代海
哈尔滨电机厂有限责任公司
【摘要】变频器和PLC在交流电机调速系统发挥着非常重要的作用。因此，必须要找到最佳的变频器和PLC的控制方法，保证两者的调速能够真正实现自动化，并结合运行环境的实际情况改造变频调速自动化控制装置，以期能够有效降低交流电机调速系统运行过程中消耗的能源。本文基于PLC与变频器的交流电机调速系统进行分析，进一步促进我国电机产业发展。
【关键词】PLC；变频器；交流电机
交流电机调速系统不仅能够有效提高工业生产的自动化水平，还能提升生产工作的效率。因此，设计人员要重视交流电机调速系统设计工作，详细了解变频器和PLC的运行原理，充分发挥电机本身制动、调速、启动的特性，应用组态软件Wincc控制，以保障交流电机调速系统运行的稳定性。
1PLC概述
PLC又被称为可编程控制器，作为常见的数字运算操作系统，PLC一般主要运用于工业环境中，采用的储存器本身具有可编程的功能，能够将程序存储于其中，能够执行顺序控制、计数、逻辑运算等相关的操作指令，应用模拟量、数字等形式实现数据信息的输出和输入，有效控制各种机械设备运行。除此之外，进行可编程控制器设计过程中，设计人员要依据易于扩展功能原则开展设计工作，以便更好地满足人们对PLC灵活性的要求。另外，与继电器逻辑控制系统相比，PLC本身有着通用性的特点，详细了解其地接线方式，可知其采用的接线方式较为简单，所需的改造周期较短，不仅能够有效提升PLC的性能，还能提升交流电机调速系统的工作效率。
PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。处理器是PLC的控制核心。它在PLC系统程序的控制下，拥有接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误等功能。另外，PLC的相关产品本身有着标准化、系列化、模块化的特点，可以根据人们对交流电机调速系统的需求灵活扩展，以便更好地满足不同的控制需求，不断增强PLC的抗干扰能力和可靠性，将滤波、光隔离等运用其中，上述抗干扰措施能够有效提高产品本身的抗干扰能力，保证PLC运行的稳定性和可靠性。除此之外，PLC的接线和编程能够在一定程度上实现同步，不仅能够有效缩短开发的时间，还能有效提高交流电机调速控制系统的运行效率。
2变频器概述
该项目进行交流电机调速控制系统设计时，非常重视变频器的运用，将变频调速技术运用其中，进一步促进我国电工、电力、信息与控制等相关领域发展。除此之外，变频调速技术还能有效克服传统直流电动机本身的取电，保证交流电动机的优势能够得到充分发挥，与其他设备相比，交流电动机本身也有着坚固、耐用、结构较为简单等优点，变频调速技术的运用能够有效解决交流电动机调速性能严重不足的问题。
2.1变频器在交流电机调速控制系统节能结合方面的运用
详细了解变频器，可知其一般主要运用于泵类、风机中，能够有效节约设备运行过程中消耗的电能，一般可以节约20-60%，考虑到泵类和风机负载过程中消耗的功率与转速之间的呈现正比例的关系，不仅能够更好地满足变频器的节能要求，还能提高其的整体性能。同时，泵类负载和风机本身的容量占据总容量的5%左右，综合考虑交流电机调速系统应用过程中存在的各种因素，可知泵类负载和风机本身有着较大的改造空间，将变频调速运用于泵类负载中不仅能够有效节约电能，还能缩短投资回报的时间。通过上述表述，可知变频器在交流电机调速控制系统中发挥着非常重要的作用，有着较高的应用价值，恒压供水、中央空调等中均应用了变频器。
2.2变频器在精度自控系统中的运用
要想提升交流电机调速控制系统运行的稳定性，必须要重视控制技术的运用，就变频器本身的作用进行分析，其本身具有智能控制功能和多种算术运算功能，重点分析其的输出精度，精度一般在0.1-0.01%之间，合理设置保护和检测环节，将变频器运用于自动化系统中，提升速度控制的整体水平，保障设备运行的安全性。
2.3变频器在提升产品质量和工艺水平中的应用
就变频器提升产品质量和工艺水平中的应用进行分析，可知其能够有效减少设备运行过程中的噪声和冲击，还能延长设备的使用寿命，降低设备投入使用后出现故障问题的概率。除此之外，将变频器用于产品生产工作中，还能优化简化现有的机械设备，提高设备操作和控制的人性化水平，改变原有的工艺规范从而提高整个设备的功能。
3变频调速优点
电机在工频电源供电时的起动和加速对电网冲击很大，而当使用变频器供电时，这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个很大的启动电流（一般为1.5-2.1倍额定电流），而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐渐增加到电机上的，所以电机起动电流和冲击要小一些。通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的不足，甚至在低速区电机也可以输出足够的转矩。变频调速范围广，调速平滑性能好，机械特性较硬，可以方便地实现恒转矩或恒功率调速，整个调速特性与直流电动机调压调速和弱磁调速十分相似，并可与直流调速相媲美。
4基于PLC与变频器的控制方法
4.1变频器端子控制
端子控制是最早控制方法，经过PLC开关量的信号可控制变频器，其控制过程为可变控制程序PLC对输出信号进行控制，而输出信号对变频器停止、启动及复位进行控制，并控制组合变频器高中低速这三个端子，以实现多段速的运行。这种控制方式一般是变频器控制越多，所需要的PLc输入/输出点数就会越多，会加大控制成本，并且这种控制方法是通过开关量进行控制的，无法实现连续平滑线调速，更不能精度调速，通常用在调速精度要求低，变频器数目少及无需反馈信号的控制系统当中。
4.2模拟量与通信控制方法
模拟量控制是依靠PLC配置的DA模拟量控制变频器的，通常DA模块一个通道仅能控制变频器一台，其工作流程为:经过DA模拟量的模块把PLC数字量变为4-20mA电流信号或者10v以下电压信号对变频器进行控制，以改变PLC数字量，从而改变模拟量大小，并实现电机变速，这种模拟量控制方法编程简单，可平滑连续调速，工作性能稳定，但模拟量是运用电压信号来输出的，电缆线控制较长的时候，控制线路很容易出现电压降，对系统安全可靠性产生影响。
5总结
为了有效地提高交流电机的节能性能，要求设计人员必须不断优化电机结构，重视变频器和PLC的应用，做好数据信息采集工作，最大程度上降低周围因素对设备正常运行造成的干扰，提升PLC运行的可靠性。
参考文献
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