欧瑞变频器说明书
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2023年3月16日发(作者：房介通).
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基于PLC实现三相异步电动机
变频调速控制
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专业：
学号：
姓名：
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基于PLC实现三相异步电动机变频调速
一、实验名称：
基于PLC实现三相异步电动机变频调速
二、实验目的：
1.通过电动机变频调速控制系统实验，进一步了解可编程控制器
在电动机变频调速控制中的应用。
2.通过系统设计，进一步了解PLC、变频器及编码器之间的配合
关系。
3.通过实验线路的设计，实际操作，使理论与实际相结合，增加
感性认识，使书本知识更加巩固。
4.培养动手能力，增强对可编程控制器运用的能力。
5.培养分析，查找故障的能力。
6.增加对可编程控制器外围电路的认识。
三、实验器件：
220VPLC实验台一套、380V变频器实验台一套、三相电动机一
台（=1400r/min，p=2）、光电编码器一个（864p/r）、万用表
一个、导线若干。
四、实验原理：
通过光电编码器将电动机的转速采集出来并送入PLC中，通过
实验程序将采集到的信息与设定值进行比较，当频率满足设定值时用
PLC控制变频器（变频器工作在端子调速模式下），电动机停止加速，
保持匀速5S，5S后PLC控制变频器加速端子继续加速。频率上限为
45Hz，此后电机开始减速，当到达设定的频率时，PLC控制变频器停
止加速，保持匀速5S，5S后PLC控制变频器减速端子继续减速；反
转类同于正转过程。
实验速度曲线如下图：
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五、实验原理图及接线图：
1.实验原理图：
光电编码器：
光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量
转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电
编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板
上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机
旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的
检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲
的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还
可提供相位相差90º的两路脉冲信号。
COM01
03
00
0204
0CH
棕色
蓝色
黑色
白色
橙色
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变频器：
变频器可以分为四个部分。通用变频器由主电路和控制回路组
成。给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，称为主电路。
主电路包括整流器、中间直流环节（又称平波回路）、逆变器。
整流器平波电路逆变器
M
控制电路
⑴整流器。它的作用是把工频电源变换成直流电源。
⑵平波回路（中间直流环节）。由于逆变器的负载为异步电动机，
属于感性负载。无论电动机处于电动状态还是发电状态，起始功率因
数总不会等于1。因此，在中间直流环节和电动机之间总会有无功功
率的交换，这种无功能量要靠中间直流环节的储能元件—电容器或电
感器来缓冲，所以中间直流环节实际上是中间储能环节。
⑶逆变器。与整流器的作用相反，逆变器是将直流功率变换为
所要求频率的交流功率。逆变器的结构形式是利用6个半导体开关器
件组成的三相桥式逆变器电路。通过有规律的控制逆变器中主开关的
导通和断开，可以得到任意频率的三相交流输出波形。
⑷控制回路。控制回路常由运算电路，检测电路，控制信号的
输入、输出电路，驱动电路和制动电路等构成。其主要任务是完成对
逆变器的开关控制，对整流器的电压控制，以及完成各种保护功能。
控制方式有模拟控制或数字控制。
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2.实验接线图：
六、各器件参数设置：
1.变频器参数设置：
端口设定值功能端口设定值功能
F1008密码F41014（OP3）反转
F2001启动方式：端子控制F41111（OP4）加速
F2021停止方式：端子控制F41212（OP5）减速
F2042端子调速控制F4136（OP6）运行
模
拟
量
输
入
制动电阻
V1
V2
V3
I2
CM
OP1
OP2
OP3
OP4
OP5
OP6
OP7
OP8
R
S
T
P+P
B
N
TB
W
V
PE
M
~
TA
TC
12A/125VAC
7A/250VAC
7A/30VDC
三相输入
380VAC
50/60Hz
QS
多功能模拟量（电流）
输出2：4~20mA
多功能模拟量（电压）
输出1：0~10V
FM
IM
V3
多功能输出端子1
12V
OUT1
OUT2多功能输出端子2
Modbus通讯RS-485
A+
B-
U
制动单元
电抗器
短路片
