淺議電氣設(shè)備自動化控制中的PLC與變頻器應(yīng)用

何濤

摘要：電氣設(shè)備自動化控制是鋁冶金企業(yè)在發(fā)展當(dāng)中的重要趨勢，尤其是在社會迅速發(fā)展的過程中，我國各個行業(yè)在發(fā)展當(dāng)中應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)越來越先進(jìn)，能夠有效加快企業(yè)的綜合發(fā)展。就電氣設(shè)備自動化控制來說，其能夠以不同技術(shù)的應(yīng)用作為基礎(chǔ)，對電氣設(shè)備自動化進(jìn)行改造，加強(qiáng)電氣設(shè)備自動化控制效果。文章主要以PLC技術(shù)與變頻器的應(yīng)用作為探討的核心，通過對其的簡要概述明確相關(guān)優(yōu)勢，促使電氣設(shè)備自動化控制效用得以提升。

Abstract： The automation control of electrical equipment is an important trend in the development of aluminum metallurgical enterprises， especially in the process of rapid social development. The science and technology applied in the development of various industries in China are becoming more and more advanced， which can effectively accelerate the comprehensive development of enterprises. Regarding the automation control of electrical equipment， it can be based on the application of different technologies to transform the automation of electrical equipment and strengthen the effect of automatic control of electrical equipment. The paper mainly takes the application of PLC technology and frequency converter as the core of the discussion. Through a brief overview of it， the relevant advantages are clarified， and the utility of electrical equipment automation control can be improved.

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備;自動化控制;PLC技術(shù);變頻器

Key words： electrical equipment;automation control;PLC technology;frequency converter

中圖分類號：TM76? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）32-0208-02

0? 引言

就當(dāng)前的形勢來說，很多工業(yè)企業(yè)在發(fā)展當(dāng)中都會受到社會經(jīng)濟(jì)的影響獲得更大的契機(jī)，尤其是鋁冶金企業(yè)在發(fā)展當(dāng)中得到了較大的推動。為了達(dá)到生產(chǎn)要求，工業(yè)企業(yè)在開展工業(yè)生產(chǎn)的過程中需要利用不同的電氣設(shè)備。PLC與變頻器在電氣設(shè)備自動化控制當(dāng)中能夠體現(xiàn)不同的作用，其不僅可以減少企業(yè)的電能消耗，還可以促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益增長，因此受到了很多大型企業(yè)的關(guān)注。

1? PLC、變頻器概述

1.1 PLC和變頻器簡介

PLC屬于一種現(xiàn)代化系統(tǒng)，其在工業(yè)環(huán)境當(dāng)中的應(yīng)用比較廣泛，能夠利用可編程的儲存器對程序進(jìn)行存儲，從而執(zhí)行邏輯運(yùn)算及順序控制等指令。在對PLC進(jìn)行應(yīng)用時，需要通過數(shù)字或者模擬式的輸入與輸出實(shí)現(xiàn)對機(jī)械的控制，促使機(jī)械在運(yùn)行的過程中可以達(dá)到相關(guān)要求。PLC在電氣設(shè)備自動化控制當(dāng)中能夠體現(xiàn)較強(qiáng)的抗干擾能力，并且可以體現(xiàn)出一定的可靠性，促使電氣設(shè)備在運(yùn)行當(dāng)中更加安全、穩(wěn)定。PLC在長時間的應(yīng)用當(dāng)中已經(jīng)可以適應(yīng)多種不同規(guī)模的工業(yè)控制場合，給工業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的實(shí)施提供穩(wěn)定保障。就我國目前的情況來說，PLC在石油、機(jī)械、鋼鐵、電力及鋁冶金等行業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。其主要發(fā)揮的作用是數(shù)據(jù)處理、模擬量控制及過程控制等，可以有效提高工業(yè)生產(chǎn)效率。

變頻器可以對工頻電源進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其形成另一種頻率的電能控制裝置。變頻器的主要功能有變頻調(diào)速、改變功率因數(shù)等，其在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用可以有效提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度。在一般的電氣設(shè)備自動化控制當(dāng)中，變頻器的主要組成部分有檢測單元、濾波、整流、逆變及制動單元等，當(dāng)電氣設(shè)備運(yùn)行時期能夠提供相應(yīng)的電壓，對設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)整，還可以起到節(jié)能的作用。變頻器的應(yīng)用范圍非常廣泛，在負(fù)載適用和連續(xù)調(diào)節(jié)等領(lǐng)域都能夠體現(xiàn)其技術(shù)優(yōu)勢，為相關(guān)作業(yè)的開展提供穩(wěn)定性保障。

