PLC基础课 第6讲｜PLC 与变频器通讯：DI/DO + 模拟量 + 简单串口的三种常见组合

【明扬工控商城 · 基础课程系列】 本讲将介绍PLC与变频器之间的常见通讯方式，涵盖DI/DO、模拟量输入输出以及串口通讯（如Modbus）的应用，帮助你理解如何通过PLC控制变频器并实时获取运行数据。

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一、PLC与变频器通讯概述

PLC与变频器之间的通讯可以通过多种方式实现，最常见的有数字量（DI/DO）、模拟量（0–10V、4–20mA）以及串口通讯（Modbus-RTU）。不同的应用场景需要选择不同的通讯方式，下面我们将详细介绍这三种常见的组合。

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二、数字量输入/输出（DI/DO）通讯

1. DI/DO通讯概述

数字量输入（DI）和数字量输出（DO）是PLC与变频器最基本的通讯方式。PLC通过DI端口接收变频器的状态信号（如运行/停止、故障等），同时通过DO端口控制变频器的启停、方向等操作。

2. DI/DO接线与应用

• DI（数字输入）：PLC读取来自变频器的信号，如运行/停止信号、故障信号、到达设定频率的信号等。
• DO（数字输出）：PLC向变频器发送控制信号，如启停信号、正反转信号、急停等。

接线示意

PLC DI1 ←─── 变频器 RUN 状态信号
PLC DO1 ──→ 变频器 启动命令
PLC DO2 ──→ 变频器 停止命令

3. 应用示例

在生产线中，PLC可以通过DO端口向变频器发送启动/停止命令，并通过DI端口接收变频器的运行状态信号。通过这种方式，PLC可以实现对变频器的基本控制和状态监控。

4. 注意事项

• DI端口用于读取变频器的“开/关”信号，通常是开关量信号。
• DO端口用于控制变频器的启停、方向等基本操作。
• DI/DO控制方式的响应速度较快，适用于简单的开关控制。

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三、模拟量输入/输出（模拟量信号）通讯

1. 模拟量输入/输出概述

模拟量输入（AI）和模拟量输出（AO）允许PLC与变频器之间传输连续的模拟信号（如电流或电压）。这使得PLC能够通过模拟量信号来获取变频器的频率、转速等实时数据，并对变频器进行更精细的控制。

2. 模拟量信号应用

• 模拟量输入（AI）：PLC通过模拟输入端口读取变频器的反馈信号（如频率、转速、温度等）。常用信号类型为 0–10V 或 4–20mA。
• 模拟量输出（AO）：PLC通过模拟输出端口发送设定值（如目标频率、目标转速等）给变频器。

接线示意

PLC AI1 ←─── 变频器 输出频率信号（4–20mA 或 0–10V）
PLC AO1 ──→ 变频器 设定频率信号（4–20mA 或 0–10V）

3. 应用示例

在空调系统中，PLC可以通过模拟量输入端口接收变频器的输出频率信号，并根据实际需求通过模拟量输出端口调节变频器的运行频率，从而实现精确的温度控制。

4. 注意事项

• 模拟量输入通常用于获取连续的反馈数据，如变频器的运行频率、转速等。
• 模拟量输出可精确控制变频器的频率或转速，适用于需要细致调节的场合。
• 要注意模拟信号的范围和传输误差，确保信号的准确性。

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四、串口通讯（Modbus-RTU）

1. Modbus-RTU通讯概述

Modbus-RTU是最常用的串行通讯协议之一，广泛应用于PLC和变频器之间的数据交换。PLC通过Modbus协议与变频器进行双向通讯，可以获取变频器的运行状态、频率值、故障信息等，同时也可以发送控制指令给变频器。

2. Modbus通讯原理

• 主从通讯：PLC作为主设备，变频器作为从设备。PLC通过发送Modbus命令来读取或写入变频器的寄存器。
• 功能码：通过不同的功能码（如 0x03 读取保持寄存器、0x06 写单个寄存器）来操作变频器。

接线示意

PLC (RS-485) ── 变频器 (RS-485)
A(+)
B(-)

3. 应用示例

PLC通过RS-485串口连接变频器，读取变频器的频率数据（0x03 功能码）并将其显示在操作界面。同时，PLC可以通过串口向变频器发送控制命令（如设定频率，0x06 功能码）。

4. 注意事项

• RS-485通讯需要正确接线，并确保PLC和变频器的波特率、数据位、停止位等参数一致。
• 在使用Modbus通讯时，要确保设备的唯一地址（从设备ID）不冲突。
• Modbus通讯的可靠性和传输距离受电缆质量、接地等因素影响，长距离通讯需要加装终端电阻。

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五、PLC与变频器通讯的应用总结

通过本讲内容，你应该掌握了PLC与变频器之间常见的通讯方式，包括：

• 数字量输入输出（DI/DO），适用于简单的开关量控制。
• 模拟量输入输出（AI/AO），适用于精确的频率控制和状态反馈。
• 串口通讯（Modbus-RTU），适用于远程控制和获取变频器的详细数据。

重点回顾：

• PLC与变频器之间的通讯方式要根据应用需求选择。
• DI/DO适合简单的开关控制，AI/AO适合精确控制，Modbus适合复杂的远程控制与数据交换。
• 正确接线和参数设置是保障通讯稳定性的关键。

下次课程，我们将介绍如何通过PLC进行PID控制，实现更复杂的温度、压力控制系统，敬请期待！

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