變頻器中PLC自動(dòng)控制技術(shù)的運(yùn)用分析

李雪清

【摘 要】伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)各個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模也逐步擴(kuò)大。在企業(yè)不斷壯大的過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展成為了很重要的問(wèn)題。作為一項(xiàng)目前處于先進(jìn)地位的計(jì)算PLC自動(dòng)控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的應(yīng)用也越來(lái)越廣，在電氣工程領(lǐng)域的作用尤為突出。雖然PLC自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用很廣，但還是有很大的進(jìn)步空間。該技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展也對(duì)變頻器相關(guān)技術(shù)的展開(kāi)有促進(jìn)作用。實(shí)際生產(chǎn)中變頻器的運(yùn)行主要受人為操縱，人機(jī)互動(dòng)能力不強(qiáng)。變頻器的發(fā)展實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)PLC自動(dòng)控制技術(shù)來(lái)解決。幫助提升人機(jī)互動(dòng)功能，更好的滿足現(xiàn)在社會(huì)的需求，促進(jìn)中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。這也說(shuō)明了PLC自動(dòng)控制技術(shù)的重要性了。本文主要對(duì)PLC自動(dòng)控制技術(shù)概念及特性做了具體研究分析，也對(duì)該技術(shù)在變頻器中具體應(yīng)用操作進(jìn)行詳盡探討。能讓PLC自動(dòng)控制技術(shù)更好發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)作用，進(jìn)一步促使PLC技術(shù)領(lǐng)域的飛速進(jìn)步。

【關(guān)鍵詞】變頻器；PLC自動(dòng)控制技術(shù)；運(yùn)用分析

變頻器在現(xiàn)代工業(yè)中的使用空間其實(shí)是非常廣闊的。由于技術(shù)本身存在的局限性，在實(shí)際操作中主要還是要依靠人工，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器有效、實(shí)時(shí)的把控。這樣就造成了變頻器無(wú)法完全適應(yīng)工業(yè)發(fā)展需求。目前PLC自動(dòng)控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用到了變頻器中，此技術(shù)可以幫助解決變頻器存在的問(wèn)題。而且PLC自動(dòng)控制技術(shù)在變頻器中的使用對(duì)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)也有著較深的影響。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的本質(zhì)其實(shí)就是可編程的邏輯控制器，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，能實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)控制操作。該技術(shù)的功能很強(qiáng)大，電氣控制領(lǐng)域用的應(yīng)用是最多的。變頻器技術(shù)是變頻器中很重要的組成部分之一，也是相關(guān)技術(shù)人員一直以來(lái)的研究重點(diǎn)。變頻器中所用到的變頻技術(shù)，以前都是靠人工進(jìn)行操作的。不過(guò)人為操縱過(guò)程太繁瑣，工作效率過(guò)于低下，數(shù)據(jù)分析能力也很落后。而在PLC自動(dòng)控制技術(shù)被應(yīng)用到變頻器中之后，變頻器的數(shù)據(jù)分析能力大大增強(qiáng)，各個(gè)設(shè)備裝置的應(yīng)用需求也基本都能得到滿足，這也讓變頻器使用領(lǐng)域逐步增大。

一、PLC自動(dòng)控制技術(shù)特點(diǎn)

