變頻器中PLC自動控制技術(shù)的運用

劉金星

摘要：自動控制是今后工業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展的必然趨勢，PLC自控技術(shù)在多年的發(fā)展中已經(jīng)成功的滲透到了眾多領(lǐng)域，例如變頻器。PLC自控技術(shù)的使用有效的扭轉(zhuǎn)與改變了原本變頻器數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析能力差的問題，為變頻器提供了更為出色的人機互動能力。也就是說PLC自控技術(shù)在變頻器中的應(yīng)用有著1+1>2的效果，其可以有效的滿足變頻器使用要求。為深入挖掘與最大化PLC技術(shù)的作用，了解變頻器與PLC技術(shù)的結(jié)合點，本文將展開深度分析。

關(guān)鍵詞：變頻器；PLC自動控制技術(shù)；應(yīng)用

前言：

以目前的形勢來看，PLC自控技術(shù)已經(jīng)成為廣受工業(yè)認可的技術(shù)，憑借著強大的能力，被應(yīng)用于邏輯控制之中。PLC自控技術(shù)在很多領(lǐng)域都有著良好的發(fā)展空間與應(yīng)用范圍，其對我國的變頻技術(shù)發(fā)展予以了技術(shù)層面的支持，甚至有可能會直接取代傳統(tǒng)變頻器直流調(diào)速這項技術(shù)。因目前變頻器采用人工控制方式，而人工控制顯然已經(jīng)漸漸變得無法再適應(yīng)社會發(fā)展要求，所以有必要利用PLC自控技術(shù)，提高變頻器的數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理性能，賦予變頻器更為出眾的自動化能力，只有這樣變頻技術(shù)才能夠更好的發(fā)揮其應(yīng)有的作用，推動國民經(jīng)濟進一步建設(shè)。

一、PLC自控技術(shù)概述

所謂的PLC自控技術(shù)同時也被人們稱之為可編輯邏輯控制器[1]。PLC自控技術(shù)作為邏輯控制器完成設(shè)備操作、系統(tǒng)控制，是對傳統(tǒng)繼電器控制的升華技術(shù)。因此以PLC功能特征可以將該技術(shù)視為微型計算機。PLC自控技術(shù)在多年的發(fā)展過程中漸漸得到了人們的廣泛重視，被應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)之中。PLC技術(shù)在工業(yè)發(fā)展的過程中予以了工業(yè)產(chǎn)品更好的質(zhì)量與效率保障[2]。此外PLC自控技術(shù)編程實際上并不困難，絕大多數(shù)人員在短期培訓(xùn)后都能夠直接上崗?fù)瓿蒔LC編程。PLC本身的高精度控制、強抗干擾能力、強穩(wěn)定性都決定了其使用價值。相較于現(xiàn)代工業(yè)的其他種類控制系統(tǒng)而言，PLC技術(shù)的穩(wěn)定性更加突出、使用壽命也相對較長。PLC技術(shù)能夠以工業(yè)生產(chǎn)需求對接各種各樣的工業(yè)生產(chǎn)制造設(shè)備，有著適用性強、功能豐富、體積小、連接方式靈活等特征，這些特征優(yōu)勢都是人們青睞于使用PLC自控技術(shù)的原因。PLC自控技術(shù)和變頻器的融合借助的是系統(tǒng)之間輸入與輸出信號來完成系統(tǒng)的控制，工作過程由傳感器將所收集到的信號傳給PLC系統(tǒng)，在系統(tǒng)接收到信號以后自行完成數(shù)據(jù)信息的分析與處理工作。假設(shè)變頻器出現(xiàn)了故障，PLC系統(tǒng)還會立刻發(fā)出警報。因此PLC自控技術(shù)在變頻器中的作用非常突出，在彌補其原有功能缺陷的同時，對延長變頻器壽命與使用效率而言都有很大的幫助。

