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基于PLC技术的变频器自动控制研究徐国闻

发表时间：2021/6/10 来源：《探索科学》2021年4月作者：徐国闻

[导读] 在变频器中运用PLC自动控制技术有利于加强变频器的数据分析能力，还可以使变频器能够实现人机互动的功能。把PLC自动控制技术和变频器相互结合，可以使工作效率提高，提高企业的生产水平和经济效益。当变频器在综合性能进一步加强的时候，二者配合会有更大的提升并发挥更大的价值。PLC自动控制技术对于企业的生产能力和盈利能力具有非常大的帮助。

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摘要：在变频器中运用PLC自动控制技术有利于加强变频器的数据分析能力，还可以使变频器能够实现人机互动的功能。把PLC自动控制技术和变频器相互结合，可以使工作效率提高，提高企业的生产水平和经济效益。当变频器在综合性能进一步加强的时候，二者配合会有更大的提升并发挥更大的价值。PLC自动控制技术对于企业的生产能力和盈利能力具有非常大的帮助。本文详细探讨在变频器里应用PLC自动控制技术，为二者整体性能的提升提供一定基础。
关键词：PLC；变频器；自动控制技术
        引言
        随着工业化的推进，钢铁冶金行业亟需实现智能化生产、集约化管理，这对钢铁冶金行业自动控制技术提出了更高的要求。PLC技术的变频器自动控制通过将多个PLC搭建在一起，形成功能性强、稳定性高的自动控制系统，上位机对整个系统进行监控与管理，下位机接收上位机所传达的指令，自动、智能调整被控对象的参数与运行情况，既实现工业生产的集中管理及分散控制，又降低机械设备运行中的资源消耗，对于扩大钢铁冶金企业经济效益、社会效益、生态效益具有重要价值。
        1PLC自动控制技术概述
        如今PLC自动控制技术已经涵盖了大多数工业化生产中，由于科学技术的突飞猛进，PLC自动控制技术在工业化模式中担任微型计算机的角色，性能很好。在实际的工业化生产中，由于PLC自动控制技术的引进已经实现自动化，大多数企业工业传统生产线已经被半自动化生产线所替代，有一些先进的企业整个生产流程不需要人工操作，全部为自动化生产，因而全面促进生产效率和产品质量的提高。PLC自动控制技术对于工业化生产有不可或缺的作用，发展前景十分广阔，其本身是根据操作人员来实行设计开放，使得操作人员对PLC自动控制技术更加了解，操作更加方便快捷，利用附加设施提高干扰性，使系统高效率运行。
        2变频器中的常见故障
        2.1过电流故障
        通常来说，变频器的功率通常稳定在75kW左右，然而在设备运行过程中，功率通常会超过变频器所能承受的范围，导致电流故障和工作质量下降。过电流故障主要分为加速过电流故障和减速过电流故障，加速过电流故障主要是因为变频器在运作过程中加速过快，功率过大导致，而变频器在减速的时候，减速的时间不足以缓冲过高的负荷惯性，这时同样会导致功率过大而出现减速过电流故障，过电流故障会严重影响变频器的使用寿命与质量。
        2.2变频器中的噪音与振动现象
        变频器在运行过程中出现的噪音与振动现象比较普遍，当变频器在运行中出现了噪音，可能是通风出现了问题，或者是电磁与机械的运行出现了问题，变频器运行中出现的振动主要是电磁振动与机械振动导致的，当变频器在运行中出现了噪音与振动现象，意味着变频器出现了问题，相关工作人员可以对故障的原因进行排查。
        2.3变频器受热故障
        机械在运行过程中会产生机械能与热量，变频器在运行过程中同样会产生大量的热量，这会使变压器的温度在短时间内升高，从而导致变频器出现故障，同时变频器所处的环境会影响变频器与变压器的散热，从而导致变频器因过热无法正常工作。
        2.4电动机超载故障
        在实际操作过程中，还会出现电动机过载现象从而导致电动机过载故障，进而加大对变频器的消耗，导致变频器工作效率降低，变频器工作质量也随之下降，此外，电动机散热功能差的话也容易导致变频器出现问题。

