導(dǎo)語(yǔ)：PLC自動(dòng)控制技術(shù)在變頻器的應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

近年來(lái)，隨著各領(lǐng)域自動(dòng)化水平的提升，plc自動(dòng)控制技術(shù)成為新時(shí)期自動(dòng)化生產(chǎn)、自動(dòng)化管理的重要基礎(chǔ)手段。PLC自動(dòng)控制技術(shù)的本質(zhì)是“微型邏輯編輯器”，該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中需要以變頻器為載體，促進(jìn)變頻器的自動(dòng)化控制，從而確保各領(lǐng)域生產(chǎn)活動(dòng)中變頻器自動(dòng)控制的靈活性、可靠性，幫助各企業(yè)建立自動(dòng)化的生產(chǎn)、工作模式，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

PLC自動(dòng)控制技術(shù)相關(guān)概述

PLC是一種可編程的控制器，PLC自動(dòng)控制技術(shù)是計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)集成應(yīng)用后的產(chǎn)物，屬于工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)。PLC自動(dòng)控制技術(shù)的主要功能是優(yōu)化傳統(tǒng)繼電器執(zhí)行邏輯，完善其控制功能，同時(shí)建立可遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)控制的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)。PLC自動(dòng)控制技術(shù)具有高效性、穩(wěn)定性、便捷性等特點(diǎn)，在各領(lǐng)域中有著不可忽視的應(yīng)用價(jià)值。PLC自動(dòng)控制技術(shù)的基本原理是通過(guò)循環(huán)掃描的方式，將依據(jù)用戶(hù)需求所編制的控制程序布設(shè)在系統(tǒng)內(nèi)部。使該系統(tǒng)能夠結(jié)合用戶(hù)指令操控系統(tǒng)中程序，完成生產(chǎn)、自動(dòng)化控制任務(wù)。完成后PLC程序可重新回歸首條指令，循環(huán)掃描后重復(fù)上述運(yùn)行步驟。微處理器、電源、輸入組件、輸出組件、存儲(chǔ)器是實(shí)現(xiàn)PLC自動(dòng)控制技術(shù)的主要硬件設(shè)施。另外，PLC產(chǎn)品不同，其產(chǎn)品特點(diǎn)會(huì)有著明顯差異性，以西門(mén)子公司的PLC產(chǎn)品為例，具體產(chǎn)品信息如表1所示。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)分析PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)PLC自動(dòng)控制技術(shù)的關(guān)鍵載體，在工業(yè)生產(chǎn)、企業(yè)發(fā)展中，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)有著不可替代的作用，該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下：（1）編譯高效。編譯PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，程序編寫(xiě)較為清晰、高效，可利用“梯形邏輯流程圖”實(shí)現(xiàn)PLC自動(dòng)控制技術(shù)，同時(shí)使系統(tǒng)中的控制器更易修改，能夠結(jié)合工業(yè)、企業(yè)實(shí)際需求，設(shè)計(jì)PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的程序功能，提升各類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)、工程建設(shè)的整體效率。（2）可靠性強(qiáng)。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)聯(lián)合變頻器后，可直接應(yīng)用在企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。通過(guò)相關(guān)人員對(duì)PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的測(cè)試可知，該系統(tǒng)的抗干擾性較強(qiáng)，系統(tǒng)運(yùn)行中的故障頻率低，能夠充分的維持企業(yè)生產(chǎn)、自動(dòng)控制平臺(tái)的穩(wěn)定性，保證企業(yè)生產(chǎn)效益。（3）安裝便捷。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)安裝過(guò)程中非常便捷，且系統(tǒng)本身能夠適應(yīng)不同的生產(chǎn)活動(dòng)，具有較強(qiáng)的耐腐蝕性、耐毒性。與變頻器聯(lián)合應(yīng)用中，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的可操作性明顯強(qiáng)，能夠?yàn)槠髽I(yè)、工業(yè)活動(dòng)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

