關于PLC 和變頻器實現電氣自動化控制的分析

鐘子良

（江西應用工程職業學院，江西 萍鄉 337000）

在社會的不斷發展下，中國科技水平也在逐漸提升，自動化技術得到了廣泛運用，PLC 和變頻器作為一種先進的控制方式應運而生。PLC 是一種數字化控制技術，它在工業生產過程中有著重要的作用。PLC 和變頻器作為現代控制裝置已經普遍應用于各個領域。未來趨勢下，PLC 和變頻器將成為主流發展方向，實現電氣自動化控制。

1 PLC 與變頻器

PLC 技術是在電氣控制技術與計算機技術的基礎上開發的技術，這項技術將自動化技術、計算機技術及通訊技術融為一體，形成一種新型的工業控制裝置，PLC 技術是專為工業環境應用設計出的數字運算操作系統，目前PLC 技術已經廣泛運用于鋼鐵、石油、化工、機械等各大行業，可進行開關量的邏輯控制、模擬量的控制、運動控制和數據處理等工作。PLC 是可編程邏輯控制器，可根據用戶的要求進行邏輯操作、順序控制或者數字操作等工作。PLC 技術是電氣工程自動化發展過程中的重要技術，推動了電氣自動化的進步，目前PLC 技術系統構造主要包括箱式結構與模塊式結構。PLC 在具體工作過程中，能夠彌補傳統系統電氣控制過程中的劣勢，提高電氣自動化的工作效率，并為電氣自動化控制增加了一些功能，有效地降低了電氣系統在運行過程中的損失。目前PLC 自動控制技術在工業生產過程中展現出的主要特征是編譯高效便捷，將PLC 自動控制系統體系運用到生產工程項目中放心可靠，并且其設計安裝也相對簡單。

變頻器的主要作用是改變交流電機的供電頻率等，使電動機轉速能夠平滑地運行。變頻器由整流器、逆變器、平波回路三部分構成，其根本特征是應用變頻技術與微電子技術，改變電機工作電源頻率，從而實現對電機設備的控制。隨著目前電氣自動化控制的不斷發展和工業化需求的提高，變頻器的應用也越來越廣泛。

在電力系統中，輸送電能的回路是主回路，實施控制、信號采集和傳遞、數據通信的回路是輔助回路。變頻器是主回路的元器件，任務是改變線路的供電頻率，以調整電動機的轉速。PLC 是典型的輔助回路元器件，它集測控、信號采集和處理、信號傳遞、數據通信和信息交換為一體，實現多功能的邏輯控制裝置。在自動化控制過程中，通過運用PLC和變頻器，能夠將電壓降低，保證人員的安全[1]。

2 PLC 和變頻器實現電氣自動化控制要領

PLC 與變頻器應用于電氣自動化控制系統中，能夠有效增加電氣設備產品的儲存容量，PLC 作為一個獨立的內存結構，能夠為用戶程序的內存儲存提供較大的存儲空間，同時，能夠有效地提高電氣設備產品的智能化水平，將PLC 技術與變頻器應用在電氣自動化控制時，PLC 技術對整個系統進行控制，保證工作流程的順序性，變頻器則為系統提供供電電壓，使系統運行過程中各環節的電壓穩定，進一步保證系統的穩定性。將PLC 與變頻器運用于電氣自動化控制中能夠實現節能理念，變頻器對電機實際轉速進行控制時，能夠有效降低能量的損耗。在實際應用過程中，也能夠使電氣自動化控制的維護工作變得更加便捷，能夠有效減少實際使用過程中設備高溫損壞的可能性。在電氣自動化控制運行過程中，電流的沖擊波會對電網造成一定的傷害，通過使用變頻器，能夠使沖擊波降低，延長電網的使用壽命。

2.1 PLC 與變頻器選擇

在變頻器選擇過程中，要考慮的因素包括品牌、功率、電流、電壓、負載、應用場合等，在選購過程中要注意配件是否配備齊全，例如控制面板是否單獨采購，是否需要濾波器、電抗器、制動電阻制動單元等。對于PLC 的選擇，從應用角度出發，通常可按控制功能或輸入輸出點數選型。根據功能來選大中小檔的PLC，整體性的PLC 對于用戶來說選擇余地比較小，基本輸入輸出點數以及品牌決定著PLC型號。模塊型的PLC 由于提供多種擴展模塊，對于用戶來說就可以靈活根據輸入輸出點數合理搭配選擇。

對于PLC 與變頻器的型號選擇，應根據不同的質量要求對兩者進行選擇，選擇合適的PLC 控制器十分重要。變頻器的選擇過程中要選擇較高質量的變頻器，以保證實際生產過程效率，確保系統的穩定性。現如今市面上的變頻器種類較多，且每個型號的變頻器對于PLC 控制器的要求也不盡相同。在選擇變頻器的過程中，要同時考慮其與PLC 模塊能否有效結合。為保證PLC 模塊的使用，要特別分析PLC輸入的種類，詳細了解其所需的電壓以及電流接入狀況。

