在工業自動化領域，PLC（可編程邏輯控制器）與變頻器是兩種關鍵設備，它們在電機控制方面發揮著重要作用。雖然兩者都能執行特定指令以控制電機運行，但PLC的功能范圍更為廣泛，不僅限于電機控制，還能管理更多設備和系統，具備更強的性能和更高的控制精度。相比之下，變頻器專注于調節電源頻率和電壓，以實現電機的變速運行，但其功能較為單一，無法進行編程。
PLC與變頻器之間的通信通常遵循通用串行接口協議（USS），采用主從通信模式。在這種模式下，總線上可連接一個主站和最多31個從站。主站通過通信報文中的地址字符選擇目標從站進行數據傳輸，而從站僅在主站請求時才能發送數據，且從站之間不能直接通信。這種通信方式確保了數據傳輸的有序性和可靠性。
PLC的基本結構包括系統程序存儲器、用戶程序存儲器和工作數據存儲器。系統程序存儲器固化在ROM中，存放由生產廠家編寫的系統程序，用戶無法直接修改，其質量直接影響PLC的性能。用戶程序存儲器用于存放用戶根據控制需求編寫的應用程序，現代PLC多采用快閃存儲器，無需后備電池即可保持數據不丟失。工作數據存儲器則用于存儲運行時的數據，如開關量狀態、數值數據等，包括元件映像寄存器和數據表。
變頻器的基本結構包括控制電路、整流電路、直流中間電路和逆變電路。控制電路負責管理主電路的運行，整流電路將交流電轉換為直流電，直流中間電路對整流后的輸出進行濾波，逆變電路再將直流電轉換為交流電。對于需要復雜運算的變頻器，如矢量控制變頻器，還需配備CPU及相關電路進行轉矩計算。
PLC與變頻器的連接方式主要有三種。第一種是利用PLC的模擬量輸出模塊控制變頻器，通過輸出電壓或電流信號調節變頻器的輸出頻率。這種方式接線簡單，但需選擇匹配的輸出模塊，并采取分壓措施以適應變頻器的電壓范圍。第二種是利用PLC的開關量輸出控制變頻器，通過開關量信號控制變頻器的啟動、停止、正反轉等，接線簡單且抗干擾能力強，但只能實現有級調速。第三種是通過RS-485通信接口連接，適用于工業環境，可連接多達30臺變頻器，實現高效通信。
在實際應用中，PLC控制變頻器驅動電機正反轉的接線方式較為常見。通過將PLC的開關量輸出端子與變頻器的開關量輸入端子連接，可以實現電機的正反轉控制。例如，當PLC的Y001端子閉合時，變頻器的STF端子輸入為ON，電機正轉啟動；按下停止按鈕后，電機停止；按下反轉按鈕后，電機反轉啟動。這種控制方式簡單可靠，適用于多種工業場景。
PLC還可以通過模擬量方式控制變頻器，實現電機的無級變速。通過將PLC的模擬量輸出模塊與變頻器的模擬量輸入端子連接，可以連續調節變頻器的輸出頻率，從而控制電機的轉速。這種方式適用于需要精細速度調節的應用，如生產線上的傳送帶控制。對于大規模生產線，RS-485通信方式更為高效，可同時控制多臺變頻器，減少控制電纜的使用，提高系統的穩定性和可靠性。