Programmable Logic Controller 就叫做 PLC 控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱是PLC， 還可以稱之為“可編程邏輯控制”器 。該系統(tǒng)主要目的是為了幫助工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展更好實(shí)行。PLC自動(dòng)控制技術(shù)其實(shí)可以算是一種微型的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。而且PLC自動(dòng)控制技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的編程操作，生產(chǎn)工作效率得到了極大的提高。其實(shí)PLC自動(dòng)控制技術(shù)的編程過(guò)程并不十分復(fù)雜，相關(guān)工作人員也不需要有豐富的計(jì)算機(jī)編程知識(shí)，只要完成簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)培訓(xùn)和考核就能上崗操作了。PLC自動(dòng)控制技術(shù)的特點(diǎn)是：功能豐富且強(qiáng)大、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)誤差小、可應(yīng)用的范圍領(lǐng)域比較廣闊、機(jī)器體積輕巧、工作使用的年限長(zhǎng)、連通方式簡(jiǎn)便靈活、抗干擾能力很強(qiáng)等。正是基于以上這些優(yōu)點(diǎn)，PLC自動(dòng)控制技術(shù)的使用范圍也越來(lái)也寬闊了。而在自動(dòng)控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，信息的處理，數(shù)據(jù)的分析都實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化。只要相關(guān)信息被傳送至控制系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)就可實(shí)行自行處理，若發(fā)生了問(wèn)題故障還會(huì)及時(shí)報(bào)警。與傳統(tǒng)的人工操作相比，工作能力和工作效率都有很大的提高[1]。按照邏輯控制器特性，當(dāng)PLC自動(dòng)控制某電機(jī)裝備時(shí)，PLC編程會(huì)將控制效果即刻放大數(shù)倍。不過(guò)這種操作，對(duì)PLC控制系統(tǒng)質(zhì)量和性能要求都是非常高的。在進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控工作的時(shí)候PLC控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)發(fā)出信號(hào)對(duì)變頻器實(shí)行操作，然后可以完成對(duì)電子設(shè)備的自動(dòng)控制。而變頻器的實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)情況也會(huì)被傳輸至PLC控制系統(tǒng)中去。變頻器工作過(guò)程種生產(chǎn)的數(shù)據(jù)信息、指令等會(huì)經(jīng)由PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的整合和詳盡分析。經(jīng)過(guò)綜合分析之后再傳遞到報(bào)警裝置，報(bào)警裝備就會(huì)提醒相關(guān)工作人員，就能對(duì)出現(xiàn)的故障問(wèn)題盡快進(jìn)行解決處理。

二、PLC模塊選擇

現(xiàn)階段市場(chǎng)種變頻器產(chǎn)品類型繁多，價(jià)格差異也很大。對(duì)應(yīng)企業(yè)來(lái)說(shuō)，就有了很大的挑選空間。不過(guò)，產(chǎn)品種類越多企業(yè)就越難選擇。在實(shí)際生產(chǎn)中，變頻器品類不同負(fù)荷能力也不盡相同。所以生產(chǎn)企業(yè)在對(duì)變頻器進(jìn)行選擇的時(shí)候，要從自身生產(chǎn)產(chǎn)品的工藝特點(diǎn)以及企業(yè)的實(shí)際情況出發(fā)，不能盲目選擇價(jià)格低的或是負(fù)荷能力大的。

落實(shí)到具體的變頻器選擇種來(lái)看，變頻器的性能參數(shù)是設(shè)計(jì)人員需要特別注意的部分，具體的選擇還要考慮實(shí)際應(yīng)用情況。而且有一點(diǎn)要特別注意：不同模塊盡可能選擇規(guī)格相同的，這樣也方便后期對(duì)PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行管理。還有一點(diǎn)要注意，在選擇PLC型號(hào)的時(shí)候，也要將變頻器自身特點(diǎn)考慮進(jìn)去，信號(hào)格式也要注意需與變頻器相匹配。因?yàn)樵趯?shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，不同的機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)所用到的變頻器也是不一樣的。在對(duì)PLC模塊選擇時(shí)，機(jī)型、I/O功能模塊的對(duì)照是放在第一位的位，PLC系統(tǒng)只有和變頻器相匹配，才能發(fā)揮出最大的作用。除此之外信號(hào)類型、輸入接線連接、電壓等級(jí)等都要作為參考。只有充分考慮了這些實(shí)際參數(shù)情況，PLC系統(tǒng)和變頻器的組合才是最佳的，才能最大化的體現(xiàn)它們的價(jià)值作用[2]。除了要考慮變頻器參數(shù)，匹配度等具體的指標(biāo)之外，對(duì)于變頻器的質(zhì)量問(wèn)題也要重點(diǎn)關(guān)注。若是挑選了質(zhì)量不好的變頻器，不僅會(huì)浪費(fèi)了還可能對(duì)企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生不可彌補(bǔ)的損傷。

