PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線中的應(yīng)用研究

繆秋芳

（江蘇省武進(jìn)中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 常州213100）

0 引言

近年來，我國社會經(jīng)濟(jì)蒸蒸日上，科學(xué)技術(shù)水平大幅度提高，促使自動化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。其技術(shù)含量與日俱增，在多個領(lǐng)域得到應(yīng)用，并做出了重大貢獻(xiàn)。在此背景下，在汽車制造、機(jī)械制造等不同領(lǐng)域出現(xiàn)了很多自動化生產(chǎn)線，實現(xiàn)了對傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的創(chuàng)新和發(fā)展，尤其是在PLC控制技術(shù)的運(yùn)用下，強(qiáng)化了對生產(chǎn)線外部設(shè)備的有效控制，打造了優(yōu)越的生產(chǎn)環(huán)境，在保障生產(chǎn)效率與質(zhì)量的同時，也為相關(guān)行業(yè)發(fā)展注入了新的生機(jī)與活力，具有廣闊的應(yīng)用前景，積極探索基于PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線中的應(yīng)用意義重大。

1 PLC以及變頻器的選擇

1.1 PLC控制系統(tǒng)的選擇

在PLC控制的變頻器應(yīng)用中，PLC控制系統(tǒng)的選擇是重要的一步。正確地選擇PLC控制系統(tǒng)，有利于促使系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，處于優(yōu)越的運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中。為此，應(yīng)科學(xué)地選擇PLC控制系統(tǒng)，結(jié)合自動化生產(chǎn)線的實際需求，進(jìn)行相應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)用[1]。尤其是在新時期，PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用率日益提高，新型系統(tǒng)層出不窮，使得系統(tǒng)的型號呈現(xiàn)了多種多樣的特點(diǎn)，如果運(yùn)行狀態(tài)不同，那么適應(yīng)的PLC控制系統(tǒng)型號也是有差異的。除此之外，不管是PLC自動控制系統(tǒng)的容量，還是模塊，都與其運(yùn)行狀態(tài)息息相關(guān)。這就需要提高對PLC控制系統(tǒng)選擇的重視度，深入分析自動化生產(chǎn)線的工作狀態(tài)，以合理地進(jìn)行系統(tǒng)編程工作。

1.2 變頻器的選擇

變頻器型號眾多，加大了變頻器選擇的難度。一般來說，質(zhì)量佳的變頻器性能優(yōu)，但價格都比較高，反之則低。在變頻器選擇時，不能一味地考慮其性能，而是要進(jìn)行綜合分析。主要是因為高性能的變頻器雖然優(yōu)點(diǎn)種種，但是在具體應(yīng)用時，十分容易進(jìn)入過載的狀態(tài)，不利于提高變頻器的穩(wěn)定性。面對此種情況，要結(jié)合多方面因素進(jìn)行變頻器的選擇，如對生產(chǎn)要求進(jìn)行分析、考慮自動化生產(chǎn)線的條件。在實際選擇的過程中，一是不能為了節(jié)約成本，選擇低性能的變頻器，二是不可為了單純地提高生產(chǎn)效率，而選擇高性能的變頻器。總之，要立足生產(chǎn)線的工作狀態(tài)選擇最合適的變頻器，這樣才能促使變頻器發(fā)揮最大的效用，提升變頻器在應(yīng)用中的穩(wěn)定性，保質(zhì)保量地進(jìn)行生產(chǎn)，從而達(dá)到事半功倍的效果。

2 PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線中的應(yīng)用分析

隨著PLC控制的變頻器日趨完善，其普及程度不斷提高，在自動化生產(chǎn)線中的應(yīng)用效果越來越明顯。

2.1 PLC自動化程序編制過程

在現(xiàn)階段自動化生產(chǎn)線中，PLC控制變頻器的應(yīng)用是一個較為復(fù)雜的過程。要想充分發(fā)揮PLC控制技術(shù)的作用，實現(xiàn)理想的應(yīng)用效果，進(jìn)行PLC程序的科學(xué)編制是至關(guān)重要的。為此，要對PLC程序加以關(guān)注，立足實際，進(jìn)行合理的編制，確保PLC模擬量的輸出格式，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求。一般情況下，于S7-200CPU224XP而言，需要依托D/A的變化形式，實現(xiàn)模擬量頻率的輸入，務(wù)必要促使變頻器內(nèi)有與之相適應(yīng)的模擬量頻率指令的加入。在這一基礎(chǔ)上，有助于科學(xué)地對電機(jī)速度開展調(diào)整。目前，電流與電壓是較為常見的PLC程序信號格式。格式不同，對于其信號范圍的要求也存在差異性。例如，若采用的是電流信號格式，那么要確保信號在0～20 mA之間，如果信號格式為電壓，那么需要將信號范圍控制0～10 V。通過對PLC數(shù)字量程分析可知，0～32000的居多，所以在編制PLC程序的過程中，應(yīng)注重對電壓這種信號格式加以運(yùn)用。另外，需要了解的是PLC模擬量輸出電壓與變頻器頻率二者之間的關(guān)系是較為密切的，在轉(zhuǎn)化器D/A的支持下，數(shù)字量能夠得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，最后可以得到模擬量輸出。從中能夠發(fā)現(xiàn)，數(shù)字量和模擬量之間也具有較大的關(guān)聯(lián)性，因為它們之間呈正比，所以變頻器頻率和數(shù)字量的關(guān)系亦是如此。在分揀單元的過程中，對于變頻器頻率值的確定，一般都是通過觸摸屏來實現(xiàn)的。自動化生產(chǎn)線主站的通信工作，需要以RS485為基礎(chǔ)，與此同時將VW1002作為此項工作的傳輸?shù)刂?，要想把有關(guān)數(shù)據(jù)信息順利的向分揀站傳輸，一是要借助RS485通信口，而是要依靠PPI通信協(xié)議。

