變頻器中PLC自動(dòng)控制技術(shù)的運(yùn)用分析

楊建中

摘要：將PLC自動(dòng)控制技術(shù)，應(yīng)用于變頻器當(dāng)中，對于變頻器數(shù)據(jù)分析能力的強(qiáng)化有良好作用。同時(shí)在對PLC自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用后，變頻器可具備人機(jī)互動(dòng)的功能，因此二者的技術(shù)融合應(yīng)用，能夠取得很高的價(jià)值和作用。變頻器中應(yīng)用PLC自動(dòng)控制技術(shù)，可極大的提升工作效率，符合不斷增長的生產(chǎn)需求，同時(shí)在變頻器整體性能提升方面，也能取得理想的效果。因此，在工業(yè)生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)增長等方面，PLC自動(dòng)控制技術(shù)也有著重要的意義和價(jià)值。基于此，本文主要對變頻器中PLC自動(dòng)控制技術(shù)的運(yùn)用展開研究，包括PLC自動(dòng)控制技術(shù)的概念、特點(diǎn)、應(yīng)用等，進(jìn)而為相關(guān)領(lǐng)域的研究實(shí)踐提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：變頻器;PLC;自動(dòng)控制技術(shù);運(yùn)用分析

0 ?引言

PLC自動(dòng)控制技術(shù)，主要是以可編程邏輯控制器為核心，近年來在工業(yè)生產(chǎn)等相關(guān)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。尤其是隨著當(dāng)前電氣工程領(lǐng)域的快速進(jìn)步，該技術(shù)也體現(xiàn)出了更大的發(fā)展空間。PLC自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，也為我國變頻技術(shù)的進(jìn)步提供了重要的動(dòng)力。該技術(shù)的出現(xiàn)，為變頻器中直流調(diào)速技術(shù)的取代提供了新的可能，可推動(dòng)我國工業(yè)生產(chǎn)向新的臺階邁進(jìn)。以往應(yīng)用的變頻器運(yùn)行過程當(dāng)中，控制方式主要是人工為主，而應(yīng)用過程中人機(jī)互動(dòng)功能難以取得良好的效率，也不能充分滿足具體生產(chǎn)的需求。

基于此，在變頻器中應(yīng)用PLC自動(dòng)控制技術(shù)，對提升變頻器數(shù)據(jù)分析處理能力，是非常必要的。該技術(shù)的應(yīng)用，對于變頻器性能的提升，以及人機(jī)互動(dòng)效率的提高，都有著重要的意義，同時(shí)對于行業(yè)發(fā)展、生產(chǎn)需求以及經(jīng)濟(jì)良性發(fā)展也有重要意義。

1 ?PLC自動(dòng)控制技術(shù)的概念

PLC自動(dòng)控制技術(shù)是一種新型的工業(yè)控制技術(shù)，是以傳統(tǒng)的順序控制器為基礎(chǔ)，將通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)等應(yīng)用其中形成的。該技術(shù)的作用是對傳統(tǒng)繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)計(jì)數(shù)等順序控制功能加以取代，從而對柔性遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)加以建立。該技術(shù)的通用性很強(qiáng)，同時(shí)使用方便，有著較為廣闊的適應(yīng)面，具有很高的可靠性和抗干擾能力，且在編程方面相對簡單。PLC內(nèi)部工作方式，通常利用循環(huán)掃描的形式，在大中型PLC當(dāng)中，會(huì)設(shè)置中斷工作方式[1]。如果用戶完成用戶程序調(diào)試，通過編輯器在PLC存儲(chǔ)器中寫入程序，并將現(xiàn)場輸入信號、被控制執(zhí)行元件等，在輸入模塊的輸入端、輸出模塊的輸出端相應(yīng)連接。然后將PLC工作方式選定為運(yùn)行工作方式之后，PLC可以根據(jù)用戶程序，自動(dòng)完成后續(xù)控制工作。PLC硬件構(gòu)成中，主要包括了電源組件、微處理器CPU及存儲(chǔ)器組件、輸入及輸出組件等部分，共同支持PLC自動(dòng)控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。

2 ?PLC自動(dòng)控制技術(shù)的特點(diǎn)

