基于PLC控制的變頻器在自動化生產線中的應用

李益玲

（江蘇省鹽城技師學院，江蘇 鹽城 224000）

0 引言

近年來，生產藥品領域、機械制造領域、食品生產領域等建立了大量的自動化生產線，自動化生產線的整個生產過程中一般是由變頻器、PLC等內容實現控制，而PLC是自動化生產線中十分關鍵的構成部分。正確利用PLC控制技術，能夠準確控制自動化生產線外部各種設備，確保和不斷提升生產效率，促使企業生產自動化水平不斷進步。

1 PLC自動控制技術概述

PLC自動控制技術指的是一種具有編程功能的邏輯控制器，系統圖如圖1所示。在運用PLC自動控制技術時，微控制器是關鍵硬件，在使用過程中發揮十分重要的作用，借助通信接口能夠操作微控制器，達到控制生產線中外部設備的目標。基于PLC控制技術的變頻器在自動化生產線中運用，一方面可以促使自動化生產線生產效率不斷提升，另一方面還可以減少人力資源的投入，節省人工成本，提升生產企業的經濟效益[1]。

圖1 系統框架

2 基于PLC控制技術變頻器的構成部分

在控制自動化生產線時，借助傳送單元把工件輸送到分揀單元入料口的傳輸帶上，接下來由光電傳感器詳細檢測物料，延遲一秒之后，變頻器能夠控制電機正轉，由傳輸帶把物料傳送到分揀檢驗區內。在此過程中，光纖傳感器能夠詳細檢查物料的顏色，金屬傳感器能夠檢查物料的材質。物料繼續向前行駛，借助PLC控制技術能夠按照物料的實際屬性將其傳送到相應的物料槽上，放到物料槽位置上后，氣缸會把物料直接推進物料槽中。將物料推進物料槽中后，氣缸會自動縮回，這就是整個工作過程。在自動化控制中，觸摸屏頻率設定值直接決定變頻器頻率，控制傳輸帶位置是通過旋轉編碼器測量得到的信息，測量過后把測量信息傳送到PLC控制系統中，PLC控制系統中包括高速計數器，該構成部分能夠對測量信號進行計數，借助程序準確控制傳輸帶的停止和開啟[2]。

PLC自動控制系統在控制變頻器時，主要是借助發送頻率值等工作控制變頻器。主站通訊觸摸屏決定變頻器頻率的大小，可以通過PPI通訊把主站內部的各個信號輸送到分揀站的控制系統中，通過各種程序對其進行處理，處理過后運用PLC模擬量輸出將其傳輸到輸入端口。PLC數字輸出端口傳送電機開啟和停止正反轉信號，把正反轉信號直接傳輸到變頻器的數據輸入端口中，收到信號后，變頻器控制電機的各個動作。另外，變頻器的輸出能夠返還到PLC自動控制系統中，接著通過模擬量的輸入通道返回PLC控制系統內，運用PPI通訊直接把信號輸送到主站，主站接收到信號后，和觸摸屏開展通訊，把速度直接表現在觸摸屏上[3]。

3 以PLC控制技術為基礎的變頻器在自動化生產線中的實際運用

3.1 PLC自動化程序編制過程

如果想把PLC控制技術運用到自動化生產線中，那么就要準確編制PLC程序。在編制PLC程序時，要時刻關注PLC模擬量的輸出格式。通常來說，要在S7-200CPU224XP中借助D/A的變化方式輸入模擬量頻率，使模擬量頻率指令加入到變頻器內部。這樣能夠實現不斷調整電機速度的目的。PLC程序信號格式一般分為兩種：一種為電壓，另一種為電流。工作人員要將前者的信號范圍嚴格控制在0～10 V內，后者的信號要在0～20 mA內。一般PLC數字量程基本上為0～32 000，在編制PLC程序時借助電壓信號。變頻器頻率和PLC模擬量輸出電壓有著直接關系，兩者的關系為正比，數字量借助轉化器D/A轉換過后得到模擬量輸出。由此可見，數字量與模擬量同樣也成正比，所以，變頻器頻率和數字量成正比。在進行分揀單元工作時，借助觸摸屏明確變頻器頻率值，而自動化生產線主站和觸摸屏主要是借助RS485開展通訊工作，VW1002是傳輸地址，通過RS485通訊口和PPI通信協議把數據信息輸送到分揀站。在分揀站時，把頻率給定值安置到VW1002的傳輸地址空間內。在編制PLC程序時，要關注VW1002地址存儲頻率給定值的變換情況，之后在模擬量輸出端口M和V傳輸VW1002地址存儲頻率給定值，確保其被傳送到變頻器模擬量輸入口3和4端口內。變頻器輸入區頻率在0～50 Hz范圍內，PLC對應的數字量在0～32 000的范圍內，借助16位的地址AQW0促進整個輸出過程的完成。所以，要把對應頻率組織變為相應的數字量，用頻率給定值乘以640得到相應的數字量。

3.2 實際操作過程

在變頻器實際操作自動控制技術時，要在下述幾個方面入手，保證實際操作工作的準確性和規范性，促使PLC控制技術的功能在自動化生產線中充分發揮出來。首先，要認真編制與自動化生產有關的程序，全面了解和掌握控制系統中不同設備，確保實際操作時的規范性和標準化。還要全面認識控制對象，確保在實際控制的過程中，可以按照實際生產需求做好操作工作。在對控制對象進行控制時，要嚴格認真檢查硬件和安裝的軟件，避免發生故障問題，降低自動化生產線的效率。其次，在實際操作時，要認真畫好控制程序圖紙。在描繪程序圖紙時，要按照PLC控制技術的實際結構和控制時的實際狀態進行設計。完成設計工作后，要詳細檢查設計圖紙，確保設計圖紙符合自動化生產線的各項要求，只有保證設計圖紙準確無誤之后，才能科學規劃及安排設備的單元。設計好圖紙后，安排專業工作人員按照實際圖紙編寫自動化程序。該步驟是實際操作過程中十分重要的一個環節，禁止出現任何錯誤，必須嚴格按照設計圖紙編寫自動化程序，這樣可以將PLC控制技術正確運用到自動化生產線中，確保自動化生產線的工作速度，避免發生操作失誤問題。最后，完成程序編寫工作后，要詳細檢查程序實際運行情況，避免程序運行過程中出現的問題。另外，要按照程序編制情況編寫操作說明書，說明書內詳細說明實際操作過程中需要特別注意的地方和極易于出現操作失誤的地方，為后續使用者提供有效參考。

4 結語

通過上述可以看出，借助PLC控制技術控制變頻器時，要注重硬件連接情況和通信系統連接情況。按照自動化生產線的各項實際要求，科學合理設置變頻器和控制的各個參數。另外，相關工作人員要按照自動化生產線的實際控制情況編制PLC程序，實現自動化控制變頻器的目的，否則將會直接影響變頻器的精準度和控制效率?；赑LC控制的自動化控制技術可以保證實際生產中自動化和智能化水平，逐步提升自動化生產線的生產效率，推動變頻器的不斷進步和發展，使其被廣泛應用到各個領域中。