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使用模拟量信号（如 0-10V 电压或 4-20mA 电流）控制三菱变频器（如 FR-D700、FR-E700、FR-A800 系列）的转速，是工业中常用的调速方式，具有接线简单、抗干扰能力较强的特点。以下是详细的实现步骤，包括硬件接线、变频器参数设置、PLC 程序编写及调试方法：

一、核心原理

模拟量控制变频器的本质是：通过 PLC 或其他控制器输出连续的模拟量信号（对应 0-100% 转速），变频器将模拟量信号按比例转换为电机转速。例如：

• 0-10V 电压信号：0V 对应 0rpm，10V 对应变频器最大频率（如 50Hz，对应电机额定转速）；

• 4-20mA 电流信号：4mA 对应 0rpm，20mA 对应最大频率。

二、硬件准备与接线

1. 所需设备

• 三菱变频器（以 FR-E700 为例，支持模拟量输入）；

• PLC（如 FX3U/FX5 系列，需带模拟量输出模块，如 FX3U-4DA）；

• 屏蔽线（2 芯，用于传输模拟量信号，减少干扰）；

• 电机（与变频器功率匹配）。

2. 接线方式

三菱变频器的模拟量输入端子通常为：

• 电压输入：VI（信号 +）、COM（信号 -），支持 0-10V；

• 电流输入：II（信号 +）、COM（信号 -），支持 4-20mA（需短接端子 3 和 4，FR-E700 系列为例）。

PLC 与变频器接线：

• 若用电压信号（0-10V）：

• PLC 模拟量输出模块的电压输出端（如 FX3U-4DA 的 VOUT1+）→ 变频器 VI 端子；

• PLC 模拟量输出的 COM 端 → 变频器 COM 端子；

• 若用电流信号（4-20mA）：

• PLC 模拟量输出模块的电流输出端（如 FX3U-4DA 的 IOUT1+）→ 变频器 II 端子；

• PLC 模拟量输出的 COM 端 → 变频器 COM 端子；

• 短接变频器的 “3” 和 “4” 端子（激活电流输入模式）。

注意：

• 屏蔽线的屏蔽层单端接地（靠近变频器侧），避免干扰；

• 变频器需单独接地（接地电阻≤10Ω），与 PLC 共地以减少电位差。

三、变频器参数设置（关键步骤）

以FR-E700 系列为例，需设置以下参数使变频器接收并响应模拟量信号：

参数设置方法：

1. 变频器通电，按 “MODE” 键进入参数设置模式；

2. 输入参数号（如 Pr.77），按 “SET” 键，修改数值后再按 “SET” 保存；

3. 所有参数设置完成后，按 “MODE” 返回监控模式。

四、PLC 程序编写（以 FX3U+FX3U-4DA 为例）

PLC 需通过模拟量输出模块（如 FX3U-4DA）输出 0-10V 或 4-20mA 信号，程序核心是将 “目标转速” 转换为对应的模拟量输出值。

1. 模拟量输出模块初始化

FX3U-4DA 需通过缓冲寄存器（BFM）设置输出模式（电压 / 电流）：

• BFM#0：通道 1 输出模式（K0 = 电压 0-10V；K1 = 电流 4-20mA）。

plaintext

// 初始化FX3U-4DA，通道1设为0-10V输出
LD M8002                  // 初始化脉冲
MOV K0 D100               // D100=0（电压模式）
FROM K10 K0 D100 K1       // 模块编号10（假设安装在FX3U的扩展槽1），写入BFM#0

2. 转速与模拟量信号转换

• 目标：0-50Hz 对应 0-10V，即 1Hz 对应 0.2V；

• FX3U-4DA 的 10V 对应数字量输出值为 4000（12 位分辨率：0-4000 对应 0-10V），因此：$\text{数字量输出值}=\frac{\text{目标频率（Hz）}}{50}\times 4000$

plaintext

// 设定目标频率（如25Hz），计算对应数字量并输出
LD M8000               // 常通
MOV K25 D200              // D200=目标频率25Hz
MUL D200 K80 D201         // 25×80=2000（因4000/50=80，简化计算）
MOV D201 D202             // D202=数字量输出值2000（对应5V，25Hz）
TO K10 K1 D202 K1         // 写入模块BFM#1（通道1输出值）

3. 启停控制（外部端子）

变频器的启停需通过外部端子（如 STF 正转、STR 反转）控制，PLC 输出点连接 STF：

plaintext

// X0=启动按钮，X1=停止按钮，Y0控制STF（正转）
LD X0
OR Y0
AND NOT X1
OUT Y0                    // Y0=1时，变频器STF得电，电机启动

五、调试与优化

1. 信号校准：

• 用万用表测量 PLC 模拟量输出端电压（或电流），确认目标频率对应正确的信号值（如 25Hz 对应 5V）；

• 若偏差较大，调整 FX3U-4DA 的偏移量（BFM#2）和增益（BFM#3）进行校准。

2. 抗干扰处理：

• 若电机转速波动，检查屏蔽线接地是否良好，远离强电电缆（如电机动力线）；

• 在变频器电源端加装滤波器（如 FR-BIF），减少高频干扰。

3. 加减速时间设置：

• 调整变频器 Pr.7（加速时间）和 Pr.8（减速时间）（如设为 5 秒），避免转速突变导致的冲击。

六、不同系列变频器的差异

• FR-D700：参数设置与 FR-E700 类似，模拟量输入端子为 2（VI）、5（COM），电流输入需短接 2-5 端子；

• FR-A800：支持更精确的模拟量控制，可通过 Pr.903 设置输入信号范围，适合高精度调速场景。

通过以上步骤，可实现 PLC 模拟量对三菱变频器的平滑调速，核心是确保接线正确、参数匹配、信号转换准确。若需更高精度或远程控制，可结合通信方式（如 RS485、CC-link），但模拟量控制仍是简单可靠的首选方案。