量输入单元(A/D)，把这些标准的电信号变换成数字信号;模拟量输出单元(D/A)，以把PLC处理后的数字量变换成模拟量——标准的电信号。

所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。例如：

PLC模拟单元的分辨率是1/32767，对应的标准电量是0—10V，所要检测的是温度值0—100℃。那么0—32767对应0—100℃的温度值。然后计算出1℃所对应的数字量是327.67。如果想把温度值精确到0.1℃，把327.67/10即可。

模拟量控制包括：反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。这些都是PLC内部数字量的计算过程。

3、 脉冲量 是其取值总是不断的在0(低电平)和1(高电平)之间交替变化的数字量。每秒钟脉冲交替变化的次数称为频率。

PLC脉冲量的控制目的主要是位置控制、运动控制、轨迹控制等。例如：脉冲数在角度控制中的应用。步进电机驱动器的细分是每圈10000，要求步进电机旋转90度。那么所要动作的脉冲数值=10000/(360/90)=2500。

PLC编程算法(二)——模拟量的计算

1、-10—10V。-10V—10V的电压时，在6000分辨率时被转换为F448—0BB8Hex(-3000—3000);12000分辨率时被转换为E890—1770Hex(-6000—6000)。

2、0—10V。0—10V的电压时，在12000分辨率时被转换为0—1770Hex(0—6000);12000分辨率时被转换为0—2EE0Hex(0—12000)。

3、0—20mA。0—20mA的电流时，在6000分辨率时被转换为0—1770Hex(0—6000);12000分辨率时被转换为0—2EE0Hex(0—12000)。

4、4—20mA。4—20mA的电流时，在6000分辨率时被转换为0—1770Hex(0—6000);12000分辨率时被转换为0—2EE0Hex(0—12000)。

以上仅做简单的介绍，不同的PLC有不同的分辨率，并且您所测量物理量实现的量程不一样。计算结果可能有一定的差异。

注：模拟输入的配线的要求

1、使用屏蔽双绞线，但不连接屏蔽层。

2、当一个输入不使用的时候，将V IN 和COM端子短接。

3、模拟信号线与电源线隔离 (AC 电源线，高压线等)。

4、当电源线上有干扰时，在输入部分和电源单元之间安装一个虑波器。

5、确认正确的接线后，首先给CPU单元上电，然后再给负载上电。

6、断电时先切断负载的电源，然后再切断CPU的电源。

PLC编程算法(三)——脉冲量的计算

脉冲量的控制多用于步进电机、伺服电机的角度控制、距离控制、位置控制等。以下是以步进电机为例来说明各控制方式。（机械工业出版社E视界，ID:cmp_dgdz1）

1、 步进电机的角度控制。首先要明确步进电机的细分数，然后确定步进电机转一圈所需要的总脉冲数。计算“角度百分比=设定角度/360°(即一圈)”“角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*角度百分比。”

公式为：角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*(设定角度/360°)。

2、 步进电机的距离控制。首先明确步进电机转一圈所需要的总脉冲数。然后确定步进电机滚轮直径，计算滚轮周长。计算每一脉冲运行距离。最后计算设定距离所要运行的脉冲数。

公式为：设定距离脉冲数=设定距离/[(滚轮直径*3.14)/一圈总脉冲数]

3、 步进电机的位置控制就是角度控制与距离控制的综合。

以上只是简单的分析步进电机的控制方式，可能与实际有出入，仅供各位同仁参考。

伺服电机的动作与步进电机的一样，但要考虑伺服电机的内部电子齿轮比与伺服电机的减速比。

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