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变频器中PLC自动控制技术的运用分析夏志勇

发表时间：2020/9/25 来源：《基层建设》2020年第17期作者：夏志勇

[导读] 摘要：随着我国经济的发展，科学技术也在不断发展，自动化技术在各个领域之中的应用也越来越广泛，为各行各业的生产水平的显著提升起到推进作用，尤其是在变频器之中，PLC自动化技术更是发挥出关键性的作用，本文主要针对变频器中 PLC 自动控制技术的运用展开分析和研究，希望对大家有所帮助。

        天津天铁冶金集团河北邯郸 056404
        摘要：随着我国经济的发展，科学技术也在不断发展，自动化技术在各个领域之中的应用也越来越广泛，为各行各业的生产水平的显著提升起到推进作用，尤其是在变频器之中，PLC自动化技术更是发挥出关键性的作用，本文主要针对变频器中 PLC 自动控制技术的运用展开分析和研究，希望对大家有所帮助。
        关键词：变频器；PLC；自动控制技术；运用分析
        引言
        PLC 自动控制技术，主要是以可编程逻辑控制器为核心，近年来在工业生产等相关领域中得到广泛的应用。尤其是随着当前电气工程领域的快速进步，该技术也体现出了更大的发展空间。PLC 自动控制技术的应用发展，也为我国变频技术的进步提供了重要的动力。该技术的出现，为变频器中直流调速技术的取代提供了新的可能，可推动我国工业生产向新的台阶迈进。以往应用的变频器运行过程当中，控制方式主要是人工为主，而应用过程中人机互动功能难以取得良好的效率，也不能充分满足具体生产的需求。
        基于此，在变频器中应用 PLC 自动控制技术，对提升变频器数据分析处理能力，是非常必要的。该技术的应用，对于变频器性能的提升，以及人机互动效率的提高，都有着重要的意义，同时对于行业发展、生产需求以及经济良性发展也有重要意义。
        1.PLC 自动控制技术概念
        PLC自动控制技术就是一种可以进行编辑的控制器，并且可以进行较为简单的逻辑控制。随着人们对 PLC 自动控制技术的研究力度加大，促使 PLC 自动控制技术向着更完善的方向发展，逐渐将原有的自动控制技术代替，逐渐被人们认可和广泛应用，在一定程度上不仅可以促使工业产品得到创新，而且还可以促使生产效率有所提升。如今存在的 PLC 自动控制技术在具体的应用过程只能够利用输入输出、控制器等实现自动控制。由于具有工作操作流程简单的优点，被人们称之为微型计算机。因此，现阶段的 PLC 自动控制应用过程中，PLC 自动控制系统的操作简单、快捷，操作人员只需进行培训就可以完成。另外，PLC 自动控制技术具有抗干扰能力较高、稳定性强的优势，所以，应用在工业生产中，可以提高生产质量和生产效率。
        2.变频器
        变频器一般指应用于电子、电气或自动化领域的，可将50 Hz~60 Hz工频电源转变为不同频率交流电的设备。在其内部的核心控制功能上，变频器大多采用高性能微处理器实现交流电的产出功能。通过 A/D 或 D/A 接口来对电信号的正反转或启停操作进行拆分和识别，并控制信号的组成分配。在实际应用中，PLC 自动控制技术可联合相关硬件设备将接收到的模拟信号通过 A/D 加工处理转变为数字信号，再经后续的微处理器，进而实现最终的信号传输目的。变频器在工作
        时可以实现电子技术与变频技术的融合，并且根据变频器特有的工作电源频率选型方式改变电机的工作电源频率。再通过电机控制的电力控制设备优化系统的电力分配和能源组成结构。此外，变频器还能够有效节约能源，稳定电机速度并保护其功能性。正是得益于以上优点，在自动化领域中变频器的应用领域和方式不断丰富，积极地适应着更多的自动化需求。
        3.PLC 自动控制技术特点
        总体来说，PLC 是一种可编辑的逻辑控制器。通过逻辑运算和数字运算符组成能够执行特定操作的电子系统。PLC 自动控制技术的使用成本较低，编程逻辑简单易懂，在操作性和灵活性方面都具有很大的优势。PLC往往采用梯形图的模式应用，结合自动控制系统的功能和布局，在应用中表现出了良好的稳定性和精确性。同时，其还具有较强的抗干扰能力，在执行过程中受环境的影响较小。另外，从控制系统层面来看，PLC 自动控制技术的运行稳定性和使用寿命都较其他控制系统更为理想。并且在前期的设置安装和后期维护等方面，都具有较为成熟的实践经验可供参考。PLC 自动控制技术可以总结为是一种先进的具有广泛普及度的自动控制技术。

