如何應(yīng)用PLC控制交流變頻調(diào)速控制系統(tǒng)

王治華

[摘 要]普通的三相交流電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，通常會(huì)以固定工頻啟動(dòng)，啟動(dòng)電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出電機(jī)的額定電流，這會(huì)使電機(jī)繞組產(chǎn)生大量熱量，從而降低電機(jī)的壽命。當(dāng)通過基于PLC技術(shù)控制的交流變頻調(diào)速裝置啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，可以有效地減小電機(jī)的啟動(dòng)電流，電機(jī)也能夠均勻的加減速，這不但節(jié)能，還能延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命。本文主要研究了如何通過PLC技術(shù)控制交流變頻控制系統(tǒng)。

[關(guān)鍵詞]PLC控制；交流變頻；調(diào)速控制

中圖分類號(hào)：G507 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）48-0087-01

引言

電能是現(xiàn)代社會(huì)進(jìn)行生產(chǎn)工作時(shí)必須的能源，電機(jī)則是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種電力拖動(dòng)裝置。每個(gè)國(guó)家或地區(qū)的電網(wǎng)頻率都是不同的，電機(jī)在接通電源時(shí)如果不能對(duì)電網(wǎng)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，電機(jī)就只能保持一種轉(zhuǎn)速工作，不能滿足各種工作的需求。基于這個(gè)問題人們通過探索，研究出一種交流變頻控制系統(tǒng)，而后通過PLC技術(shù)控制該系統(tǒng)，大大提高了工作效率。

1、PLC控制交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的原理

PLC技術(shù)在交流變頻控制調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，我們以生活中常見的電梯為例，介紹其工作原理。電梯的控制系統(tǒng)是由電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)和信號(hào)邏輯系統(tǒng)組成，電梯的運(yùn)行動(dòng)作也是由兩個(gè)系統(tǒng)相互配合完成的。電梯傳動(dòng)控制系統(tǒng)的主要組成部分是垂直方向的電梯主拖動(dòng)電路和轎廂的開關(guān)電路，乘客的舒適感主要取決于電梯在運(yùn)行時(shí)的控制性能。電梯信號(hào)邏輯控制系統(tǒng)主要包括PLC、傳感器、指示燈、呼叫按鈕、控制繼電器等部分。電梯運(yùn)行時(shí)首先信號(hào)邏輯系統(tǒng)會(huì)發(fā)送運(yùn)動(dòng)信號(hào)給PLC，之后PLC再向發(fā)出變頻器各種信號(hào)，包括電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)、電機(jī)的加速和減速、電機(jī)抱閘等信號(hào)，然后變頻器再根據(jù)控制算法和控制參數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行整理，最后輸出信號(hào)完成對(duì)電機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)電梯的上下運(yùn)動(dòng)。電梯在運(yùn)行中出現(xiàn)故障時(shí)，PLC控制器就會(huì)向交流變頻器傳達(dá)異常信號(hào)，提醒用戶系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)了故障。

2、PLC控制交流變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)

2.1、變頻調(diào)速更加節(jié)能

PLC控制的電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)可以對(duì)電機(jī)的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行操控、調(diào)節(jié)，同時(shí)還能將其中的設(shè)備、環(huán)節(jié)的良好效果展現(xiàn)出來。PLC控制的電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)具有控制精準(zhǔn)和快速下達(dá)指令的優(yōu)點(diǎn)，工作人員在使用時(shí)可以在一定程度上提高工作效率。該系統(tǒng)還能有效地減小電機(jī)的啟動(dòng)電流，能夠節(jié)省能源，減輕電力系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)能源的損耗，保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境，節(jié)省資金和能源的投入。電力企業(yè)將節(jié)省下來的能源進(jìn)行合理分配利用，大大增加了能源利用率，促進(jìn)電力企業(yè)快速發(fā)展。

2.2、PLC控制調(diào)速器在電機(jī)運(yùn)行中的優(yōu)點(diǎn)

PLC控制的電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)在對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)有著非常顯著的效果，即使出現(xiàn)操作失誤，該系統(tǒng)也不會(huì)造成電機(jī)摧毀。PLC控制的電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，可以通過電路中的電流進(jìn)行控制，可以有效地降低啟動(dòng)電流，更好的保護(hù)電機(jī)。在電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)常常會(huì)以較低的頻率運(yùn)轉(zhuǎn)，這也能減少電機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，達(dá)到指定的運(yùn)行時(shí)間時(shí)就可以對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，這樣就保證了PLC控制的電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的使用安全。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行需要加速時(shí)，操作人員可以根據(jù)電機(jī)速度的需求對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的加速運(yùn)行。