除此之外，由于PLC程序的編制較為復(fù)雜，因此要時刻掌握VW1002地址存儲頻率給定值的變化的狀態(tài)，接下來合理地給定值，促使能夠穩(wěn)定地傳送到變頻器模擬量的相應(yīng)的端口。PLC對應(yīng)的數(shù)字量、變頻器輸入?yún)^(qū)頻率分別需要保證在0～32000、0～50 Hz之間[2]。為推動整個輸出過程有效完成，應(yīng)該注重全面發(fā)揮16位的地址AQW0的作用?；诖耍獜?qiáng)化對對應(yīng)頻率組織的調(diào)整和優(yōu)化，使其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字量。值得高度注意的是：數(shù)字量的得出，需要用頻率給定值×640。通過以上操作，可實現(xiàn)對PLC自動化程序的正確編制。

2.2 具體操作過程

在變頻器中，自動控制技術(shù)發(fā)揮著不可替代的作用。在實際操作環(huán)節(jié)，需要注意的事項較多，各個環(huán)節(jié)都不可忽視。同時，保證操作標(biāo)準(zhǔn)性和規(guī)范性是最基礎(chǔ)的，是全面發(fā)揮PLC自動控制技術(shù)優(yōu)勢的前提，能夠在整體上優(yōu)化生產(chǎn)線過程。具體而言，需要做到以下幾點(diǎn)：

首先，自動化生產(chǎn)程序的編制。在該方面，應(yīng)該做到實事求是，具體問題具體分析，結(jié)合需要，編制好相關(guān)的自動化生產(chǎn)程序，為后續(xù)生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。針對系統(tǒng)中的各個設(shè)備，也要全面地掌握，深入了解其所具備的功能，以正確地進(jìn)行操作，減少操作失誤等不良現(xiàn)象的發(fā)生。在生產(chǎn)線中，在明確控制對象的同時，還要提高認(rèn)識，強(qiáng)化了解，以確保在整個控制環(huán)節(jié)，科學(xué)地檢查各個硬件以及軟件，以便及時發(fā)現(xiàn)問題及時解決，將重大故障扼殺在萌芽中，避免不必要的問題出現(xiàn)，進(jìn)而為生產(chǎn)線的效率和質(zhì)量提供堅實的保障。

其次，控制程序圖紙的繪制。在操作階段，畫出控制程序圖紙也是必要的，能夠為后續(xù)的設(shè)計等工作提供依據(jù)?；诖?，要對控制程序圖紙加以重視，對PLC控制技術(shù)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行考量，并分析運(yùn)行狀態(tài)，以設(shè)計最佳的控制程序圖。為減少設(shè)計圖的漏洞，需要在完成設(shè)計之后，及時開展相關(guān)檢查工作，促使其和生產(chǎn)線之間相適應(yīng)，為PLC控制的變頻器的應(yīng)用創(chuàng)造有利條件。在此基礎(chǔ)上，方可對設(shè)備的各個單元進(jìn)行規(guī)劃，增強(qiáng)最終的應(yīng)用效果。

再次，程序編寫過程。在具體操作時，程序編寫是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，與PLC控制技術(shù)作用的發(fā)揮息息相關(guān)。因此，在完成控制程序圖紙繪制工作之后，便需要派請專業(yè)人員結(jié)合所設(shè)計的圖紙，有針對性、目的性地進(jìn)行程序編寫的過程。該工作中，務(wù)必要保持高度謹(jǐn)慎的態(tài)度，全力以赴做到零失誤，以便將PLC控制技術(shù)優(yōu)勢充分地展示出來，有效地運(yùn)用在自動化生產(chǎn)線的過程中，提高有效性，減少不正當(dāng)?shù)牟僮?，促使各項生產(chǎn)工有條不紊地進(jìn)行。

最后，程序編寫的檢查。程序編寫屬于一項系統(tǒng)性工程，受多種因素影響，比較容易出現(xiàn)錯誤。一旦編寫不正確，不僅會阻礙PLC控制技術(shù)作用的發(fā)揮，而且還會給生產(chǎn)線造成不利影響[3]。所以，在程序編寫之后，應(yīng)對其進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，在第一時間排除問題，最大限度地降低運(yùn)行環(huán)節(jié)程序操作失誤情況出現(xiàn)的可能性。另外，在程序操作說明書完成的過程中，應(yīng)注重結(jié)合程序編寫的現(xiàn)實情況。在此環(huán)節(jié)中，如果發(fā)現(xiàn)容易出現(xiàn)錯誤的地方，應(yīng)進(jìn)行總結(jié)，以免出現(xiàn)此類錯誤；若是遇到需要注意之處，也要進(jìn)行重點(diǎn)標(biāo)記，給基于PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線中的應(yīng)用鋪墊基石。

3 結(jié)語

總而言之，在自動化生產(chǎn)線中，PLC控制技術(shù)屬于重要的組成部分，占據(jù)著核心地位。為此，應(yīng)注重PLC控制系統(tǒng)以及變頻器的選擇，根據(jù)自動化生產(chǎn)要求，合理地進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，科學(xué)開展PLC編制工作，提高操作正確性，以不斷提高自動化生產(chǎn)水平，優(yōu)化生產(chǎn)效果，早日實現(xiàn)預(yù)期生產(chǎn)目標(biāo)，滿足行業(yè)發(fā)展需求，進(jìn)而獲得長足進(jìn)步。