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        4.PLC 自动控制技术在变频器中的应用
        4.1变频器和 PLC 模块型号的选择
        PLC 自动控制技术在变频器应用过程中，应要与传统变频器选择区分开来，两者之间存在着一定的差异性。因此，相关设计人员在合适的变频器时，不仅应要对相关参数信息进行比对，而且还可以要根据具体情况，选择合适的变频器。同时，应要注意不同模块的型号应要选择相同的规格模式，这样级就可以使得 PLC 自动控制系统进行统一的监管。选择合适的变频器型号之后，应要根据变频器型号特点选择合适 PLC 型号，从而可以使得 PLC 与变频器能够相互适应。
        4.2PLC 的型号的合理选择
        在整个机械的控制系统之中，PLC 已经成为不可或缺的组成部分，所以 PLC 的型号选择也至关重要。在 PLC 的型号选择过程中，一定要注重规格的适合，这样才可以让继电器的工作得以顺利完成，并控制其他继电器完成比较困难的工作。因此在选择时，我们需要对很多方面的情况进行考虑，比如：可以将生产加工的实际情况和产品质量要求作为依据来进行考虑。就当今工业生产之中所选择的 PLC 型号而言，最常用的是西门子公司所生产的一款 S7-300PLC，通过长期以来的大量实践，证实了这款 PLC 可以对变频器起到十分显著的控制作用，并有着十分突出的稳定性。所以，如果实际情况对 PLC 没有特殊的要求，可以尽量选择这一款 PLC。
        4.3应用通信协议实现自动化控制
        从一定程度上来看，变频器应用 PLC 自动控制技术，可以通过通信协议的方式加以实现。根据通信协议的自身特点，可以分别划分为不同的类型，例如 MODBUS 通信、自由口通信等类型。将专用通信协议，应用于变频器当中，能够实现 PLC 系统自动控制变频器的要求。在具体实践当中，应用自由口通信模式，仅依靠自由口通信协议，不但能够充分确保 PLC 系统对自由程序的完全控制，也能够基于对通信程序编写的确保，使运行的可靠性、安全性也得到良好的保障，进而使其应用价值最大化。在MODBUS 通信协议提出之后，在通信行业发展中作为了一种重要的标准。专业人员通过分析通信协议，能够发现实际上属于串行通信协议，因而在实际生产等应用方面，可以利用 LPC、CRC 等实现校核，进而保证良好的应用效果。
        4.4 变频器自动控制的实现路径
        作为最重要的自动化控制应用，在变频器中利用 PLC 实现自动化的系统控制，能够借助 I/O 端子实现输入输出端的自动化流程管控。并在后续的变频器自动化控制环节中，结合实际需要，对模拟量端子和 PLC 连接器及周边的数字输入端进行组网式连接。根据建立的信号传输结构确定具体的自动控制方案，这其中模拟量端子和 PLC 连接时并没有预留信号端子，而是通过自动化控制将 PLC 的扩展模块连同变频器的模拟量端子进行连接而间接实现的。通过对数字输入端口的 PLC 进行同步应用，能让 I/O 端子与 PLC 同变频器的输入端建立连接，进而实现自动化控制系统内部及变频器的统一控制管理。
        结束语
        随着经济与科学技术的不断发展，变频器及 PLC 自动控制技术已经在工业生产之中得到广泛的应用，进一步有效解决变频器运行效率问题，而且在一定程度上还可以推动变频器的发展，提升工业生产的效率与质量，保障工业生产的安全性，同时也可以进一步节约工业生产的成本，让企业经济效益得以不断提升。
        参考文献
        [1]张美玲.探索变频器中 PLC 自动控制技术的运用[J].电子制作，2019（18）：83-84.
        [2]朱朝政.变频器中 PLC 自动控制技术的运用分析[J].中小企业管理与科技，2019（20）：153，155.
        [3]刘美珍，侯志平.基于 PLC 控制的变频器在自动化生产线中的应用[J].机电信息，2017，14（3）：221-223.