【实用技术】PLC+变频器+伺服协同控制案例：多段速度控制的实现方法

栏目：技术专栏 / 应用案例 · 来源：明扬工控编译 · 日期：2025-09-28

industrial control panel

在自动化生产中，许多设备（如输送线、卷绕机、升降机构等）需要在不同工况下以不同速度运行。使用 PLC + 变频器 或 伺服 协同控制，可以灵活实现多段速度切换，本文介绍一种典型实现方案，涵盖程序设计、参数配置及调试要点。

一、应用场景

例如某生产线共有三种运行模式：

• 模式 1：低速点动运行（便于人工检测）；
• 模式 2：正常生产速度（标准工况）；
• 模式 3：高速清线或满负载运行。

PLC 通过三段开关（或触摸屏）选择速度，控制信号输出到变频器（或伺服），实现多段速度切换。

二、控制逻辑设计

以西门子 S7-1200 + 西门子 G120 变频器为例，PLC 通过数字量输出 DO0~DO2 对应不同速度段：

| 开关输入 | 速度输出设定 |  |----------|--------------|  | I0.0 = 1 | DO0 输出，对应 20Hz |  | I0.1 = 1 | DO1 输出，对应 40Hz |  | I0.2 = 1 | DO2 输出，对应 60Hz |  

变频器参数设置：

• P1000 = 2 （选择多段速控制）
• P1001~P1003 = 20 / 40 / 60Hz （对应三段速度）
• P0700 = 2 （命令源：外部端子）
• P1000 = 2 （参考频率由端子输入决定）

PLC 程序梯形图示意：

| I0.0 |----[ ]-----( ) DO0 （低速）  | I0.1 |----[ ]-----( ) DO1 （中速）  | I0.2 |----[ ]-----( ) DO2 （高速）  

为避免多段速度信号冲突，需在程序中设置互锁逻辑（任一速度信号有效时，其余速度信号清零）。

三、伺服系统扩展

如果使用伺服电机（如三菱 MR-J4 系列），可采用位置模式 + 多段速度切换：

• 通过 CN1 输入端子 DI0~DI2 设置多段速度选择；
• 参数 Pr.22~Pr.25 对应各速度段脉冲频率；
• PLC 程序通过输出信号控制不同速度运行。

四、调试技巧

• 在首次调试时，先以最低速运行，确认方向、启停、加减速曲线正确；
• 检查变频器运行状态字，确保频率指令切换正确；
• 多段速信号间需加延时，避免抖动；
• 可在 HMI 中增加速度设定界面，实现手动调整。

五、应用扩展

• 输送线多段速：根据产品种类自动匹配速度。
• 包装线加减速：不同工序速度不同，减少张力。
• 绕线机 / 收卷机：线径变化时自动调整转速。

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