變頻器中應(yīng)用PLC自動(dòng)控制技術(shù)的前期準(zhǔn)備

（一）合理選擇PLC及變頻器

變頻器是大型機(jī)電設(shè)備中用于調(diào)控電源設(shè)備頻率的設(shè)備，逆變器、主電路、平波回路、整流器是變頻器的主要結(jié)構(gòu)。企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，變頻器能夠改變電氣設(shè)備的原有電壓，使其頻率、賦值符合生產(chǎn)要求，從而確保電機(jī)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。在變頻器中引進(jìn)PLC自動(dòng)控制技術(shù)時(shí)，還應(yīng)結(jié)合企業(yè)實(shí)際需求，選擇對(duì)應(yīng)的PLC和變頻器。不同電機(jī)設(shè)備對(duì)電壓頻率控制需求會(huì)產(chǎn)生較大差異性，相關(guān)人員可基于電壓頻率控制需求，充分考慮PLC產(chǎn)品特點(diǎn)、變頻器的功能及容量，合理選擇對(duì)應(yīng)規(guī)格的變頻設(shè)備、PLC產(chǎn)品。除此之外，應(yīng)用PLC自動(dòng)控制技術(shù)控制變頻器時(shí)，還需科學(xué)地設(shè)置變頻器的相關(guān)參數(shù)，如表2所示。

（二）科學(xué)連接PLC和變頻器

PLC與變頻器相互連接時(shí)，常用方式為PROFIBUS-DP通信。相關(guān)人員借助PROFIBUS-DP通信將變頻器、PLC構(gòu)建成網(wǎng)絡(luò)后，變頻器、PLC產(chǎn)品則能夠進(jìn)行信息交換和資源共享。在此過(guò)程中，PLC產(chǎn)品可基于自身的通信功能，通過(guò)單主站、多主站、自由端口通信等方式連接變頻器，發(fā)送控制指令。指令從PLC傳輸?shù)阶冾l器的存儲(chǔ)器后，能夠點(diǎn)對(duì)點(diǎn)地對(duì)變頻器內(nèi)的控制程序進(jìn)行自動(dòng)化控制。而變頻器可實(shí)時(shí)反饋指令實(shí)時(shí)情況，如設(shè)備運(yùn)行情況、發(fā)布設(shè)備故障警報(bào)等。數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，PLC與變頻器處于連通關(guān)系，其余時(shí)間相互獨(dú)立運(yùn)行，所以不會(huì)出現(xiàn)PLC、變頻器相互干擾的情況，有利于維護(hù)變頻器運(yùn)行的穩(wěn)定性。此外，PLC自動(dòng)控制在具體應(yīng)用時(shí)，可借助通信協(xié)議同時(shí)控制不同規(guī)格的變頻器，高效地與變頻器可連通方式。

（三）促進(jìn)PLC系統(tǒng)與變頻器端子的連接

變頻器端子是變頻設(shè)備中用于連接PLC的連接器，通常會(huì)設(shè)置在變頻器的后蓋上，可以將PLC與變頻器的主回路、控制回路相互連接，傳遞各類(lèi)電信號(hào)。將變頻器、變頻器端子連接時(shí)可簡(jiǎn)化二者的連接流程，從而通過(guò)硬件連接的方式，突出變頻器、PLC的功能優(yōu)勢(shì)。具體的連接方式是將數(shù)字量端子、模擬量端子連接，使變頻器的控制回路能夠連接到PLC系統(tǒng)的擴(kuò)展板塊，提升變頻器頻率控制的準(zhǔn)確性。

