浅谈PLC自动控制技术在变频器中的应用

浅谈 PLC自动控制技术在变频器中的应用

李连财

锦州石化公司 辽宁省锦州市 121001

摘要：作为一项先进科学技术，PLC自动控制技术在工业生产领域中应用日益广泛，作用与地位日益突出。电气工程技术领域，PLC自动控制技术有着明显的优越性，很大程度上促使我国变频器生产实现了新的革命发展，推动工业生产发展壮大。因而，深入研究变频器中 PLC自动控制技术的应用具有非常重要的意义。

关键词：PLC自动控制系统；变频器；机械自动化；工业生产

中图分类号：TM921 文献标识码：A

引言

PLC变频器技术，是综合性极强的技术，以控制技术、电子电力技术、微电子技术等为基础，既解决传统系统应用过程中所出现的问题，又提高应用效率。再加上PLC变频器技术自身的优点，节能省电，可对调速的合理控制、精确度极高等。那么对PLC变频器技术的实际应用，还需要结合应用领域及应用需求，要求相关操作人员能对PLC变频器技术特点详细掌握，严格按照相关标准要求的规范性操作，有效降低安全事故发生率，加强对机械设备的保护，提高整体的运行效率与质量。

1 简述PLC自控系统特点

工业生产领域中，广泛应用PLC自动控制系统代替继电器实施逻辑控制功能，是可编程逻辑控制器的一种，也属于一种微型计算机，是对现代化工业生产过程的控制。PLC自动控制技术有简单的编程方式与应用方法；其编程模式以梯形图为主，操作人员很容易地就可操作该图形模式。同时该系统有很强的抗干扰能力，且准确性与稳定性高，极大地提高了PLC自动控制系统可信度。与其它控制系统相比，PLC自动控制系统运行稳定且使用周期长。该系统设计方案维护与安装方便，有灵活的连接方式且拆解简单，因而体积小、功能多且使用范围大是其非常突出的特点。工业生产中，PLC自动控制系统而言，一台电机是其主要控制对象，因而利用一台PLC设备就可实现理想控制效果，但该设备必须要有很好的配置性能，且质量一定要高。应用变频器技术与PLC技术可对电机做好有效控制与调速，利于对电机持续进行大范围与高效率的调控，速度控制精确性高。

2 PLC自动控制技术在变频器中的具体应用

2.1 变频器释放电路

在对变频器的容量进行释放时，降压是较为有效的方法之一。从本质的角上讲，变频器容量的释放应当在不改变容量的情况下完成，借助变频器本身的变压范围，对输出电流进行逐步提升，最终满足电动机控制系统的需要。在理想状态下，变压器的原边与副边之间的电压比与电流的反比相等，也就是说，采用降压的方法，能够使变频器的容量得到释放，据此可以设计出一个释放电路。具体如下：将变频器与变压器的原边相连接，电动机的转子与变压器的副边相连接，此时的变压器变比在电动机重载工况下，当功率因数为1时，副边所需的电压和电流分别为13V与9A，而变频器需要输出的电压与电流分别为39V和3A，即变频器释放了大概3倍左右的容量。在此要着重阐明的一点是，电动机的转子具有感应电压的特性，受到这个特性的影响。使得变频器输出的全部都是低频电压。鉴于此，本次开发的节能控制系统中，降压变压器应选用低频变压器，以此来满足变频器的需要。

2.2 基于通信协议应用PLC自动控制技术

变频器运行中，利用通信协议可促使设备有效应用PLC自控技术。因根据通信协议自身特点，其包含自由口与MODBUS两种通信协议。而变频器与PLC系统都可应用专业通信协议控制，自由口模式通信协议可全面控制PLC自动控制系统，确保通信程序编写系统稳定而安全的运行，还能实现CRC校验。一般情况下，会采用专用通信协议进行处理，就是变频器与PLC自动控制系统间签订专用协议后，再利用PLC自动控制技术并发挥其作用，保障变频器与PLC系统控制效果，以此提高变频器运行效率。分析通信协议可以发现，要正确看待通讯调试效果，科学合理的应用技术，以此为变频器安全与稳定的运行提供保障，提高PLC自动控制技术应用价值。工业生产企业要根据企业实际生产经营情况，合理选用通信协议，以此增强变频器运行控制效率的同时，促进企业实现可持续发展。

2.3 电动机节能控制系统结构设计

根据PLC和变频器的参数设计电动机的节能控制系统。节能控制系统利用PLC对变频器、检测电路和切换电路进行控制，以达到节能运行目的；触摸屏提供人机交互界面，对系统运行参数和电机状态进行可视化呈现，方便用户在界面上操控系统，监视系统运行状态；检测电路检测定子侧电压、电流功率因数、电机转子电流相位、电压幅值、电机转速、电流频率等数据，将检测数据信息传输到PLC中，由PLC对数据进行统计分析，启动节能控制措施；电机起动器主要用于切换电路，实现异步与双馈之间的转换，以保证电机处于平稳的工作模式下。在PLC中写入节能算法，预先设置节能控制策略，在控制电机状态时通过变频器的参数变化来实现，可取得良好的电动机节能控制效果。

2.4 变频器中PLC自动控制技术的应用

目前，利用PLC对变频器进行变频控制的技术已经日趋成熟，随着电力电子技术和控制技术的不断发展，交流电机变频调速技术已经广泛应用于工业生产领域。利用PLC与变频器对交流电机进行调速，即将PLC与变频器通过PROFIBUS-DP连接构成网络，通过软件进行人机交互，在变频器中设置不同的输出频率，通过PLC编程进行变频器的输出频率控制，从而达到控制交流电机转速的目的。工作人员只需在PLC人机界面上进行操作即可实现电动机的方向及转速控制，并且还可以通过组态软件来实现电动机的实时监控。

2.5 引用于变频器端子连接PLC系统

实际生产中为了融合变频器与PLC自动控制技术，工业生产企业除过应用通信协议连接模式，还可通过连接变频器端子与PLC自动控制系统达成目标，该连接模式方向主要有两种，即PLC自动控制系统连接模拟量端子，还有PLC自动控制系统连接数字输入端。对于工业生产而言，实际生产中无论选用何种连接方式，都要充分考虑PLC自动控制系统及变频器特点。值得注意的是，实际应用中第二种连接方法能够实现停止或启动控制变频器，也可根据企业实际生产需求调节变频器已经预先设定好的频率。假若变频器产品包含的数字量输入端子比较多，那么变频器与PLC自动控制系统连接后，其运行过程就能获得大量预定频率。

结束语

综上所述，当前随着社会经济的快速发展，现代科技水平不断提高，工业生产领域中变频器与PLC自动控制技术应用日益广泛。实际生产中，在变频器中应用PLC自动控制技术，可有效提高工业生产效率及质量，促使工业企业实现安全生产目标，一定程度上还可为企业节省工业生产成本，创造更多的社会与经济效益。因而，PLC自动控制技术应用于变频器中，对工业企业发展与社会经济稳定发展具有非常重要的意义。所以，工业企业实际生产中，相关单位必须要重视PLC自动控制技术与变频器间的有效融合，合理选择设备与应用技术，促使两者有效结合充分发挥价值，推动工业企业实现可持续发展目标。

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