變頻器中PLC自動控制技術的運用分析

李雪清

【摘 要】伴隨著我國社會經濟快速發展，國內各個企業的生產經營規模也逐步擴大。在企業不斷壯大的過程中如何實現標準化發展成為了很重要的問題。作為一項目前處于先進地位的計算PLC自動控制技術在工業生產行業的應用也越來越廣，在電氣工程領域的作用尤為突出。雖然PLC自動控制技術應用很廣，但還是有很大的進步空間。該技術的進步發展也對變頻器相關技術的展開有促進作用。實際生產中變頻器的運行主要受人為操縱，人機互動能力不強。變頻器的發展實現可以通過PLC自動控制技術來解決。幫助提升人機互動功能，更好的滿足現在社會的需求，促進中國社會經濟實現可持續性發展。這也說明了PLC自動控制技術的重要性了。本文主要對PLC自動控制技術概念及特性做了具體研究分析，也對該技術在變頻器中具體應用操作進行詳盡探討。能讓PLC自動控制技術更好發揮自身優勢作用，進一步促使PLC技術領域的飛速進步。

【關鍵詞】變頻器；PLC自動控制技術；運用分析

變頻器在現代工業中的使用空間其實是非常廣闊的。由于技術本身存在的局限性，在實際操作中主要還是要依靠人工，所以無法實現對變頻器有效、實時的把控。這樣就造成了變頻器無法完全適應工業發展需求。目前PLC自動控制技術被廣泛應用到了變頻器中，此技術可以幫助解決變頻器存在的問題。而且PLC自動控制技術在變頻器中的使用對我國工業生產也有著較深的影響。PLC自動控制系統的本質其實就是可編程的邏輯控制器，在工業生產過程中，能實現對計算機控制操作。該技術的功能很強大，電氣控制領域用的應用是最多的。變頻器技術是變頻器中很重要的組成部分之一，也是相關技術人員一直以來的研究重點。變頻器中所用到的變頻技術，以前都是靠人工進行操作的。不過人為操縱過程太繁瑣，工作效率過于低下，數據分析能力也很落后。而在PLC自動控制技術被應用到變頻器中之后，變頻器的數據分析能力大大增強，各個設備裝置的應用需求也基本都能得到滿足，這也讓變頻器使用領域逐步增大。

一、PLC自動控制技術特點

Programmable Logic Controller 就叫做 PLC 控制系統，簡稱是PLC， 還可以稱之為“可編程邏輯控制”器 。該系統主要目的是為了幫助工業生產發展更好實行。PLC自動控制技術其實可以算是一種微型的計算機控制技術。而且PLC自動控制技術還能實現隨時隨地的編程操作，生產工作效率得到了極大的提高。其實PLC自動控制技術的編程過程并不十分復雜，相關工作人員也不需要有豐富的計算機編程知識，只要完成簡單的計算機培訓和考核就能上崗操作了。PLC自動控制技術的特點是：功能豐富且強大、運行穩定可靠、數據精準誤差小、可應用的范圍領域比較廣闊、機器體積輕巧、工作使用的年限長、連通方式簡便靈活、抗干擾能力很強等。正是基于以上這些優點，PLC自動控制技術的使用范圍也越來也寬闊了。而在自動控制技術的實際應用中，信息的處理，數據的分析都實現了全自動化。只要相關信息被傳送至控制系統，對應的計算機就可實行自行處理，若發生了問題故障還會及時報警。與傳統的人工操作相比，工作能力和工作效率都有很大的提高[1]。按照邏輯控制器特性，當PLC自動控制某電機裝備時，PLC編程會將控制效果即刻放大數倍。不過這種操作，對PLC控制系統質量和性能要求都是非常高的。在進行實時監控工作的時候PLC控制系統負責發出信號對變頻器實行操作，然后可以完成對電子設備的自動控制。而變頻器的實時運轉情況也會被傳輸至PLC控制系統中去。變頻器工作過程種生產的數據信息、指令等會經由PLC控制系統進行進一步的整合和詳盡分析。經過綜合分析之后再傳遞到報警裝置，報警裝備就會提醒相關工作人員，就能對出現的故障問題盡快進行解決處理。

二、PLC模塊選擇

現階段市場種變頻器產品類型繁多，價格差異也很大。對應企業來說，就有了很大的挑選空間。不過，產品種類越多企業就越難選擇。在實際生產中，變頻器品類不同負荷能力也不盡相同。所以生產企業在對變頻器進行選擇的時候，要從自身生產產品的工藝特點以及企業的實際情況出發，不能盲目選擇價格低的或是負荷能力大的。

