「案例」手把手教你200SMART端子与模拟量控制变频器

在实际的工业控制应用中，使用PLC的模拟量功能，实现对电机运行速度的调节也较为常见。

今天给大家分享一个简单的案例：通过PLC的输出端子实现对变频器的运行命令控制，通过PLC的模拟量输出信号来实现对变频器运行频率的调节，这里选择西门子S7-200SMART系列的PLC和台达VFD-M系列的变频。

下面我们从接线、变频器参数设置、PLC控制程序的设计等几个方面详细为大家介绍

一、 PLC和变频器的接线

01 下图是VFD-M变频器的配线说明：

（1） 首先是变频器的电源端子R、S、T分别表示380V交流电的L1、L2、L3

（2） U、V、W分别表示三相异步电动机的接线端子

（3） M0-M5多功能端子表示正反转及多段速的控制，在本例中我们仅使用M0、M1对电动机的正反转控制

（4） 模拟量输入部分中的AVI与GND连接表示输入信号为+10V;ACI和GND表示输入信号为4-20MA的电流信号。本例中我们使用的是电压信号输入控制电动机

（5） 模拟量输出部分AFM和GND端子表示输出信号为0-10V直流电压，可接入模拟量模块的输入端用于检测运行频率的反馈

需要注意的是：实际变频器的电源端和接电机的端子均在一起，接线过程中务必一定要看清楚

02 PLC和模拟量模块及变频器的配线说明

（1）200smart系列PLC分继电器型和晶体管型两类

（2）在下面的接线图中，由于台达VFM_D系列变频器中的多功能端子为无源点，所以我们采用中间继电器转接，利用中间继电器的辅助常开点进行控制

(3)本例需要使用模拟量做输出反馈，所以选用的模拟量混合模块EMAM03（2AI/1AQ）

（4）在模拟量模块组态时输入信号为两路为同一组信号类型

下图是PLC和模拟量模块及变频器的接线

如无法接入380V交流电时可接入220交流电

二、变频器的参数设置

首先我们先对变频器恢复出厂设置，再根据控制方式找到对应的参数进行设置，设置完成后对变频器可进行断电再送电操作。

下面是针对本例子端子与模拟量控制需要设定的相关参数

1、 先把变频恢复出厂设置，P76参数设为09

2、 P00 参数设为：01

3、 P01 设为:02

4、 P24 设为:00

5、 P36 频率上限设为50HZ

6、 P37 频率下限设为0 HZ

7、 P38 设为00

8、 P43模拟输出根据需要设定对应的编号,本例默认设为00

9、 P64开机画面显示 可根据实际需要设定对应的编号

下面是详细的参数概览表

三、程序设计

01 系统块的组态

（1） 打开STEP 7-MicroWIN SMART编程软件，新建项目并打开系统块添加CPU及模拟量模块

(2)对系统块的启动项设置为RUN模式；主要是因为默认为STOP模式，防止重新送电后CPU不能自动运行

（3）对模拟量模块进行组态 通道类型根据设置的信号类型选择，本例涉及到的模拟量输入输出均为电压信号，所以组态为电压信号.

组态如下图所示：

02 程序的编写

（1）在编写程序之前，因为涉及到模拟量的库文件，首先需要下载并添加模拟量库文件；

（2） 本例子使用的是库文件的形式编写的；库指令内部是根据下图的公式编写后生成的子程序进行调用；也可以根据公式自行编写换算程序，换算公式及符号含义如下：

（3） 模拟量的库指令分别有模拟量输入和输出两条

（4）编写PLC控制程序

详细的参考程序如下：

↓免费学习资料

S7-1200 PLC 怎样使用带断线诊断的模拟量电流输出？

说明

通过 STEP 7 Basic 的断线功能，您可以检测到模拟量电流输出的断线事件。您可以使用诊断中断组织块 (OB82)评估断线事件。

1、S7-1200 PLC 中添加模拟量电流输出的信号模块并使能断线诊断

1.1S7-1200 PLC 添加信号模块

您可以在在 S7-1200 系统手册第二章“安装”找到如何安装信号模块或信号板的说明。

图. 01

2.2在设备组态中添加信号模块

浏览硬件目录。在硬件组态中拖拽并释放设备到 S7-1200 机架上。

图. 02

3.3配置模拟量输出通道，使能断线检测功能

在“项目树”中打开“设备组态”。在“设备视图”中选择模拟量信号模块。浏览模拟量信号模块的“属性”，“模拟量输出” > “通道 0”。选择“电流”作为模拟量输出类型。点击“使能断线诊断”确认按钮。

图.03

注意

替换值的范围是 [0...32511]。对于 20mA 的电流输出，对应的值是 27648。

2、使用“诊断中断”OB 评估断线事件

当模块检测到错误时调用“诊断中断” OB。

如果有诊断功能的模块使能了诊断中断，当检测到错误时，“诊断中断” OB 中断循环程序。

信号模块的诊断灯“DIAG”会闪烁，相关的通道将点亮。

2.1增加“诊断中断” 组织块 OB82

浏览项目树的“添加新块”条目。在“添加新块”窗口，点击“组织块 (OB)”按钮。选择“诊断中断”OB。点击“确认”按钮。

注意

在程序中只可以使用一个诊断中断 OB 。

图. 04

2.2读取“诊断中断”OB 启动信息

浏览指令窗格，选择“指令” > “传送”。拖拽传送指令到“诊断中断”OB 网络中。将“IOstate”标签移动到全局标签 (例如“DB1:w_IOstate”)。编写需要监控的其他标签，请参考图. 05 中的例子。

图. 05

2.3评估“诊断中断”OB 启动信息

“诊断中断”OB 有如下启动信息：

“IOstate” (WORD)

“IOstate”包含有诊断功能模块的 I/O 状态。

“laddr”(HW-ANY)

这是硬件标识：

硬件标识 (HW-ID) 鉴别模块或者模块功能单元(例如输出和高速计数)。 硬件标识由完整的数字组成并且由系统连同诊断报警一起报告，来定位故障模块或者功能单元。 (更多细节请参考图.7)

通过浏览“项目树”中的“PLC变量”，您可以确定功能单元的硬件标识 (HW-ID) 。选择“PLC变量”窗口的“常量”标签。表格列“值”中列举了所有已使用的硬件标识(图.06)。

“Channel”(UINT)

“Channel”包含使用于信号模块的输出通道的数量。

“multierror” (BOOL)

“multierror”位表示超过一个错误发生。

图. 06

STEP 7 Basic 在线诊断

当使用 STEP 7 Basic 在线访问 S7-1200 PLC ，可以使用诊断功能。

在线 S7-1200 PLC。PLC 的弯曲信号表示诊断错误。(图. 07，蓝色环)。浏览“项目树”的“在线和诊断”。浏览“在线访问”窗口的导航区域，进入“诊断缓冲区”。在“事件”表里选择断线事件。

在“事件”表下，将显示选定事件的详细内容。您可以找到 HW-ID，通道号，事件类型。

注意

“事件到来”表示事件的开始，在该例子中为断线。

“事件离开”表示事件的结束。

信号模块“DIAG”灯和相关通道的指示灯会闪烁。

图. 07

“IOstate” 标识

下面的表格显示“IOstate”标识可能的“ I/O ”状态。

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