2.2 PLC 在變頻器中的應用

PLC 自動控制技術，在變頻器中能夠實現通訊協議的應用可分為自由口的通訊協議和mod-bus 通信協議應用，要結合生產過程，選擇合適的通信協議，利用PLC 自動控制技術和變頻器能夠形成一種專用的通信協議。一般情況下，PLC 自動控制系統要與變頻器端子進行連接，變頻器端子與PLC 自動控制系統之間的連接措施，可分為連接變頻器模擬量端子或連接變頻器數字端，相較于與模擬端子的連接，PLC 自動控制系統和變頻器的數字端的連接使用能夠使操作更加便捷，也更加方便加強系統本身的穩定性，使PLC發揮其最大價值。

PLC 自動控制系統安裝在變頻器中，能夠使變頻器達到更好的電氣自動控制，能夠使變頻器更加精準高效地工作，減少變頻器工作人員的負擔。利用PLC 自動控制系統能夠為變頻器增加警報系統，進一步提高變頻器的性能，使其能夠穩定運行。

2.3 PLC 在電氣自動化控制中的應用

由于PLC 技術具有較強的通用性，同時，PLC 本身的軟件功能能夠取代繼電器的控制系統中的某些器件，從而降低接線的工作量，這也使其在電氣自動控制中具有較強的抗干擾能力，能夠可靠使用。在電氣自動控制中，PLC 技術主要用于閉環控制、開關量控制和順序控制。在閉環控制中，PLC 技術能夠使各類數據信息進行有序高效的輸出與錄入，為了達到預期效果，也能夠對其進行有效修正。在開關量控制中，能夠合理地提升電氣系統運行效率，增強電氣設備的穩定性。通過使用PLC 技術，專業人員能夠對電氣自動化控制系統的順序性進行有效控制，將PLC 系統融入到順序控制中時，能夠使系統展現現場傳感，遠程控制模塊。通過對PLC 技術的應用，能夠使電氣設備更加高效。

2.4 變頻器在電氣自動化控制中的應用

電氣自動化控制中，使用變頻器能夠替代電網控制柜、空氣開關等多個模塊，從而使系統運行的環節更為簡便，進一步縮減成本，提高生產效率。同時，變頻器能夠對電氣設備的功率進行控制，在電氣自動化控制過程中，電氣設備功率過高時會使用高壓供電，安全性大大降低，此時使用變頻器能夠使大多數大功率電氣設備的供電電壓調整為低電壓，從而增強電氣設備使用過程中的安全性，有利于電氣設備的維修與保養[2]。

2.5 二者結合實現電氣自動化控制的措施

變頻器能夠通過現場總線系統，將信息傳輸到PLC 中，PLC 專門負責通信管理的控制，PLC 再把信息轉發到后臺控制中心，于是DCS 通過PLC 聯網到變頻器，構成了過程控制系統，實現工藝和生產控制。目前來看，PLC 與變頻器的聯合應用，是對傳統技術的一種創新方式，更為電器企業的穩定性發展提供了可能，以往電氣設備在使用過程中危險性較大，其電氣自動化控制也無法進行加強，通過PLC 技術與變頻器的使用，能夠有效地提高設備的運行安全性。電氣自動化控制是一項較為復雜的工程，其設備與操作步驟繁多，利用PLC 與變頻器能夠有效地減少中間環節，使電氣自動化控制能夠更加的便捷，目前PLC 與變頻器通過計算機控制進行連接，因此，這種連接模式在實際工作過程中能夠效地減少電氣設備消耗的電力，提高設備的運行速度，實現最大程度的資源節約。PLC 與變頻器結合計算機智能化的操作能夠有效地對設備進行檢驗，能夠有通過電流的變化得出設備故障的因素，快速制定合理的維修計劃。PLC 和變頻器的連接使用，改變了傳統的供電模式，減少了中間環節，能夠有效地實現高效生產，對主控系統進行更加完美的操控。加強PLC 技術與變頻器的應用能夠有效降低電氣自動化控制工程成本。因此，要對PLC 與變頻器的工作原理進行分析，加強對兩者技術的創新，實現電氣設備工作運行的自動化管理[3]。

3 結論

PLC 與變頻器是現代工業自動化控制技術中的重要組成部分，在生產過程中有著不可替代的作用，為生產生活提供了很多便利。PLC 與變頻器的結合具有功能強大、可靠性高和抗干擾能力強等優點。因此可充分利用該系統進行電氣自動化控制，實現電氣自動化控制功能，提高系統性能水平，更好地滿足社會需求。