PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線中的應用

宣海洋　方家墊

摘要：PLC技術控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線上的應用，可以進提升自動化生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益?；诖?，本文闡述了PLC系統(tǒng)的構成及其主要特點以及PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線中的原理及其優(yōu)點，對PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線中的應用進行了探討分析，旨在提升生產(chǎn)效率。

關鍵詞：PLC;變頻器;自動化生產(chǎn)線;

一、PLC系統(tǒng)的構成及其主要特點

1、PLC系統(tǒng)的基本構成。PLC即可編程控制器，其是以微處理器為基礎，將計算機技術、通訊技術和自動化技術綜合起來發(fā)展成的新型工業(yè)控制裝置。PLC實質是用于控制功能的計算機，它與控制對象的接口能力更強，能夠圍繞過程控制的需求設計自身結構。一般來說，自動化生產(chǎn)線中，PLC系統(tǒng)由以下幾個部分構成：第一，CPU。CPU模塊是PLC的核心模塊，由微處理器與存儲器組成。第二，輸入/輸出模塊。該模塊是PLC與操作現(xiàn)場中的設備連接的接口。第三，編程設備。它是PLC系統(tǒng)中最關鍵的外圍控制設備，通過程序編輯設計傳遞相應的指令，也可以對原有的程序進行修改和調試，并實現(xiàn)在線監(jiān)視PLC的工作過程。第四，電源模塊。主要用于PLC工作過程中的交流電和直流電轉換。

2、PLC控制技術的主要特點。（1）安全可靠性高。PLC的輸入/輸出端口是應用繼電器或光耦合器件，其基本的輸入/輸出點都是開關量，并附加隔離與抗干擾措施，能夠保證生產(chǎn)線不受外界干擾，在各種惡劣環(huán)境下都能實現(xiàn)自動生產(chǎn)控制，有效地緩解了人力生產(chǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)安全可靠的目標。（2）通用性強。PLC采用模塊化結構，各個模塊能夠靈活組成不同的控制系統(tǒng)，工作人員只需針對不同的模塊操作需求編輯程序，即可實現(xiàn)相應的操作。（2）靈活方便。PLC的優(yōu)勢在于用軟件編程取代硬連線，體積小。對于不同的控制系統(tǒng)，當生產(chǎn)中需要改變控制方式，或是對控制對象實施簡單的操作改動，只要修改程序即可完成，無需進行大的修改，所以減少了調試工作量。PLC技術充分考慮到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境，抗干擾力強，組合靈活，編程簡單，安裝和維修方便，因而適合在自動化生產(chǎn)線中應用。

二、PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線中的原理及其優(yōu)點

1、PLC控制的變頻器原理。在自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中，把進行實際生產(chǎn)的部分叫做主線路，把實施控制、信號采集和傳遞、數(shù)據(jù)通信的回路叫做輔助線路。變頻器是工作在主線路的重要部件，其任務就是改變控制生產(chǎn)線進行自動化生產(chǎn)。PLC系統(tǒng)則是典型的輔助線路組成部件，它集測控、信號采集和處理、信號傳遞、數(shù)據(jù)通信和信息交換為一體，實現(xiàn)多功能的邏輯控制裝置。在實際組合應用中，變頻器通過改變電壓和改變頻率來調控自動化生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。變頻器也集合了若干控制功能，以實現(xiàn)更方便的控制。變頻器還集合了生產(chǎn)線供電的保護功能，能夠調節(jié)電壓，為安全生產(chǎn)提供保護。PLC作為專門負責通信管理的控制中心，變頻器通過現(xiàn)場總線系統(tǒng)把信息交互到PLC中，PLC再把信息轉發(fā)到DCS后臺控制中心，于是DCS通過PLC聯(lián)網(wǎng)到變頻器，構成了過程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工藝和生產(chǎn)控制。

2、PLC控制的變頻器的優(yōu)點。變頻器的數(shù)據(jù)分析與處理能力較弱，將PLC自動控制技術運用其中，能夠有效的彌補，提升變頻器整體性能，并且PLC變頻控制器主要是通過存儲器以及中央處理機和輸入接口電路等所組成的，這一控制系統(tǒng)的優(yōu)點也比較多，在實際應用中也有所不同之處。在工作方式上來看，PLC控制主要就是通過循環(huán)掃描方式進行的。在程序上是按照先后順序進行存放，其中的CPU也是從首個指令進行對相應程序加以執(zhí)行的，在結束之后才進行返回，從而進行循環(huán)。在進行實際工作過程中，對程序掃描前要進行故障自診斷程序，一切正常情況下就會進一步的進行掃描。然后就是執(zhí)行通信請求，接到相應的請求之后加以處理，將信息進行發(fā)送到編輯器來進行顯示。另外，中央處理器的功能發(fā)揮方面，主要是對輸入端實施掃描，然后將指令進行調出和執(zhí)行，把正確的結果進行輸送到狀態(tài)寄存器當中。在對指令完成后，就要能夠將輸出狀態(tài)寄存器狀態(tài)輸出的一些部件加以轉換，通過被控設備來對電壓以及電流信號進行接受。通過這些程序的執(zhí)行實施之后，就能夠完成一個完整的工作程序。PLC控制變頻器系統(tǒng)主要是通過循環(huán)掃描方式進行實施的，這也是和微機系統(tǒng)有著不同之處。

三、PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線中的應用分析

1、調節(jié)電壓。高壓供電的形式隨著社會的發(fā)展與進步，已經(jīng)因其高危險性與高操作性而不適用于社會的發(fā)展，PLC控制的變頻器不僅可以調低工作電壓，保障自動化生產(chǎn)線工人的安全，也能夠有效降低生產(chǎn)線的檢修率，增加了安全系數(shù)。

2、控制材料添加。PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線進行混合料產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中，能夠通過充分的考慮到多種材料各自的性質，對于各種材料的質量實施科學、合理的控制，從而保障所生產(chǎn)的產(chǎn)品的質量。在過去的生產(chǎn)線生產(chǎn)中，產(chǎn)品需要的配料常常采用人工的方式添加，而PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線上進行應用后，可以自動化添加配料，提高了生產(chǎn)線的自動化水平，有效的減少了人工操作的數(shù)量，避免了人為失誤的出現(xiàn)，而且也降低了污染的幾率，使得成本費用相應的減少，提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。

3、增強品控。隨著工業(yè)化的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈的大量出現(xiàn)，自動化生產(chǎn)線對生產(chǎn)效率的提升變得越來越重要。PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線上的應用，能夠將嚴格標準的數(shù)據(jù)輸入到計算機內，通過全智能的遠程控制，大大提高零部件生產(chǎn)的標準化，降低不合格率。通過PLC技術，即使自動化生產(chǎn)線在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)一些故障和問題，都可以在計算機的數(shù)據(jù)控制中心顯示出來，可以使工作人員能夠及時去解決問題，這樣生產(chǎn)出來的產(chǎn)品就可以在后期維護上減少自身的工作量。

四、結束語

綜上所述，當前工業(yè)制造生產(chǎn)過程中的自動化技術應用越來越廣泛，而自動化生產(chǎn)線的自動化過程主要由PLC、變頻器、人機界面等完成控制，其中PLC是自動化生產(chǎn)線中的核心部分，而有效利用PLC控制技術，可以對生產(chǎn)線中的外部設備進行準確控制，從而提高生產(chǎn)效率。

參考文獻：

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（作者單位：浙江杭可科技股份有限公司1

杭州制氧機集團股份有限公司2）