變頻器中PLC自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用思路

（一）確定PLC模塊

PLC產(chǎn)品的模塊型號(hào)較多，將其應(yīng)用在變頻器時(shí)，企業(yè)可以基于自身需求，選擇對(duì)應(yīng)的PLC模塊。通常情況下，企業(yè)可根據(jù)變頻器標(biāo)準(zhǔn)I/O點(diǎn)數(shù)設(shè)計(jì)，確定PLC模塊的型號(hào)或產(chǎn)品規(guī)格，常見(jiàn)的PLC模塊有35MＲ型、45MT、S7－200型、FM355－2型等。此外，相關(guān)企業(yè)可按照PLC模塊的分類(lèi)，選擇PLC產(chǎn)品，比如根據(jù)硬件外形、功能設(shè)計(jì)可將PLC模塊產(chǎn)品分為“向量輸入”“輸出型－狀態(tài)輸入”“輸出型－晶體管輸入”“輸出型”等。按照PLC產(chǎn)品的運(yùn)行原理則可將其分為“解釋說(shuō)明型”“編碼破譯型”等類(lèi)型。其中，解釋說(shuō)明型PLC模塊是在變頻器和PLC產(chǎn)品連接后，按照各連接節(jié)點(diǎn)的PLC語(yǔ)言，解讀指令表、梯形流程圖。同時(shí)在電機(jī)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，使變頻器通過(guò)采用指令、解釋的方式讀碼，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行變頻控制。編碼破譯型PLC則是直接將連接節(jié)點(diǎn)編譯為程序，并利用變頻器接收到的指令代碼，控制變頻器，使其直接作用于生產(chǎn)設(shè)備。選擇PLC模塊時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)需求、變頻器性能設(shè)計(jì)，科學(xué)選擇PLC模塊，采用更恰當(dāng)?shù)倪B接方式。

（二）建立PLC通信協(xié)議

通信協(xié)議具體指PLC、變頻器相互連接時(shí)，用于達(dá)成通信目標(biāo)的條款和項(xiàng)目。通過(guò)建立PLC通信協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)PLC產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)信號(hào)、變頻器設(shè)備的有效連接，使其在運(yùn)行中共享信息資源、通信訊號(hào)。建立PLC通信協(xié)議是變頻器中應(yīng)用PLC自動(dòng)控制技術(shù)的基礎(chǔ)工作。變頻器中的通信協(xié)議具體包括mb通信、自由接口通信兩種，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，相關(guān)人員可全面考慮變頻器性能、PLC產(chǎn)品的適配情況，選擇通信協(xié)議方式。隨后將PLC產(chǎn)品中的每個(gè)控制節(jié)點(diǎn)的信號(hào)數(shù)據(jù)錄入變頻器系統(tǒng)的通信協(xié)議中。從而利用通信協(xié)議采集PLC節(jié)點(diǎn)信號(hào)，翻譯變頻器運(yùn)行中的信號(hào)，并對(duì)變頻器的控制系統(tǒng)發(fā)送處理后的信號(hào)，使其評(píng)估后分析指令的可行性，確定可執(zhí)行該指令后將節(jié)點(diǎn)信號(hào)傳輸給變頻器操作系統(tǒng)，最終起到變頻器自動(dòng)控制的作用。具體運(yùn)用PLC自動(dòng)控制技術(shù)控制變頻器時(shí)，相關(guān)人員還可借助節(jié)點(diǎn)信息的整合利用，評(píng)估、調(diào)控變頻器狀態(tài)，同時(shí)將其反饋給PLC的控制系統(tǒng)，平衡好PLC產(chǎn)品和變頻器的關(guān)系，使變頻器處于穩(wěn)定、高效運(yùn)行狀態(tài)。

