浅谈变频器与外部联系的信号接口

变频器与外部联系的信号接口有数字量输入/输出接口，模拟量输入/输出接口， 通信接口和扩展接口。

一.各厂商对接口的定义与标注千差万别，但基本原理大致相同。多功能数字量输入端子最常用，如图一所示，多数品牌的变频器默认配置数字量输入端子为低电平有限，外接无源触点。此时内部公共线接内部+24V，外部公共线连接内部24VDC的参考地COM(数字地)。

如内部公共线有引出端子PC(也有标注PLC、OP)，同时又引出了+24V端子，对输入低电平有效的接法，要将PC与+24V端子连接;

如没有引出内部公共线，则通过跳线或拨码开关进行选择，如图中的JP1，默认将1、2端短接。

这种低电平有效的接法，当无输入信号时，输入端子DI与COM之间有+24V电压，可用万用表直流电压档加以验证。

图一

如图二所示，也可将数字输入端子接成高电平有效，此时将内部公共线端子PC连至COM端子，外部公共线连到+24V端子。

如没有引出PC端子，则要将跳线JP1的2、3端短接。高电平有效的接法，在无输入信号时，DI端子为零电平。输入高电平才能使双向光耦导通并与COM构成回路。

理解数字输入端子，只用回路概念就行了，不必用漏型和源型的说法，容易绕迷糊了。

以上说明了多功能输入端子的无源触点连接，后面将说明有源开关(固态电子开关)的使用。有源开关需要电源，为了保护变频器，建议使用外部电源，不要用变频器自带电源。如使用，一旦有源电子开关发生电源短路故障，容易损坏变频器内部电源或使变频器工作异常。

图二

西门子200SMART晶体管输出型PLC,当其输出端子用于控制变频器多功能输入端子时，因PLC输出为高电平有源信号，要将变频器数字输入口配置为高电平有效方式，即内部公共线要接外部电源参考零电位。内部公共线有引出端子PC时，如图三所示，将PC端子与外部电源地2M连接，PLC输出口Q连至变频器输入口DI，图三中是连接到DI5输入端子。跳线JP1不作任何连接;不使用变频器内部电源，+24V端子和数字地COM均不使用。

图三

如内部公共线没有引出端子，如图四所示，要将JP1的2、3短接，此时外部电源的参考地2M要和内部电源的数字地COM连接，以形成共同的电位基准。再把PLC的晶体管输出端Q与变频器的对应输入端DI连接，图四是与DI5连接的示例，在变频器中设定DI5功能参数后,就能在PLC的控制下，实现相应的功能，无需增加中间继电器进行转换控制。

图四

二.变频器实际应用中，常需要对二台或多台变频器进行同步调速，以满足工艺或工作上的需要，图五是用一进二出型的电位器信号隔离器，外加一只电位器对二台变频器进行同步调速。使用4-20mA输出的隔离器，可增加信号的传输距离，隔离变频器的传导干扰。图六为标准DIN导轨安装的电位器信号隔离器。

图五

图六

针对图五，将两台变频器的频率指令选择参数设定为：模拟量AI1给定;将两台变频器JP1的跳线帽与I端连接;AI1的限值一般默认设定为0～10VDC，为与4-20mA信号相匹配，将AI1的下限值改为2.00V，这样设定后，当跳线改到I端时，4～20mA将线性对应0～50Hz。如变频器能直接接收4～20mA模拟信号，就不需改动参数了。

不用电位器信号隔离器，也可以对二台变频器进行同步调速。如图七所示，1号、2号两个输送带需要相同的速度，可以将1号变频器的AI1接入电位器可变端，并通过参数设置，将AI1映射到AO1(模拟量输出端);再将1号变频器的AO1连至2号变频器的模拟量输入端AI1，即1号变频器输出的模拟信号，作为二号变频器的调频信号。

图七

图七中所用1K/2W电位器，为精密多圈线绕电位器。将1号机的JP1用跳线帽短接在使用电压信号位置，JP3短接在电流输出位置;将2号机的JP1短接在使用输入电流位置。

参数设置：将1号机和2号机的频率指令设定为模拟量AI1给定;1号机AO1输出选择为：模拟量AI1的输入值(即AI1的值映射到AO1)。

这种频率同步调节方法的优点是，对于同型号变频器，频率同步效果好，两台变频器频率同时增大或减少且显示值相同;缺点是占用了一台变频器的模拟量输出口，如该型变频器只有一个模拟输出口，那将无法再给其它控制器提供反馈或显示电流、速度等的信号。

图八

如图八所示，是使用200SMART的信号板SB AQ01输出的4-20mA信号，经一进二出信号隔离器，对二台变频器的频率进行控制，以使受变频器控制的同型号电机具有相同的速度。也可使用一进多出的信号隔离器对多台变频器进行同步调频。使用信号隔离器除了能进行信号分配外，还能隔离变频器传导过来的干扰，使模拟量控制比较平滑稳定。通过编程改变AQW12的值，使信号板线性输出4-20mA电流给信号隔离器，再用隔离器输出的两路电流信号控制变频器，就能实现电机同步调速了。

审核编辑：汤梓红