1.2 PLC、變頻器聯(lián)合應(yīng)用的優(yōu)勢分析

PLC技術(shù)的主要優(yōu)勢是體積小、可靠性高，這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中還能夠進(jìn)行便捷的編程，對電氣設(shè)備的操作形式進(jìn)行簡化，讓操作人員可以直觀地了解設(shè)備的功能，并且對其進(jìn)行有效應(yīng)用。PLC聯(lián)機(jī)控制變頻器是我國目前工業(yè)自動化系統(tǒng)的常見應(yīng)用形式，在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用非常深入。PLC技術(shù)與變頻器在電氣設(shè)備自動化控制當(dāng)中可以體現(xiàn)較強(qiáng)的節(jié)能效果，這個優(yōu)勢的體現(xiàn)需要依靠變頻器的負(fù)載及其需求特征，技術(shù)人員在操作的過程中需要對設(shè)備的負(fù)荷進(jìn)行合理調(diào)配，同時自動化控制系統(tǒng)可以自動調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，減少設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的能源消耗，從而體現(xiàn)較強(qiáng)的節(jié)能效用。電氣設(shè)備在運(yùn)行時經(jīng)常會給電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊，PLC與變頻器的應(yīng)用就能夠?qū)ζ錄_擊進(jìn)行減弱。變頻器可以通過軟啟動的方式啟動電機(jī)，再結(jié)合PLC的編程功能根據(jù)電機(jī)的實(shí)際工作情況啟動時間曲線編輯輸入，促使負(fù)載之后的電機(jī)能夠達(dá)到工藝生產(chǎn)需求，在負(fù)載上也能夠滿足相應(yīng)的要求。這種方式還可以在較大程度上避免電氣在啟動的過程中產(chǎn)生沖擊電流，從而確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全性，防止操作人員在開展相關(guān)工作的過程中受到傷害。

目前，我國很多鋁冶金企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營的過程中會利用先進(jìn)的變頻技術(shù)，在電氣設(shè)備運(yùn)行的過程中就不會對同一電網(wǎng)中的其他電氣設(shè)備造成諧波干擾，所以，PLC與變頻器在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用可以減少輸入諧波，避免其他電氣設(shè)備受到影響。同時，變頻設(shè)備可以通過自身的性能體現(xiàn)防止其與其他變頻調(diào)速裝置產(chǎn)生串聯(lián)現(xiàn)象，從而避免產(chǎn)生干擾。在這種情況下，用戶不需要另外安裝諧波治理裝置就可以消除電氣設(shè)備在運(yùn)行當(dāng)中產(chǎn)生的安全隱患。對于電氣設(shè)備自動化控制來說，最重要的就是需要確保系統(tǒng)的安全性，同時還要減小設(shè)備維護(hù)難度。變頻器具有單元模塊化功能，使其在后期維護(hù)過程中提供較大的便利，減小維護(hù)難度，讓操作人員在維護(hù)電氣設(shè)備的過程中更加順利。在PLC與變頻器結(jié)合應(yīng)用的過程中，單元模塊的驅(qū)動和保護(hù)都可以采用驅(qū)動電路，以提高其可靠性，促使電子元件的安全性大大提升。在開展生產(chǎn)工作的過程中，變頻器可以對單元路旁故障進(jìn)行提醒，在發(fā)現(xiàn)故障時，就可以自動向主控系統(tǒng)發(fā)送故障警報，之后通過故障分析采取信號調(diào)節(jié)措施恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2? PLC和變頻器的型號選擇

2.1 變頻器型號的選擇

目前在電氣設(shè)備自動化控制當(dāng)中可供選擇的變頻器型號較多，其在功能和質(zhì)量上存在一定的差異，因此價格也就存在相應(yīng)的區(qū)別。在開展電氣設(shè)備自動化控制的過程中，就需要結(jié)合多種因素選擇變頻器，確保變頻器的質(zhì)量和性能符合要求，加強(qiáng)電氣設(shè)備自動化控制實(shí)效性。在選擇變頻器時，還要對不同電機(jī)種類的發(fā)動極限進(jìn)行分析，這樣才能夠確保變頻器選擇的合理性。當(dāng)變頻器利用不同機(jī)械配件時，其規(guī)格也存在差別，所以需要確保變頻器的穩(wěn)定性，在選擇型號的過程中確定選擇依據(jù)，促使電氣設(shè)備自動化控制工作的開展能夠有效確保工業(yè)生產(chǎn)品質(zhì)和速度，減少生產(chǎn)經(jīng)營當(dāng)中產(chǎn)生的問題。

2.2 對PLC的型號選擇

PLC在電氣設(shè)備自動化控制當(dāng)中逐漸成為了必不可少的一部分，其不僅可以體現(xiàn)出相關(guān)技術(shù)形式的特點(diǎn)，還能夠表現(xiàn)出不同型號的性能，為電氣設(shè)備自動化控制提供保障。在選擇PLC的型號時，技術(shù)人員需要結(jié)合多個方面的因素進(jìn)行考量。雖然現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營的過程中都會對產(chǎn)品的生產(chǎn)提出較高的要求，但是由于企業(yè)自身的發(fā)展情況不一致，所以其對于生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)要求高低還是存在差異。在利用PLC開展生產(chǎn)工作時，需要結(jié)合生產(chǎn)加工所處的情況進(jìn)行分析，從而加強(qiáng)技術(shù)與設(shè)備的實(shí)踐效果。目前市場上使用范圍比較廣泛的PLC型號主要是S7-300PLC型號，其由西門子公司生產(chǎn)，經(jīng)歷了較長的實(shí)踐運(yùn)用，能夠產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)效果。這種型號的PLC能夠?qū)崿F(xiàn)對變頻器的有效控制，并且突出了穩(wěn)定的性能，在電氣設(shè)備自動化控制當(dāng)中可以產(chǎn)生較強(qiáng)的作用。