二、變頻器PLC模塊選擇分析

事實上以當(dāng)前的科技與生產(chǎn)力水平來看，市面上存在著很多種類的變頻器都可以作為工業(yè)企業(yè)使用。當(dāng)然不同類型的變頻器功能、價格也是完全不同[3]。性能卓越的變頻器有著更高的價格，性能普通的變頻器價格相對便宜。生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)以生產(chǎn)產(chǎn)品需求、工藝特征選擇變頻器，而不是一味的追求性價比，或者只根據(jù)變頻器性能選擇設(shè)備。之所以如此與不同電機運行時攜帶的負荷能力大不相同有很大關(guān)系，企業(yè)應(yīng)結(jié)合電機負荷情況合理選擇變頻器產(chǎn)品。對工業(yè)企業(yè)來說應(yīng)根據(jù)機械運行條件選擇變頻器，企業(yè)必須考慮變頻器的使用是否符合企業(yè)生產(chǎn)要求以及設(shè)備的可靠性是否能夠得到保障。如果不關(guān)注這些問題，變頻器的使用很有可能會影響到企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本。以筆者的角度來看工業(yè)生產(chǎn)中在選擇PLC控制系統(tǒng)時需要同時考慮功能模塊、通信能力、聯(lián)網(wǎng)能力、電源模塊、容量、I/O模塊、機型等要素，這些要素的選擇與處理是確保企業(yè)能夠最大化PLC系統(tǒng)價值、變頻器功效的重要前提。此外PLC系統(tǒng)的選擇還要考慮輸入接線方式、電壓等級、信號類型等因素。平衡好了如上因素，確保變頻器與PLC系統(tǒng)完全契合才可以最大化生產(chǎn)效益。

三、PLC自控技術(shù)特點

PLC技術(shù)有著操作簡單、編程簡單的優(yōu)勢，故絕大多數(shù)情況下都是以梯形圖模式運行。此外PLC自控技術(shù)有著良好的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性，強大的抗干擾能力為期提供了較高的可信度。相較于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)而言，PLC自控技術(shù)有著更為穩(wěn)定的運行能力與更長的使用壽命，不論是早期安裝還是后期維護PLC技術(shù)都有著十分方便的使用條件。PLC自控技術(shù)作為新興、先進的科技，靈活的連接方式與豐富的功能、便攜的體積讓PLC技術(shù)得到了更多的實踐使用領(lǐng)域。

四、PLC自控系統(tǒng)可靠性設(shè)計

（一）可靠性與警報系統(tǒng)

使用PLC自控技術(shù)的目的在于提高變頻器控制能力，賦予變頻器自控功能。在變頻器發(fā)生故障后，自控技術(shù)、自控系統(tǒng)能夠發(fā)出警報告知有關(guān)人員，及時解決變頻器的反應(yīng)故障、文字故障，明確說出故障類型，為工作人員解決故障提供各種建議。每一次的故障都會被記錄到PLC系統(tǒng)的日志中存儲，作為下一次的故障處理、故障分析依據(jù)與經(jīng)驗。借助于警報系統(tǒng)中的指示燈，工作人員就可以知道設(shè)備運行情況，完成系統(tǒng)控制。PLC為警報系統(tǒng)提供了穩(wěn)定且可靠的功能，明確了警報系統(tǒng)任務(wù)。

（二）輸入信號可靠性

提高PLC自控系統(tǒng)信號輸入可靠性需要確保變頻器與其他設(shè)備本身也有著穩(wěn)定、可靠的性能。PLC自控系統(tǒng)本身雖然功能豐富，可是卻會隨著周圍工作設(shè)備自身的變化而出現(xiàn)一定變化。比如工作設(shè)備變化導(dǎo)致信號變?nèi)醯?。假設(shè)變頻器質(zhì)量出現(xiàn)了問題，PLC自控系統(tǒng)就會立刻停止運行。PLC自控技術(shù)運算能力強、運算速度快，有著較強的邏輯性。PLC自控技術(shù)將輸入信號轉(zhuǎn)化為量信號計算，并將反應(yīng)量通過控制器面板反映出來。PLC自控技術(shù)與變頻器的結(jié)合是運用PLC自控系統(tǒng)完成信號的發(fā)送與變頻器自控。憑借著自動控制能力減少人工控制要求，提高了控制先進性。此外變頻器運行中將借助傳感器搜集變頻器實時數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)最終返還給PLC系統(tǒng)，工作人員在看到這些數(shù)據(jù)后就能知道變頻器使用情況，發(fā)現(xiàn)變頻器運行問題，延長了變頻器壽命，提高了變頻器工作效率。