PLC自動(dòng)控制技術(shù)及其應(yīng)用系統(tǒng)，具有很多明顯的特點(diǎn)。首先，該技術(shù)具有很高的可靠性，在實(shí)際工作和應(yīng)用當(dāng)中，可靠性非常強(qiáng)大，具備理想的抗干擾性能。根據(jù)相關(guān)測試結(jié)果顯示，在十萬小時(shí)的運(yùn)行時(shí)間當(dāng)中，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)僅出現(xiàn)了一次故障問題。因而體現(xiàn)出了其在工作原理方面的優(yōu)勢特點(diǎn)，也反映出了在系統(tǒng)硬件設(shè)備及軟件當(dāng)中，將抗干擾處理引入的特點(diǎn)。其次，PLC控制技術(shù)具有編譯過程簡單和使用方便的特點(diǎn)[2]。當(dāng)前很多PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，都是根據(jù)梯形邏輯流程圖所編寫的，在理解和修正方面都比較容易。同時(shí)對多企業(yè)交互并行的實(shí)際工程狀況也更為適用，不同操作人員都能很好的理解和適用。此外，PLC自動(dòng)控制技術(shù)還具有設(shè)計(jì)安裝簡單的特點(diǎn)，無需較多的后期維護(hù)，在各種惡劣工作環(huán)境中，都能夠比較好的適應(yīng)。同時(shí)，配合有效的封裝措施，能夠在有毒、腐蝕性等復(fù)雜環(huán)境下良好運(yùn)行，體現(xiàn)出了較高的適用拓展性。

3 ?變頻器應(yīng)用中的常見故障

過去變頻器的運(yùn)行中沒有應(yīng)用PLC自動(dòng)控制技術(shù)，因而容易出現(xiàn)很多常見的故障問題。如加減速過電流故障，在設(shè)備運(yùn)行中功率不適應(yīng)，引起電流故障。主要是由于變頻器加速時(shí)速度提升過快，由于轉(zhuǎn)速負(fù)荷慣性等引發(fā)故障問題。減速過電流故障，變頻器在減速過程中，出現(xiàn)過高的負(fù)載慣性，減速時(shí)間較少，因而引起故障。電動(dòng)機(jī)過載故障，是變頻器長時(shí)間低速運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致?lián)p耗增加或無法滿足散熱要求，進(jìn)而造成V/F曲線無法適配，造成設(shè)備故障發(fā)生。變頻器運(yùn)行噪音及振動(dòng)故障，是由于電磁、機(jī)械、通風(fēng)等因素影響，輸出電流中出現(xiàn)諧波分量，會(huì)增加噪音[3]。變頻器運(yùn)行中產(chǎn)生機(jī)械和電磁振動(dòng)，進(jìn)而對變頻器運(yùn)行造成影響。

此外還有變頻器過熱故障、變頻器參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤等故障。由此可見，在變頻器運(yùn)行過程中，傳統(tǒng)控制方法效果并不理想，變頻器各類故障時(shí)有發(fā)生。因此，對于PLC自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用，變頻器有著較高的要求，利用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)良好的自動(dòng)控制，從而保證變頻器良好運(yùn)行，減少此類故障的發(fā)生。

4 ?變頻器中PLC自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用

4.1 PLC技術(shù)及變頻器型號選擇

在當(dāng)今的變頻器市場當(dāng)中，種類非常繁多，質(zhì)量也參差不齊。從總體的形式上來看，變頻器如果性能良好，也會(huì)有相對較高的價(jià)格。所以，在變頻器的市場選擇過程中，需要對工業(yè)生產(chǎn)過程中的具體技術(shù)要求充分考慮，結(jié)合技術(shù)要求水平，對性價(jià)比最為合適的變頻器型號進(jìn)行選擇，不要一味的盲目追求高性能變頻器，導(dǎo)致成本價(jià)值浪費(fèi)[4]。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，電機(jī)不同，在帶動(dòng)負(fù)荷方面，也存在著較大的差異。所以，采購人員在變頻器選擇當(dāng)中，需要對電機(jī)負(fù)荷加以考慮，確保變頻器能夠?qū)?shí)際運(yùn)行負(fù)荷良好滿足。

另外，變頻器是在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，作為一種生產(chǎn)機(jī)械，必須達(dá)到對生產(chǎn)效率提升有利的要求。如果性能不夠穩(wěn)定，難以確保穩(wěn)定持續(xù)的生產(chǎn)，也不利于生產(chǎn)效率的提高。所以，基于PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的變頻器，在選擇過程中要對電池的模塊、容量、機(jī)型等相關(guān)因素仔細(xì)考慮。同時(shí)也要對通信聯(lián)網(wǎng)能力加以分析。而對于PLC型號的選擇，需要考慮電壓等級、信號輸入類型等參數(shù)，從而能夠?qū)€路連接方式合理選擇，滿足實(shí)際生產(chǎn)的應(yīng)用需求[5]。