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        3PLC技术的变频器自动控制的应用
        3.1变频器端子与PLC连接的应用
        通信协议虽然能够使PLC自动控制系统与变频器之间形成较为稳定的控制关系，但是，无法实现精准化、智能化控制。为此，钢铁冶金企业在PLC的实际应用过程中，还需要增强变频器端子与PLC自动控制系统之间的连接，以保证PLC运行中能够通过上位机下达指令、下位机及时接收并响应实现对生产设备或系统的有效、灵活控制。当前，PLC自动控制系统与变频器端子之间的连接主要包括三种方式：一是将PLC输出模块与变频器模拟量端口连接，PLC自动控制系统向变频器模拟信号量端子输入信号，以此来控制变频器的输出频率，此种连接方式较为简单，但模块价格较为昂贵；二是将PLC开关输出短与变频器开关量输入端子连接，该方式简单且抗干扰性强，但只能进行有级调速；三是将PLC自动控制系统与变频器数字端子连接，此种方式操作简单、控制效果较好，并且成本较低。
        3.2冶金电动机变频调速PLC技术应用
        基于PLC技术的冶金电动机变频调速自动化控制系统主要由触摸屏、变频器、电动机及各类控件构成，现场总线与工业以太网及触摸屏连接。首先，需要分清各个号站的主次，保证各站的地址不重复，以实现精准控制；其次，需要特别设定以太模块的地址，以支持组态软件间的通信连接。同时，需要在硬件组态过程中完成网络地址的分配，并按照硬件组态时地址的空间要求设计软件的内容。再次，关于硬件配置方面，要先拟定好通信的IP地址，再将其输入进中央处理器中。同时，在设备进行组态时，还要把以太网模块的远程IP的地址进行重新设定，使其与通信的IP地址相同，继而使PLC与MCGS的通信保持正常。最后，对系统中相关设备及路程进行调试，电动机变频调速控制调试是指按照原本设定的运行速度参数，对电动机速度进行调节，利用变频器控制电机的正反转，并通过PID调节电动机设定值与反馈值之间的差异，继而使电动机能够以稳定的速度运行。
        3.3变频器自动控制方法的实现
        PLC自动控制技术在具体的实践期间，最重要的一项内容是要实现相关自动控制化的目的，这个目的达成后，有利于PLC自动控制技术的进一步发展。当企业在使用变频器进行生产操作的时候，要格外重视变频器的自动化控制。变频器和PLC自动控制技术最主要的连接措施为I/O端，采用这种连接方式，更有利于PLC自动控制技术和变频器的结合。把自动控制技术具体投入企业的生产中，才可以更好地达到变频器自动化控制的目的。在企业具体的应用过程中，详细阐述和说明变频器和PLC自动控制技术本身的特点，结合企业发展的状况以及未来的发展趋势，对变频器的一些数据进行调整和改变，使得变频器和PLC自动控制技术与企业的实际生产效率相吻合，引导员工更加积极努力的工作，同时，保证产品的质量。为了能够达到变频器自动化功能的目的，最主要的因素是以实际为基础，通过科学技术手段，使得PLC自动控制技术和变频器更好地发挥最大的价值。
        3.4变频器与PLC模块型号的选择
        在我国经济社会不断发展，科学技术水平不断提高的背景下，当前我国的工业生产已经离不开了变频器的使用，市场上同变频器相关的产品也很多，工业企业面临着很多的选择，只有选择合适的变频器与PLC模块型号，才能在最大限度上提高生产效率。在对变频器进行选择时，相关工作人员应该按照一定的选择标准对变频器进行选择，在选择的过程中应该结合自家企业的需要，而不能一味地追求变频器的性能与种类的多样。在对变频器进行选择的过程中还应该考虑电机负荷是否能够满足机械运行的整体需求，避免不符合要求而造成变频器的故障，同时还要考虑变频器的可靠性与稳定性，总之在对变频器与PLC模块型号进行选择时，一定要全方面地考虑工厂的真正需要。
        结束语
        综上所述，变频器的出现改变了原有的生产模式，在很大程度上提高了生产效率，让工厂生产活动更加便捷，不过单一的变频器技术的数据处理能力仍然相对有限，而PLC自动控制系统与变频器技术的融合使双方的性能都得到了优化，变频器的数据处理能力更加的强大，生产活动变得更加便利，极大地提高了生产效率。
参考文献
[1]王强.变频器中PLC自动控制技术的运用分析[J].设备管理与维修,2020(10):85-86.
[2]张搏.变频器中PLC自动控制技术的有效应用研究[J].中国新技术新产品,2020(07):43-44.
[3]赵静.变频器中PLC自动控制技术的运用[J].电子世界，2019(18):172-173.