2.3、PLC調(diào)速控制器能有效提高電機(jī)工作效率

PLC調(diào)速控制器可以應(yīng)用于機(jī)床、傳送設(shè)備、起重設(shè)備等各領(lǐng)域。使用該系統(tǒng)還可以在一定程度上延長(zhǎng)了電機(jī)的壽命，提升其工作效率。除此之外，使用PLC調(diào)速控制系統(tǒng)時(shí)還可以對(duì)一些動(dòng)力系統(tǒng)及產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化，能有效提高動(dòng)力系統(tǒng)及產(chǎn)品的使用質(zhì)量和效率。PLC調(diào)速控制系統(tǒng)具有較高的系統(tǒng)性與綜合性，在使用時(shí)能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)進(jìn)行完美結(jié)合，能很好的完成電機(jī)變頻調(diào)速控制的工作。PLC調(diào)速控制系統(tǒng)還可對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)、產(chǎn)品進(jìn)行轉(zhuǎn)暖操作，減少電流對(duì)設(shè)備的沖擊，保證電機(jī)的使用安全與生產(chǎn)安全。

3、PLC變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用

PLC變頻調(diào)速系統(tǒng)能夠控制一個(gè)設(shè)備中的多個(gè)部位，我們以起重機(jī)為例，研究PLC變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用。一般情況下，當(dāng)PLC系統(tǒng)中的信息處理系統(tǒng)與變頻調(diào)速控制系統(tǒng)相互作用時(shí)，通過變頻器產(chǎn)生的交流電具有不穩(wěn)定性，并且會(huì)持續(xù)不斷的對(duì)電機(jī)設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度增快或者降低，并且能夠及時(shí)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整。PLC變頻調(diào)速控制系統(tǒng)主要依據(jù)變頻器的工作特點(diǎn)進(jìn)行研究與應(yīng)用的，起重機(jī)中的PLC變頻調(diào)速控制系統(tǒng)主要應(yīng)用在吊鉤、起重機(jī)底座和運(yùn)載車輛的電機(jī)上。由于起重機(jī)的吊臂運(yùn)行距離相對(duì)較長(zhǎng)，需要設(shè)定一個(gè)合適的調(diào)速裝置對(duì)其運(yùn)行范圍和運(yùn)行距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.1、對(duì)起重機(jī)動(dòng)作進(jìn)行調(diào)節(jié)

變頻調(diào)速系統(tǒng)作為起重機(jī)中的核心系統(tǒng)，要注意不同部位的運(yùn)轉(zhuǎn)需求，技術(shù)人員可以根據(jù)變頻調(diào)速系統(tǒng)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新，并由PLC系統(tǒng)對(duì)它們進(jìn)行統(tǒng)一檢測(cè)控制。起重機(jī)在工作時(shí)涉及到的工作動(dòng)作有很多，主要包括吊鉤升降、起重機(jī)底座轉(zhuǎn)動(dòng)以及運(yùn)載車輛的正常運(yùn)轉(zhuǎn)等。工作時(shí)可以根據(jù)變頻調(diào)速系統(tǒng)的功能對(duì)這些動(dòng)作進(jìn)行分析處理，變頻系統(tǒng)根據(jù)起重負(fù)荷適當(dāng)?shù)母淖冸姍C(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，起重機(jī)底座需要轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該系統(tǒng)可控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。

3.2、觸摸顯示屏

觸摸顯示屏作為起重機(jī)的核心操作部位，具有特殊的功能效果，當(dāng)與PLC變頻調(diào)速系統(tǒng)相連接后，可以根據(jù)觸摸顯示屏的軟件功能進(jìn)行深入開發(fā)研究，主要包含系統(tǒng)參數(shù)的分析、顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及故障的檢測(cè)等功能。這種觸摸顯示屏系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)交流，操作簡(jiǎn)單便捷，而且操作人員能夠通過觸摸顯示屏進(jìn)行故障的檢測(cè)和防御，實(shí)現(xiàn)上機(jī)位與下機(jī)位的連接，快速傳遞信息并進(jìn)行全面監(jiān)控調(diào)整。

3.3、變頻調(diào)速控制系統(tǒng)

PLC控制系統(tǒng)由多種零散部件構(gòu)成，能合理控制電源電壓大小與電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)與上位機(jī)連接后，能夠進(jìn)行層次化處理，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通訊。PLC控制系統(tǒng)主要包含三個(gè)方面的功能，第一，接收并處理由負(fù)荷重量測(cè)量?jī)x傳輸過來的信號(hào)，并按照實(shí)際測(cè)量結(jié)果對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制進(jìn)而控制起重機(jī)吊鉤的動(dòng)力；第二，及時(shí)接收并處理變頻調(diào)速儀器所傳遞的信息，控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為吊鉤提供充足動(dòng)力防止掉溝下滑；第三，接收并處理控制系統(tǒng)傳輸過來的信號(hào)，適時(shí)地增大或減小吊鉤的動(dòng)力。

結(jié)語

通過對(duì)以上具體事例的分析，我們不難發(fā)現(xiàn)通過PLC控制的交流變頻控制系統(tǒng)在各行業(yè)應(yīng)用廣泛，隨著時(shí)代的發(fā)展PLC交流變頻控制系統(tǒng)的功能會(huì)更加多樣化。由于該系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保并且能有效的保護(hù)電機(jī)，延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的青睞。在未來的發(fā)展中科研人員需加大設(shè)計(jì)研究力度，將理論知識(shí)與實(shí)際操作相互結(jié)合，提升PLC交流變頻控制器的控制功能，以變頻控制器為主導(dǎo)，帶動(dòng)我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷提升。

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