五、變頻器中的PLC自控技術(shù)

（一）通信協(xié)議

借助于通信協(xié)議變頻器就可以完成PLC自控技術(shù)的使用。也就是說如果沒有通信協(xié)議，就無法完成PLC技術(shù)的融入。以通信協(xié)議特征劃分可以將其分為自由口與以太網(wǎng)兩種通信協(xié)議。PLC系統(tǒng)所用的通信協(xié)議為專用協(xié)議，能夠完成變頻器有效控制。變頻器與PLC系統(tǒng)應(yīng)用自由口協(xié)議完成通信自由控制，在自由口中完成不同PLC系統(tǒng)與不同變頻器之間的通信過程。因此工業(yè)生產(chǎn)過程中一般都會在程序編寫、通訊調(diào)試結(jié)束后應(yīng)用自由口模式，以此來提高PLC系統(tǒng)與變頻器運行中的安全性、可靠性、穩(wěn)定性。近年來，MODBUS通訊協(xié)議作為以太網(wǎng)通訊協(xié)議的一種主要類型，也逐步在自動控制領(lǐng)域中得到廣泛運用。作為由Modicon公司所研發(fā)的通信模式，MODBUS這一協(xié)議一直以來就是通信行業(yè)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，該協(xié)議的本質(zhì)為串行協(xié)議。因此PLC系統(tǒng)與變頻器應(yīng)用MODBUS通信的過程中還能夠支持LPC與CRC校驗。絕大多數(shù)工業(yè)企業(yè)都會以自身生產(chǎn)需求選擇協(xié)議，只有選擇了合適的協(xié)議才能夠保障變頻器控制效率滿足生產(chǎn)需求。

（二）PLC系統(tǒng)與變頻器端子連接

為完成變頻器與PLC自控技術(shù)的融合，除了通信協(xié)議能夠?qū)⒆冾l器端子和PLC系統(tǒng)連接到一起以外，變頻器和PLC系統(tǒng)連接模式實際上也有著兩種不同方向。模擬量端子與PLC系統(tǒng)的連接為第一種方向，數(shù)字端與PLC系統(tǒng)的連接為第二種方向。工業(yè)生產(chǎn)需要考慮變頻器特點、PLC系統(tǒng)特點后才可以選擇連接方式。其中第二種連接實際應(yīng)用中除去可以有效完成變頻器啟?？刂浦猓€能夠根據(jù)企業(yè)使用需求調(diào)節(jié)變頻器設(shè)定頻率。假設(shè)變頻器有著非常多的輸入端子，那么變頻器連接PLC系統(tǒng)后就能夠得到更多頻率。

結(jié)語

如本文所說的一樣，PLC自控技術(shù)的出現(xiàn)有效的改變了當(dāng)前變頻器的使用問題與功能缺陷。PLC自控技術(shù)有效的提高了變頻器的控制效果、整體效率，能夠讓變頻器發(fā)揮更突出的價值，進而全面滿足工業(yè)使用需求，創(chuàng)造更大的社會效益、社會財富。為此我們有必要投入更多的精力深入研究，予以PLC自控技術(shù)更多的關(guān)注與重視，這樣才能夠進一步拓展PLC技術(shù)的使用范圍與功效。

參考文獻

[1]饒林森.變頻器中PLC自動控制技術(shù)的運用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（02）：156+152.

[2]劉曉壘，馬祥厚.變頻器中PLC自動控制技術(shù)的運用分析[J].信息系統(tǒng)工程，2018（05）：85.

[3]齊煒.變頻器多段速控制技術(shù)在自動控制領(lǐng)域的應(yīng)用[J].化工管理，2017（29）：189.

（作者單位：上海松盛機器人系統(tǒng)有限公司）