基于PLC與工業機器人的電機變頻調速系統

單保鵬

【摘 ?要】工業機器人經常與PLC一起構成一個完整的自動化系統。本文將開發一種用于工業機器人控制的電機變頻調速系統，工業機器人作為控制器，通過DeviceNet現場總線與PLC進行信號交互，構建機器人-電機控制系統，設備接線簡單，性價比高，通用性強，可用于機器人打磨、拋光、去毛刺等應用場合。

【關鍵詞】PLC;工業機器人;電機變頻調速系統

引言

為預防電機短路故障的發生，應重點按照故障的特點與情況強化PLC自控系統的防護設計，健全防護模式和機制，有效規避出現電機短路故障問題。驅動輪電機作為電動自行車的重要部件，目前國內基本靠人工或半自動化來完成，存在生產效率低、人員用量大、產品質量不穩定等現象。

1、PLC與工業機器人特點

在電氣自動化控制中，采用PLC技術和變頻器可以優化以往的控制方式，更適合實際的控制要求和標準。在實際工作中，通過PLC變頻器的工作優勢，提高了電氣設備的自動控制效果，提升實際的管理水平。隨著電氣設備自動化控制中高壓供電形勢的不斷發展和延伸，產生了一定危險性的行為，因此在實際工作中需要融入PLC技術和變頻器加強對電網指的有效調節，并且還可以降低其中的維修率，保證電網能夠具備安全性較高的特點。在大中型企業產品生產期間需要生產大批量的產品，在此過程中難免會存在產業鏈間接斷裂的問題，在傳統設備操作期間如果單元運行模塊出現故障的話，那么會使整個系統出現癱瘓的問題對實際生產造成一定的影響，所以在實際工作中需要充分發揮PLC技術和變頻器的優勢。當單元模塊發生故障的話，那么可以利用系統本身的控制功能，馬上控制故障的單位，防止對其他模塊造成一定的影響，在此期間其他單元模塊可以更加正常的運行。CPU單元在PLC系統中所占據的地位較為突出，大多數的數據傳輸工作都是由CPU單元而進行的，能夠完成自動接收和信息的反饋，使得整個數據工作能夠具備系統性和智能化的特征，提升實際的控制效果。

2、電機變頻調速系統PLC技術的應用

2.1、開關量控制

操作電氣設備時，需要保證電氣設備各部分開關的操作效果，利用開關有效控制電氣設備的運行狀態。而且大部分用電設備涉及的開關數量較多，導致用電設備操作難度急劇增加，用電設備的開關控制和實際操作水平也會受到很大影響。這就應利用PLC技術對電氣設備開關量進行有效控制，借助PLC技術幫助人們明確電氣設備各個開關量之間的邏輯關系，并通過可編程邏輯調整電氣設備開關量之間關系，并在各個開關相互關聯的條件下提高電氣設備自動化控制水平。此外，還應借助PLC技術對各區域開關操作順序進行有效控制，嚴防電氣設備開關量在自動化控制時受到不良因素的干擾，借此保障電氣設備中開關操作順序，這就可以在開關支持下對電氣設備進行自動化控制。

2.2、程序設計

首先對變頻器的通信格式說明，03：讀從機參數;06：寫從機參數;變頻器頻率通信設定地址為1000H，讀取運行頻率地址為1001H。命令字地址為2000H，對其寫入0001為正轉運行，0002為反轉運行，0005為停機。PLC一側的通信，首先設置選項板CP1W-ClF11的通信參數。歐姆龍CP1H的Modbus-RTU用DM區固定分配，這里使用串口2進行通信時，命令幀的地址范圍是D32300～D32349，從站地址放到D32300的低8位地址，功能碼放到D32301的低8位地址，通信數據字節數放到D32302，由后面的通信數據決定，通信數據放到D32303～D32349。CRC校驗碼不需計算，由PLC自動計算。響應幀的地址范圍是D32350～D32399，D32350的低8位為從站地址，D32354～D32355為應答內容。