三、PLC自動(dòng)控制技術(shù)具體應(yīng)用分析

（一）利用通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)的措施

根據(jù)通信協(xié)議自身特點(diǎn)可以分為通用和專用兩種不同的類型。專用通信協(xié)議所用的變頻器和PLC間的通信協(xié)議，是在事先就已經(jīng)設(shè)定好的。通用通信協(xié)議功能比較多，不僅能對(duì)通信自由程序加以控制，還能在各種不同型號(hào)的變頻器之間實(shí)現(xiàn)通訊。為了保障PLC系統(tǒng)和變頻器通信的安全性和可靠性，在完成程序編寫(xiě)工作和通訊調(diào)試工作之后，可以選擇自由口通信模式。而且通訊效果的確保也是通信協(xié)議選擇點(diǎn)之一。通過(guò)不斷的技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)，保證了變頻器的穩(wěn)定和安全，可以在最大程度上實(shí)現(xiàn)PLC自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)際的使用價(jià)值。

（二）PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在變頻器自動(dòng)控制上的應(yīng)用

1、變頻器常見(jiàn)故障問(wèn)題

第一個(gè)問(wèn)題是加減速過(guò)電流故障問(wèn)題。工業(yè)設(shè)備在實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)工作中，功率其實(shí)通常并不是完全適應(yīng)的，這就很容易導(dǎo)致出現(xiàn)過(guò)電流故障。注意故障產(chǎn)生原因是變頻器在加速的時(shí)候，速度提升太快，機(jī)器設(shè)備在轉(zhuǎn)速負(fù)荷慣性作用下就容易出問(wèn)題；而在變頻器進(jìn)行減速時(shí)，也可能由于負(fù)載的慣性太大、減速時(shí)間不夠從而致使故障的產(chǎn)生。

第二個(gè)問(wèn)題是電動(dòng)機(jī)過(guò)載故障。變頻器在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)工作中，若是長(zhǎng)時(shí)間都是低速運(yùn)轉(zhuǎn)，損耗過(guò)大，或者是散熱要求不達(dá)標(biāo)，都會(huì)導(dǎo)致V/F 曲線不適配，進(jìn)而出現(xiàn)電機(jī)故障問(wèn)題。

第三個(gè)是由于變頻器在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)。噪音來(lái)源有通風(fēng)、機(jī)械和電磁波。在輸出電壓與電流出現(xiàn)諧波分量，就會(huì)加大噪音；而且電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生電磁振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)，這些震動(dòng)對(duì)變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)都是有影響的。

第四是變頻器過(guò)熱故障。變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量。就會(huì)讓變壓器溫度快速上升，外部溫度不穩(wěn)則會(huì)影響變頻器本身散熱功能，大量熱量聚集起來(lái)就會(huì)導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)過(guò)熱故障。

第五個(gè)問(wèn)題是變頻器參數(shù)設(shè)置不對(duì)。變頻器參數(shù)發(fā)生任何改變，都會(huì)對(duì)變頻器正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生直接影響。若設(shè)置參數(shù)出現(xiàn)失誤，就會(huì)出現(xiàn)故障，甚至可能還會(huì)讓變頻器完全喪失功能。

2、PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)變頻器問(wèn)題的解決

PLC 自動(dòng)控制技術(shù)的實(shí)際使用過(guò)程中，自動(dòng)化控制的實(shí)現(xiàn)主要是依靠 I/O 端子和 PLC 控制系統(tǒng)。要取得好的實(shí)際應(yīng)用效果，就要對(duì)這兩部分進(jìn)行優(yōu)化組合。

隨著使用時(shí)間的增加，變頻器設(shè)備耗電量也會(huì)逐步增加，這就加大了企業(yè)的生產(chǎn)成本，降低了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在變頻器中使用PLC 控制系統(tǒng)，可以減少設(shè)備的電能消耗，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。

