基于触摸屏、PLC对变频器模拟量的调速摘要：本文介绍了基于三菱品牌的PLC、触摸屏、模拟量模块、变 频器对交流电机变频的模拟量调速系统的硬件结构及软件设计、用到的模 拟量模块是FX0N-3A,使用了 WR3A和RD3A指令使编程简单，频率通过触 摸屏设定使调速系统运行灵活，模块化程序设计思想增强了程序的扩展性 和实用性关键词：触摸屏PLC变频器模拟量1 •引言近年来可编程序控制器（PLC）及变频调速技术口益发展，性能价格 比日益提高，在机械、冶金、制造、化工、纺织等领域得以普及和应用 为满足温度、速度、流量等工艺变量的控制要求，常常要对这些模拟量进 行控制，卩LC模拟量控制模块的使用也日益广泛通常情况下，变频器的 速度调节可采用键盘调节、电位器调节、多段速等方式，但是在速度要求 根据工艺而变化时，仅利用上述三种方式不能满足生产控制需求，因此， 我们必须发挥PLC灵活编程及控制的功能，实现速度因工艺而变化，从而 保证产品的合格率在设计一个控制系统或对一个已有的设备进行改造 时，常常会对电机的速度进行控制，利用卩LC的模拟量控制模块的输出， 对变频器实现速度控制，还能得到一个反馈值，从而知道电机有没有按需 要的速度运行，是一种经济而又简便的方法。
2.系统控制要求通过触摸屏控制变频器正转、反转、停止，频率通过触摸屏设置，设 置频率超过50Hz不运行触摸屏上显示变频器给定频率、变频器实际频 率3 •控制系统框图交流变频模拟量调速系统框图如图1所示控制系统硬件结构主要包 括：触摸屏、可编程控制器PLC、模拟量模块、变频器、三相异步电动机, 此处的模拟量模块是FX0N-3Ao图1控制系统框图4・PLC模拟量模块FX0N-3A介绍PLC包括许多的特殊功能模块，模拟量模块是其中的一种，它包括数 模转换模块和模数转换模块，例如数模转换模块可将一定的数字量转换成 对应的模拟量（电压或电流）输出，这种转换具有较高的精度此次设计模拟量模块用的是FX0N-3A,因为FX0N-3A包含两路输入通 道和一路输出通道输入通道将外部输入的模拟信号转换成内部的数字信 号（A/D转换），输出通道将内部的数字信号转换成外部的模拟信号（D/A 转换）根据接线不同，可以选择电压信号或电流信号的模拟输入或模拟输 出，模拟输入通道或模拟输出通道的可接受范围为DC 0〜10V、DC 0〜5V 或 DC 4〜20mAo5 •系统硬件原理图下面以三菱FX2N-48MT系列PLC为例加以说明，同时选择FX0N-3A模拟量模块作为对变频器进行速度控制的控制信号输出。
通过对模拟量模块 连接端子的选择，可以得到两种信号：0~10V或0〜5V电压信号及4〜20mA 电流信号这里我们选择0〜10V的电压信号进行控制PLC、变频器、FX0N-3A接线，PLC的Y4与变频器的正转信号STF相 连、PLC的Y5与变频器的反转信号STR相连、PLC的 52与变频器的公 共端SD相连、变频器的2号端子与FX0N-3A的输出通道Vout引脚相连、 变频器的AM端子与FX0N-3A的输入通道1的Vinl引脚相连、变频器的5 号端子与FX0N-3A的输出通道的COM引脚相连、FX0N-3A的输出通道的COM 引脚与FX0N-3A的输入通道1的COM1引脚相连，见图2图2硬件原理图6. I/O分配表根据控制要求和硬件原理图写出I/O分配表6・1输岀6.2内部继电器7. 变频器参数的设置根据控制要求进行变频器参数的设置8. 软件设计8. 1指令的介绍8. 1. 1WR3A 指令WR3A指令是用于向FX0N-3A模拟量模块写入数据的功能ml：指定特殊模块号，K0-K7,本设计中FX0N-3A仅跟在PLC主机后 面，在0号位置，ml为K0；m2：指模拟量通道号，FX0N-3A只有一个输出通道，仅K1有效;S：指定写入FX0N-3A模拟量模块的数据。
8. 1.2 RD3A 指令RD3A指令是FX0N-3A模拟量模块的模拟量输入值的读取ml：指定特殊模块号,K0〜K7；本设计中FX0N-3A仅跟在PLC主机后 面，在0号位置，ml为K0；m2：是FX0N-3A模块模拟量通道号，FX0N-3A有两个输入通道，取K1 或K2,本设计只用输入通道1,因此为K1；D：存放读取的数据8. 2 PLC程序设计根据控制要求，先设计出本任务的触摸屏控制电动机正反转的梯形图 程序如图3所示图3正反转的梯形图程序根据模拟量模块FX0N-3A的输出特性如图4所示，可以把0〜250的 数字量转换成0〜10V电压输出由于变频器模拟量输入端由0〜10V变化 时，变频器频率由0〜50Hz变化，即模拟量输入端电压变化0.2V时，变 频器输出变化lllz,根据FX0N-3A输出特性，当数字量由0〜250变化时， 转换输出的电压为0〜10V,因此电压第变化0. 2V,即变频器频率变化1Hz, 对应的数字量为5,所以把变频器设定的频率乘以5,既得相应的数字量根据控制要求FX0N-3A的程序如图6所示先把触摸屏上变频器的设 定频率D10与50比较是否大于50,不大于50就把D10乘以5得到D12, 接着PLC通过WR3A指令向FX0N-3A的通道写入数据，即把D12中的数据 传给FXON-3A, FX0N-3A转换成相应的电压模拟量，通过FX0N-3A的输出 通道Vout输出给变频器2端子，用变频器实现电机按触摸屏设定的频率 来工作。
图4输出特性图5输入特性变频器的AM端子把变频器的模拟电压输出给FXON-3A的输入通道1 的Vin,得到一个反馈值，FX0N-3A通过RD3A指令读取这个反馈值并转换 成相应的数字量D22,并结合输入特性曲线如图5,对这个数字量除以5 给D20,在触摸屏上显示出来图6 FX0N-3A的程序9.调试9. 1当触摸屏设定频率和变频器显示频率不一致看参数Prl25是否设 定为50Hzo9.2当变频器显示频率和触摸屏显示频率不一致时，先使变频器以 50IIz运转，注意这个是面板控制模式，调到C1参数，测5和AM引脚电压 使它等于10V,不等于10V调节变频器上的M旋钮，直到等于10V10. 结语上述控制在实际使用过程中运行良好，很好地将PLC易于编程与变频 器结合起来本次设计使用了 WR3A和RD3A指令书写简单，便于记忆总 之，充分利用PLC模拟量输出功能可以控制变频器从而控制设备的速度， 满足生产的需耍参考文献：[1]盖超会，阳胜峰•三菱PLC与变频器、触摸屏综合培训教程•中国电力出版社,2011, 3.[2] 吴启红•可编程序控制系统设计技术（FX系列），2012, 6.[3] 李志谦.PLC项冃式教学、竞赛与工程实践•机械工业出版社，2012,。