2.3 變頻器中PLC模塊的選擇

變頻器與PLC的聯(lián)合應(yīng)用可以通過PLC模塊與變頻器的結(jié)合體現(xiàn)起作用，提高變頻器的工作效率，促使電氣設(shè)備自動化控制實(shí)效性得以提升。制造行業(yè)在選擇變頻器時會結(jié)合所需的PLC模塊進(jìn)行分析，以提高生產(chǎn)品質(zhì)及速度，達(dá)到生產(chǎn)經(jīng)營目的。在選擇變頻器中的PLC模塊時，就要對PLC控制系統(tǒng)模塊的電源、存儲器容量及通信聯(lián)網(wǎng)效果進(jìn)行分析，從而加強(qiáng)控制功能的體現(xiàn)，促使其能夠更好地與變頻器融合，加快電氣設(shè)備自動化控制發(fā)展的步伐。

3? 電氣設(shè)備自動化控制中的PLC與變頻器的應(yīng)用

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，電氣設(shè)備自動化控制中的PLC與變頻器的應(yīng)用越發(fā)廣泛，很多鋁冶金企業(yè)在發(fā)展當(dāng)中都會對其進(jìn)行深入分析，促使技術(shù)的發(fā)展日趨成熟。在我國新型電力電子設(shè)備不斷研發(fā)上市的過程中，新的變頻技術(shù)和設(shè)備也開始涌現(xiàn)，并且具有較好的發(fā)展前景，能夠給鋁冶金企業(yè)的發(fā)展提供更大的契機(jī)。就電子設(shè)備自動化控制中的PLC與變頻器的應(yīng)用來說，其能夠有效推動鋁冶金企業(yè)自動化發(fā)展，使其在市場發(fā)展當(dāng)中更加穩(wěn)定。

在以往的大功率電機(jī)設(shè)備運(yùn)行的過程中，經(jīng)常會采用高壓供電的形式開展相關(guān)工作，其在操作當(dāng)中非常不方便，對于操作人員來說還會產(chǎn)生較大的危險性，在檢修設(shè)備時也存在較大的難度。利用PLC與變頻器就可以有效降低電壓，在開展有關(guān)操作的過程中加快速度，從而提高工作效率，減少問題的產(chǎn)生。PLC與變頻器結(jié)合應(yīng)用可以對傳統(tǒng)的“電網(wǎng)-控制柜-空氣開關(guān)-接觸器-熱保護(hù)-電機(jī)”的工作模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變。在這些環(huán)節(jié)當(dāng)中，每個元件都需要利用，但是其產(chǎn)生的效果不高。利用新的方式則可以減少這些環(huán)節(jié)節(jié)點(diǎn)，元部件在應(yīng)用當(dāng)中能夠最大程度地發(fā)揮其作用，從而提高資源利用率。這種方式不僅可以有效減少成本，還能夠加快系統(tǒng)的運(yùn)行速度，促使電氣設(shè)備自動化控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率有較大的提升。

鋁冶金企業(yè)在發(fā)展當(dāng)中都會尋求更多機(jī)遇，致力于利用較好的控制方式實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)，改善規(guī)模。PLC與變頻器的應(yīng)用可以讓多臺設(shè)備同時運(yùn)行，操作人員在控制主控系統(tǒng)的同時可以進(jìn)行多種形式的操控。整個系統(tǒng)顯示出來的操作頁面非常簡單，當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生運(yùn)行故障時，還可以自動預(yù)警。很多大中型企業(yè)在開展生產(chǎn)經(jīng)營工作時對電氣設(shè)備的運(yùn)行要求較高，其需要滿足大批量生產(chǎn)的要求，因此要保持產(chǎn)業(yè)鏈的連續(xù)性。在以往的電氣設(shè)備自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中，一旦某個單元模塊產(chǎn)生故障，就會導(dǎo)致整個系統(tǒng)存在癱瘓的風(fēng)險，嚴(yán)重時會導(dǎo)致整個產(chǎn)業(yè)鏈損壞，給企業(yè)帶來較大的損失。PLC與變頻器的應(yīng)用就可以對生產(chǎn)當(dāng)中產(chǎn)生故障的單個設(shè)備進(jìn)行分析，其他的模塊仍然能夠保持正常的運(yùn)行模式，促使生產(chǎn)活動有序開展。

4? 結(jié)語

PLC與變頻器在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用可以有效減少系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中產(chǎn)生的故障，合理解決實(shí)際問題，提高生產(chǎn)效率。其能夠改進(jìn)生產(chǎn)操作系統(tǒng)，針對電氣設(shè)備自動化控制系統(tǒng)存在的故障進(jìn)行分析，加快生產(chǎn)速率，還能夠促進(jìn)系統(tǒng)改造，為企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)生提供基礎(chǔ)保障。

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