4.2 應(yīng)用通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制

從一定程度上來看，變頻器應(yīng)用PLC自動(dòng)控制技術(shù)，可以通過通信協(xié)議的方式加以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)通信協(xié)議的自身特點(diǎn)，可以分別劃分為不同的類型，例如MODBUS通信、自由口通信等類型。將專用通信協(xié)議，應(yīng)用于變頻器當(dāng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)PLC系統(tǒng)自動(dòng)控制變頻器的要求。在具體實(shí)踐當(dāng)中，應(yīng)用自由口通信模式，僅依靠自由口通信協(xié)議，不但能夠充分確保PLC系統(tǒng)對自由程序的完全控制，也能夠基于對通信程序編寫的確保，使運(yùn)行的可靠性、安全性也得到良好的保障，進(jìn)而使其應(yīng)用價(jià)值最大化[6]。在MODBUS通信協(xié)議提出之后，在通信行業(yè)發(fā)展中作為了一種重要的標(biāo)準(zhǔn)。專業(yè)人員通過分析通信協(xié)議，能夠發(fā)現(xiàn)實(shí)際上屬于串行通信協(xié)議，因而在實(shí)際生產(chǎn)等應(yīng)用方面，可以利用LPC、CRC等實(shí)現(xiàn)校核，進(jìn)而保證良好的應(yīng)用效果。

4.3 PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)對變頻器自動(dòng)化控制的實(shí)現(xiàn)

變頻器應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)，為確保可以實(shí)現(xiàn)有效的控制，要在變頻器、PLC控制系統(tǒng)之間，建立良好的連接。目前比較常用的方式，是對輸入輸出端子加以應(yīng)用。變頻器與PLC控制系統(tǒng)，使用輸入輸出端子連接模式可分為兩種，分別是PLC控制系統(tǒng)連接數(shù)字端子、PLC控制系統(tǒng)連接模擬量端子。如果PLC控制系統(tǒng)自身不具備輸入輸出端子，可以將其與變頻器模擬量端子建立連接，從而確保實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制變頻器的目標(biāo)，以對變頻器開關(guān)的控制為主要應(yīng)用。如果PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，帶有輸入輸出端子，可以將端子直接連接變頻器輸入端就能夠?qū)崿F(xiàn)。而且，輸入輸出端子的存在，對于PLC控制系統(tǒng)對變頻器工作頻率的靈活調(diào)節(jié)，也能提供較大的保證[7]。有研究顯示，端子數(shù)量將會(huì)對變頻器預(yù)設(shè)頻率產(chǎn)生直接的影響。如果端子數(shù)量增加，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)也可以確保變頻器工作狀態(tài)的穩(wěn)定良好。因此，企業(yè)在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合不同連接方式的特點(diǎn)，合理選擇應(yīng)用。還要考慮到企業(yè)生產(chǎn)需求、短期規(guī)劃變頻器調(diào)節(jié)預(yù)設(shè)頻率等，進(jìn)而使企業(yè)生產(chǎn)需求得到更好的實(shí)現(xiàn)。

5 ?結(jié)論

變頻器是當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域中十分常見的一種工業(yè)設(shè)備，而變頻器運(yùn)行過程中需要得到良好的控制，以滿足各種工況需求，確保良好穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。PLC自動(dòng)控制技術(shù)相比于傳統(tǒng)控制技術(shù)，擁有明顯的優(yōu)勢和特點(diǎn)，其對于變頻器的運(yùn)行控制需求也能較好的匹配。因此變頻器通過有效措施對PLC自動(dòng)控制技術(shù)加以運(yùn)用，進(jìn)而確保變頻器良好的運(yùn)行狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]景永明，王文豪，孔祥發(fā)，等.變頻器中PLC自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用[J].石化技術(shù)，2019，15（4）：36.

[2]朱朝政.變頻器中PLC自動(dòng)控制技術(shù)的運(yùn)用分析[J].中小企業(yè)管理與科技，2019，31（20）：153.

[3]劉美珍，侯志平.基于PLC控制的變頻器在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2017，14（3）：221-223.

[4]鄭千偉，李帥，宋立志.變頻器中PLC自動(dòng)控制技術(shù)的運(yùn)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017，40（29）：216.

[5]丁斌.變頻器中PLC自動(dòng)控制技術(shù)的運(yùn)用分析[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2018，23（12）：184-185.

[6]張兆國.變頻器中PLC自動(dòng)控制技術(shù)的運(yùn)用分析[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2019，25（14）：116.

[7]劉曉壘，馬祥厚.變頻器中PLC自動(dòng)控制技術(shù)的運(yùn)用分析[J].信息系統(tǒng)工程，2018，16（5）：85.