而且PLC 控制系統(tǒng)安全性也是非常高的。通過(guò)和系統(tǒng)設(shè)定流程結(jié)合，可以對(duì)設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免出現(xiàn)控制雜亂的情況，影響操作質(zhì)量。

PLC 控制系統(tǒng)的操作也很簡(jiǎn)單，前文已經(jīng)提到，只要經(jīng)過(guò)稍微培訓(xùn)，一般技術(shù)人員就能上崗操作了。那么一定程度上也簡(jiǎn)化了變頻器設(shè)備操作方式，總體工作效率也得到了很大的提高。

變頻器中編程控制系統(tǒng)在閉環(huán)控制運(yùn)用中主要的運(yùn)行方式是泵類控制集中運(yùn)行。在選擇PLC 控制系統(tǒng)的時(shí)候，就要根據(jù)各類泵各不同環(huán)節(jié)不的工作需求標(biāo)準(zhǔn)去挑選，這樣才能確保變頻器設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)一直處在一個(gè)合理的狀態(tài)下。而且企業(yè)在進(jìn)行日常工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，也要對(duì)連接方式加以考慮，PLC 系統(tǒng)和變頻器各自的特性都要充分考慮周全。根據(jù)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)實(shí)際需求再對(duì)變頻器的頻率進(jìn)行預(yù)設(shè)調(diào)整。想要利用PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的自動(dòng)化管控，就要注意PLC 控制系統(tǒng)和變頻器之間一定要實(shí)現(xiàn)有效連接?，F(xiàn)階段，PLC 控制系統(tǒng)和變頻器的連接是離不開(kāi) I/O 端子的。I/O 端子連接又分為兩種，一種是 PLC 控制系統(tǒng)與模擬量端子連接，另一種則是PLC 控制系統(tǒng)與數(shù)字輸入端進(jìn)行連接。若是 PLC 控制系統(tǒng)本身是沒(méi)有 I/O 端子存在的，那么就要利用 PLC 控制系統(tǒng)與模擬量端子連接這個(gè)模式，才能完成對(duì)變頻器的自動(dòng)控制，這個(gè)連接過(guò)程，主要是對(duì)變頻器的開(kāi)閉進(jìn)行控制 ；如果 PLC 控制系統(tǒng)本身就有1個(gè)或幾個(gè) I/O 端子，連接工作的完成就簡(jiǎn)單多了，只要將已有的 I/O 端子與變頻器的輸入端連接起來(lái)就行了。變頻器預(yù)設(shè)頻率數(shù)目與其自身端子數(shù)目也是有著密切的關(guān)系的。隨著端子數(shù)的增加，預(yù)設(shè)頻率也會(huì)加大很多。伴隨著工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的進(jìn)行，變頻器中 PLC 自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用也變得越來(lái)越重要[3]。

四、結(jié)語(yǔ)

在變頻器中 PLC 自動(dòng)控制技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用操作中，有一些問(wèn)題的出現(xiàn)是會(huì)對(duì)變頻器整體工作效率產(chǎn)生影響。而通過(guò)PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)就可以針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行很好的解決，這對(duì)于變頻器的進(jìn)步發(fā)展都是有著深刻的意義。PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)在變頻器的運(yùn)用，不僅能有效解決變頻器功能的缺陷，也能大大提高變頻器的工作效率，從而進(jìn)一步提高企業(yè)生產(chǎn)效率。而且變頻器在應(yīng)用了 PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)后，就可以依靠 PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，達(dá)到對(duì)變頻器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的。減少變頻器實(shí)際工作中對(duì)人工的依賴性。合理的使用警報(bào)系統(tǒng)，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高變頻器使用率，減少設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)，提高整體的工作效率。所以PLC 自動(dòng)控制技術(shù)的不斷改革和創(chuàng)新，就成為了一個(gè)非常重要的問(wèn)題。將PLC 自動(dòng)控制技術(shù)和變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)組合，就能彌補(bǔ)缺陷，就能幫助PLC 自動(dòng)控制技術(shù)在變頻器中的實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展，進(jìn)而為變頻器在工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的廣泛應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

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