電機多段速的控制中PLC與變頻器技術的應用分析

摘 要：隨著社會經(jīng)濟水平的快速提高，我國的電力事業(yè)得到了飛速的發(fā)展，電力技術和電氣工業(yè)自動化控制技術都得到了快速的提高，變頻器技術在電力工業(yè)中的應用范圍也越來越廣泛。PLC，作為一種可進行編程的邏輯控制器，普遍應用在電氣領域，發(fā)揮著重要的積極作用。本文通過對在電機多段速的控制中PLC與變頻器技術的應用進行分析。

關鍵詞：電機多段速；PLC；變頻器；電力工業(yè)

隨著我國科學技術水平的日益提高，科學技術的設備也越來越先進，人們對科學技術的要求也越來越高。比如，變頻器技術，人們要求加強PLC控制技術在這一領域的運用，因此，要隨著社會發(fā)展的要求，在變頻器技術中，引入PLC自動控制技術，實現(xiàn)對交流異步電動機的多段速控制，進而促進我國變頻技術和電力行業(yè)的快速發(fā)展。

1 運用PLC和變頻器實現(xiàn)電機多段調速的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著變頻器技術的快速發(fā)展，因其自身具有的調速操作簡單、容易控制、調速范圍較大以及節(jié)能效果明顯等各個方面的優(yōu)點，被我國的電力行業(yè)廣泛應用，被國內(nèi)外評為在交流電動機中最理想、最具有發(fā)展?jié)撡|的調速方法。但是，隨著我國現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，人們對自動化控制技術的要求也越來越高，只使用變頻器技術進行調速已經(jīng)適應現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展潮流，因此，運用變頻器、PLC等具有較高的自動化控制設備，是我國現(xiàn)代的控制技術發(fā)展趨勢。

所謂PLC，指的是一種可編程控制器，該技術將計算機技術、網(wǎng)絡通訊技術以及自動化控制技術等技術集于一體，是一種新型的自動化控制技術設備。其可靠性高、抗擾能力強、編程簡單、方便維修、能夠靈活組合以及成本不高等優(yōu)點，在目前的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動化控制管理中，占據(jù)著最重要的地位，是現(xiàn)代自動化技術的首位。

2 PLC與變頻器技術的系統(tǒng)設計分析

在PLC、變頻器等自動化控制系統(tǒng)中的應用開發(fā)，包括了兩個方面的內(nèi)容，分別是硬件配置和軟件設計。以下是它的開發(fā)流程。如圖1。

2.1 實現(xiàn)控制的功能

目前，我國的現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，需要對三相異步電動機進行調速控制工作，現(xiàn)以三相異步電動機為例，對其進行多段速度的選擇、調速變頻控制。通過對其進行變頻調速，利用變頻調速控制的優(yōu)點，對其所控制的回路中的低速端、中速端以及高速端等方面進行速度的控制，并通過利用PLC技術，實現(xiàn)對變頻器輸入端實行開關量的控制，運用觸摸屏設備的遠程監(jiān)視功能，對整個系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制，從而能夠有效的提高整個系統(tǒng)的可靠性，并提高系統(tǒng)的工作效率。

2.2 硬件配置

在確定好控制要求后，要對變頻器、觸摸屏以及PLC進行合理的選擇，本文采用三菱D700系列的變頻器、三菱FX2N系列的PLC以及三菱GOT1000系列的觸摸屏，在保證變頻器的額定功率高于電動機的功率的條件下，變頻器設定的額定電流要高于1.5倍交流電機所設定的額定電流。另外，在變頻器與PLC進行配合使用的過程中，變頻器通常情況下，都是利用繼電器進行接點的實現(xiàn)，或者利用繼電器具有的接點開關特點的元器件，例如晶體管等，實現(xiàn)與上位機之間的連接功能，進而獲得運行狀態(tài)的指令，并運用繼電器進行接點，要注意避免可能由于接觸不良而導致的錯誤操作現(xiàn)象。在運用晶體管實現(xiàn)連接功能時，要對晶體管自身的電壓、電流以及電容等各個方面的因素進行考慮分析，從而保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

2.3 控制系統(tǒng)中的I/O分配以及系統(tǒng)的接線

按照系統(tǒng)控制的要求來分析得出，PLC一共具有4個系統(tǒng)開關量的輸入點，分別對系統(tǒng)的低速、中速、高速的啟動以及系統(tǒng)的復位來進行控制。其中有三個系統(tǒng)開關量的輸出是用來對變頻器系統(tǒng)的低速、中速和高速來進行信號的輸入，實現(xiàn)交流電機的驅動功能，使其按照不同的速度來運行，以下是其分配表。

I/O設備及I/O點分配

根據(jù)系統(tǒng)I/O分配以及控制的要求，能夠簡單方便的表示出系統(tǒng)的接線圖，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)接線圖

2.4 PLC的控制程序

通過利用PLC的編程語言，實現(xiàn)控制低速、中速和高速按鈕，也就是SB1，SB2，SB3，使其與負責控制輸出的繼電器Y001、Y002以及Y003之間的線圈進行連續(xù)的通電，確保這三個輸出繼電器之間實現(xiàn)互鎖的功能，然后停止運行SB4按鈕，實現(xiàn)以上三個輸出繼電器中的線圈斷電功能，以下是梯形狀的程序圖。

PLC控制程序的梯形圖

2.5 制作觸摸屏畫面

所謂人機界面，指的是操作人員和控制系統(tǒng)在進行對話、信息轉換的功能時，使用的專業(yè)設備。在工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)控制過程中，能夠實現(xiàn)將大多數(shù)傳統(tǒng)的控制面板、數(shù)據(jù)信息設定、指示燈以及按鈕開關等方面的裝置進行取代，通過遠程監(jiān)控功能，還能夠明確的顯示出重要的數(shù)據(jù)信息，從而可以使操作人員準確的掌握機器運行狀態(tài)，防止操作人員出現(xiàn)錯誤。

2.6 對系統(tǒng)進行調試

根據(jù)系統(tǒng)的接線圖來實現(xiàn)外部連接線的功能，通過將PLC梯形程序圖、觸摸屏程序下載到PLC和COT中，設定好變頻器的運行模式，使其外部的運行模式為Pr.79=2，與此同時，將變頻器的多段速運行模式設定為：在高速下Pr.4=51Hz，在中速下Pr.5=32Hz，在低速下Pr.6=15Hz.從而通過觸摸屏控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)，準確方便的控制電機調速。

3 結束語

總而言之，本文通過對電機的多段控制為主，分析了PLC與變頻技術結合在其中的應用，結合PLC自身存在的優(yōu)點，比如人機互動性能強等優(yōu)點，實現(xiàn)了變頻器操作與監(jiān)控技術相結合，彌補了設備的不足，從而使變頻器在越來越多的行業(yè)得到了廣泛的使用。因此，在變頻技術的控制中，要聯(lián)系實際情況，充分發(fā)揮出主觀能動性，進而為PLC和變頻器探索新思路，研究出新方法技術，加強在電機多段速的控制中使用PLC與變頻器技術，為我國的電力事業(yè)發(fā)展做出更大的貢獻。

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