（三）設(shè)計(jì)自動(dòng)化變頻模式

在變頻器中引進(jìn)PLC自動(dòng)控制技術(shù)的主要目的是提升變頻器的自動(dòng)化水平，建立可自動(dòng)控制的變頻模式。以此解決變頻器應(yīng)用中操作復(fù)雜、靈活性差、人工成本高等問(wèn)題，同時(shí)有助于提升變頻器的運(yùn)行效率，滿(mǎn)足企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的根本要求。但是在實(shí)際應(yīng)用PLC自動(dòng)控制技術(shù)時(shí)，還應(yīng)確保二者的協(xié)調(diào)性，靈活設(shè)計(jì)自動(dòng)化邊坡模式，持續(xù)校準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)信息，控制變頻器狀態(tài)估計(jì)器的誤差。（1）建立通信協(xié)議、連接變頻器和PLC產(chǎn)品時(shí)，保證語(yǔ)法、編譯邏輯流程、信號(hào)格式、傳輸向量的一致性。并且為減少外部環(huán)境對(duì)PLC系統(tǒng)和變頻器的干擾，還應(yīng)找出節(jié)點(diǎn)、變頻器狀態(tài)估計(jì)器的誤差值。對(duì)此，相關(guān)人員可利用數(shù)學(xué)模型：Prob{（k+1）=j（k）=i}=πij分析誤差值，其中πij≥0，同時(shí)根據(jù)狀態(tài)i轉(zhuǎn)移到狀態(tài)j的轉(zhuǎn)移概率，推導(dǎo)出各節(jié)點(diǎn)的誤差值。（2）根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、電氣設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行或生產(chǎn)的根本要求，將變頻器中PLC節(jié)點(diǎn)信息和狀態(tài)估計(jì)器的誤差控制在0.3~1.5之間，確定變頻器自動(dòng)化運(yùn)行中PLC系統(tǒng)的工作模式。（四）應(yīng)用實(shí)例（1）電氣工程自動(dòng)化控制。工業(yè)領(lǐng)域中，自動(dòng)化控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是將PLC自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用在電氣設(shè)備的變頻器中，以此改變用人力控制電氣設(shè)備的局面。比如在電氣閉環(huán)系統(tǒng)中，PLC自動(dòng)控制可與該系統(tǒng)中的變頻器相互連接，建立通信協(xié)議，從而對(duì)電氣閉環(huán)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制，確保設(shè)備運(yùn)行的安全性，實(shí)現(xiàn)電氣工程自動(dòng)化控制目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，變頻器可借助PLC自動(dòng)控制技術(shù)，建立開(kāi)關(guān)量控制技術(shù)方案，維護(hù)電氣設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。電氣工程自動(dòng)化控制中，開(kāi)關(guān)量控制關(guān)系著電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，但傳統(tǒng)人工控制繼電器、變頻器的工作方式會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的穩(wěn)定性較弱，電氣設(shè)備與逆行效率不高。PLC自動(dòng)控制技術(shù)產(chǎn)生后，可直接作用于斷路顯示器、變頻器，自動(dòng)化控制電氣設(shè)備，優(yōu)化電氣設(shè)備的變頻控制系統(tǒng)。（2）供水控制系統(tǒng)。供水控制系統(tǒng)中，PLC自動(dòng)控制技術(shù)和變頻器聯(lián)合應(yīng)用，完善供水系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，建立“恒壓供水系統(tǒng)”。相關(guān)企業(yè)可基于供水電氣控制系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、生產(chǎn)性目標(biāo)，根據(jù)多端口的電氣控制系統(tǒng)特征，選擇變頻器、PLC自動(dòng)控制技術(shù)，規(guī)劃設(shè)計(jì)PLC恒壓供水系統(tǒng)，自動(dòng)化控制該系統(tǒng)中的電氣設(shè)備。PLC恒壓供水系統(tǒng)的核心設(shè)備包括“壓力傳感器”“PLC控制器”“變頻器”“水泵”。其中壓力傳感器可控制供水系統(tǒng)的輸入量，PLC控制器傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)信號(hào)可影響輸入量的控制精度。PLC控制器是該系統(tǒng)的核心，可檢測(cè)供水時(shí)電氣設(shè)備的輸入狀態(tài)，計(jì)算輸入數(shù)據(jù)，并利用變頻器控制終端設(shè)備，使供水時(shí)的輸入量符合相關(guān)要求。水泵則是在變頻器的作用下改變流量大小，實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。在此過(guò)程中，PLC控制器可有效控制變頻器，使其作為供水系統(tǒng)的后續(xù)控制單元，通過(guò)變頻調(diào)速、多段調(diào)速的方式控制終端設(shè)備，自動(dòng)控制供水流量。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，變頻器與PLC的聯(lián)合應(yīng)用有利于提升企業(yè)生產(chǎn)效率，建立更高效的生產(chǎn)系統(tǒng)。但是為發(fā)揮PLC自動(dòng)控制技術(shù)在變頻器的應(yīng)用價(jià)值，還應(yīng)合理選擇PLC、變頻器，科學(xué)調(diào)整變頻器的實(shí)際參數(shù)。同時(shí)結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)需求、自動(dòng)控制目標(biāo)，更靈活的制定PLC自動(dòng)控制技術(shù)方案，打造個(gè)性化的自動(dòng)化變頻器控制技術(shù)，保證企業(yè)生產(chǎn)效益，提高各行業(yè)生產(chǎn)、管理活動(dòng)的自動(dòng)化水平。

作者：曾強(qiáng)盛