2.3、系統設計模式的完善

在電機短路故障PLC自動控制系統的保護設計中，應完善系統設計模式，改進輸入采樣模塊、程序執行模塊和輸出刷新模塊，提升系統應用水平，充分發揮系統在電機短路故障預防、控制和保護過程中的作用價值。1）在設計輸入采樣模塊的過程中，應重點將控制電機的命令輸入到采樣模塊中，利用PLC系統進行所采集信息的分析、解讀、研究，之后將模塊、影響區、裝置等各類信息輸出，合理進行命令傳送的情況下，利用電機繼電器設備合理接收其中的信號內容，精確、準確地輸入電機運行狀態數值、開關量模塊數值，利用先進的自控系統反饋電機的運作狀況數值，反復、循環地處理，便于有關工作部門利用PLC自控系統的防護模式掌握電機的運作狀況，實時、動態地監控處理，及時了解電機短路的故障問題和安全隱患，保證防護設計的科學化程度。2）設計電機短路故障原因分析的模塊，科學化、動態地分析故障發生原因，預防出現延時問題，合理監控電機設備啟動過程中的電流狀態，如若有電流過高的現象，就應自動停機，避免出現嚴重的短路后果，使得系統可以安全、穩定地運作。

2.4、優化系統模塊

PLC技術和變頻器也有助于實現系統模塊化在電氣設備自動化控制中的應用，改進以往的模塊化工作模式，利用PLC技術和變頻器解決電氣自動化設備運行中相關性強的問題，根據不同的電機設備和模塊編寫相應的控制程序，完成指令的輸出和輸入，也可以直接控制某個單元，如果在實際實施中，某一個環節存在較為嚴重的意外的話，那么可以馬上關停這一故障的模塊，防止對其他環節造成嚴重等影響，也降低了整個生產系統出現癱瘓情況的發生。在可編程控制器實施過程中可以縮短虛擬繼電器的反應時間，比如可以通過編程的控制器來控制好斷路器。在以往傳統斷路器應用過程中主要采取的是繼電器的控制模式，不僅整個反應時間是比較長的，整個控制系統也無法滿足相關的標準以及要求，在精準度方面較差。所以在實際工作中可以利用可編程的控制器，配合著PLC技術來彰顯開關量控制的使用價值，滿足實際的運行標準。

2.5、控制干擾

電氣設備在運行過程中可能會受到各種因素的干擾，影響電氣設備的運行和安全效果，電氣設備在各種具體工作中的作用也會受到很大影響。因此，電氣設備的抗干擾控制要在支撐下進行，發揮PLC技術的抗干擾特性，防止電氣設備在自動運行中受到限制。而且不同電氣設備的絕緣值規定存在一定差異，這就應在按照各項參數信息調整電氣設備絕緣值參數，借此提高電氣設備自動化控制水平，在維持電氣設備自動化運行和穩定效果的同時，彰顯PLC技術在電氣設備自動化控制中的實際應用。如果電氣設備因各項因素干擾而出現問題，還需要通過現代化手段對電氣設備自動化運行過程中的干擾因素進行研究，之后利用PLC技術和各項干擾因素實際表現進行邏輯編程調整，必要情況下還可以對電氣設備進行優化升級，及時處理電氣設備運行過程中出現的故障問題，進一步提高電氣設備自動化控制力度。

結束語

電氣設備自動化控制系統也有越來越廣泛，為了完善系統應用模式，需要充分發揮PLC制度和變頻器的優勢，控制伺服電機和螺絲電批等執行元件完成電機裝配工作，大幅度降低了控制伺服電機和螺絲電批等執行元件完成電機裝配工作，大幅度降低了。

參考文獻：

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作者簡介：

單保鵬，男，山東省聊城市，漢族 2001年1月，大專，工業機器人技術。