多功能继电器输出
▲
▼
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F2063正反转端子脉冲给定方向F4147（OP7）停止
F40913（OP2)正转
2.编码器接口：
颜色接口
棕色24V电源“+”
蓝色24V电源“-”
黑色(A)0.00
白色(B)0.01
橙色(C)0.02
端口配置：
端口功能端口功能
0.03正转10.05反转
0.04停止10.06加速
0.05反转10.07减速
10.04正转10.02停止
4.内部寄存器参数设置：
内部端口设定值(十六进制)内部端口设定值（十六进制）
DM30005EDM310113
DM32023CDM33029B
DM340416DM35046A
DM3605FEDM370645
DM380780DM3909C4
DM66420112
DM6642
00～03高速计数器模式
0：微分相位模式(5kHz)
1：脉冲＋方向输入模式(20kHz)
2：增/减输入模式(20kHz)；
4：增量模式(20kHz)
04～07
高速计数器复位模式
0：Z相和软件复位；1：仅软件复位
08～15
0：Z相和软件复位；1：仅软件复位
00：不使用任意功能；
01：作为高速计数器使用；
02：作为同步脉冲控制使用（10～500Hz）
03：作为同步脉冲控制使用（20～1kHz）
04：作为同步脉冲控制使用（300～20kHz）
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七、程序流程图：
正反转流程图
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控制流程图
八、实验结果：
按照原理图接好线经检查无误后，上电下载编好的程序，并在编
程模式下，打开PLC的内存，在DM数据区从DM30～DM39依次写
入005E、0113、023C、029B、05FE、0645、0780、09C4十个十六
进制数据，并在DM6642数据区写入0112，设置高速计数器工作模
式。之后保存并在线传送到PLC，再将PLC切换到运行模式。
按下正转按钮后，变频器启动运行电动机正转加速，频率达到每一个
阶梯后延时5秒再加速，在45Hz左右后，开始减速，减速到停止；
反转类似于正转。当按下停止按钮后，变频器停止工作电机停止转动。
电机匀速的频率为：5.42Hz、14.89Hz、25.04Hz、35.26Hz、46.03Hz。
比较接近预期值，符合实验要求。
九、实验中遇到的问题：
1.电机自启动之后不能进入匀速段，经5S后一直加速，加速到50Hz
最大频率后一直在最大频率处运行。
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解决方法：将PLC切换到监视模式下，发现PRV指令中的数据
没有读入到DM00，观察PLC的内存DM区发现，DM6642中的0112
数据未写入，重新将PLC调回到编程模式再次修改DM6642中的数
据。再次实验，可以采样到数据。
2.对PLC的内存DM数据区写数据时时，不能够写进去。
解决方法：将程序传入PLC后，将PLC模式切换成编程模式，
再对DM30～DM39，DM6642写数据并保存，在线传送到PLC。再
切换到监视模式观察DM数据区是否有数据写入。如果还是不能写入
将程序传入PLC后，将PLC切换成监视模式，将错误日志里面的错
误全部清除后，再按照前面说的步骤进行写入数据。
3.对变频器进行参数配置时候，按照我设定的要求进行设置后，不能
按照预期的条件运行。
解决方法：重新检查变频器的设定值，看是否都设置正确，检查
无误后在进行实验还是不能按照预期的目标运行，经摸索最后设置
F160为1恢复出厂设置后在进行设置，最后符合要求。后思考发现
变频器的其他地方有可能被其他同学改过，所以自己写的数据与以前
的造成冲突导致不能按预期运行。
十、实验心得：
通过此次基于PLC实现的三相异步电动机变频调速控制综合实
验，我对PLC内部寄存器操作、光电编码器、变频器的功能码设定及
变频器的结构原理有了进一步认识，在自己实际动手操作的同时，锻
炼了自己独立解决问题、分析问题的能力，同时加深了对PLC及变频
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器基本原理的理解。
这个实验相比以前的PLC控制的继电保护实验属于PLC的高级
应用，需要用到PLC的数据区并要进行操作。开始觉得一头雾水，不
知道从哪里开始，在老师知道下我仔细阅读PLC的说明书，理解要用
的PRV指令、CMP指令和数据区配置以及欧瑞变频器的说明书，通
过一番学习这样有了思路就开始编梯形图。将从说明书中看到的指令
去应用去采集光电编码器的脉冲，电机旋转时，在监视模式下观察
PRV指令采集到的数据。之后为了获得准确的比较区间，我们将电机
调到某一转速下观察采样值的波动范围并取中间值。最终经过反复调
试确定比较区间的大小，确定了五个区间的上下限，经验证符合实验
要求。
这此次实验中，我遇到了很多问题，有些是编程上存在的问题，
有些是自己理论上存在的误区，通那过与其他同学的交流我发现，同
一问题可能是由不同原因造成的，这就要求我们在实际过程中要善于
发现问题，分析问题，解决问题，多多积累经验。
总之，通过这次基于PLC实现的三相异步电动机变频调速控制综
合实验，我锻炼自己的实际动手能力，改正了一些理论上存在的错误，
同时积累了宝贵的经验。明白了理论与实际之间并不是完全相同的，
在实际生活中要善于发现问题，分析问题，解决问题，着重培养自己
的处理问题的能力。