落實到具體的變頻器選擇種來看，變頻器的性能參數是設計人員需要特別注意的部分，具體的選擇還要考慮實際應用情況。而且有一點要特別注意：不同模塊盡可能選擇規格相同的，這樣也方便后期對PLC自動控制系統進行管理。還有一點要注意，在選擇PLC型號的時候，也要將變頻器自身特點考慮進去，信號格式也要注意需與變頻器相匹配。因為在實際工業生產中，不同的機械設備運轉所用到的變頻器也是不一樣的。在對PLC模塊選擇時，機型、I/O功能模塊的對照是放在第一位的位，PLC系統只有和變頻器相匹配，才能發揮出最大的作用。除此之外信號類型、輸入接線連接、電壓等級等都要作為參考。只有充分考慮了這些實際參數情況，PLC系統和變頻器的組合才是最佳的，才能最大化的體現它們的價值作用[2]。除了要考慮變頻器參數，匹配度等具體的指標之外，對于變頻器的質量問題也要重點關注。若是挑選了質量不好的變頻器，不僅會浪費了還可能對企業生產產生不可彌補的損傷。

三、PLC自動控制技術具體應用分析

（一）利用通信協議實現的措施

根據通信協議自身特點可以分為通用和專用兩種不同的類型。專用通信協議所用的變頻器和PLC間的通信協議，是在事先就已經設定好的。通用通信協議功能比較多，不僅能對通信自由程序加以控制，還能在各種不同型號的變頻器之間實現通訊。為了保障PLC系統和變頻器通信的安全性和可靠性，在完成程序編寫工作和通訊調試工作之后，可以選擇自由口通信模式。而且通訊效果的確保也是通信協議選擇點之一。通過不斷的技術研究與開發，保證了變頻器的穩定和安全，可以在最大程度上實現PLC自動控制技術實際的使用價值。

（二）PLC自動控制系統在變頻器自動控制上的應用

1、變頻器常見故障問題

第一個問題是加減速過電流故障問題。工業設備在實際的運轉工作中，功率其實通常并不是完全適應的，這就很容易導致出現過電流故障。注意故障產生原因是變頻器在加速的時候，速度提升太快，機器設備在轉速負荷慣性作用下就容易出問題；而在變頻器進行減速時，也可能由于負載的慣性太大、減速時間不夠從而致使故障的產生。

第二個問題是電動機過載故障。變頻器在實際運轉工作中，若是長時間都是低速運轉，損耗過大，或者是散熱要求不達標，都會導致V/F 曲線不適配，進而出現電機故障問題。

第三個是由于變頻器在運轉過程中產生的噪音和振動。噪音來源有通風、機械和電磁波。在輸出電壓與電流出現諧波分量，就會加大噪音；而且電動機在工作時，還會產生電磁振動，機械振動，這些震動對變頻器運轉都是有影響的。

第四是變頻器過熱故障。變頻器運轉過程中會產生大量熱量。就會讓變壓器溫度快速上升，外部溫度不穩則會影響變頻器本身散熱功能，大量熱量聚集起來就會導致變頻器出現過熱故障。

第五個問題是變頻器參數設置不對。變頻器參數發生任何改變，都會對變頻器正常運轉產生直接影響。若設置參數出現失誤，就會出現故障，甚至可能還會讓變頻器完全喪失功能。

2、PLC自動控制系統對變頻器問題的解決

PLC 自動控制技術的實際使用過程中，自動化控制的實現主要是依靠 I/O 端子和 PLC 控制系統。要取得好的實際應用效果，就要對這兩部分進行優化組合。

隨著使用時間的增加，變頻器設備耗電量也會逐步增加，這就加大了企業的生產成本，降低了企業的經濟效益。在變頻器中使用PLC 控制系統，可以減少設備的電能消耗，節約能源，降低生產成本。

而且PLC 控制系統安全性也是非常高的。通過和系統設定流程結合，可以對設備實現實時監控，避免出現控制雜亂的情況，影響操作質量。

PLC 控制系統的操作也很簡單，前文已經提到，只要經過稍微培訓，一般技術人員就能上崗操作了。那么一定程度上也簡化了變頻器設備操作方式，總體工作效率也得到了很大的提高。

變頻器中編程控制系統在閉環控制運用中主要的運行方式是泵類控制集中運行。在選擇PLC 控制系統的時候，就要根據各類泵各不同環節不的工作需求標準去挑選，這樣才能確保變頻器設備運轉一直處在一個合理的狀態下。而且企業在進行日常工業生產時，也要對連接方式加以考慮，PLC 系統和變頻器各自的特性都要充分考慮周全。根據企業實際生產實際需求再對變頻器的頻率進行預設調整。想要利用PLC 自動控制系統實現對變頻器的自動化管控，就要注意PLC 控制系統和變頻器之間一定要實現有效連接?，F階段，PLC 控制系統和變頻器的連接是離不開 I/O 端子的。I/O 端子連接又分為兩種，一種是 PLC 控制系統與模擬量端子連接，另一種則是PLC 控制系統與數字輸入端進行連接。若是 PLC 控制系統本身是沒有 I/O 端子存在的，那么就要利用 PLC 控制系統與模擬量端子連接這個模式，才能完成對變頻器的自動控制，這個連接過程，主要是對變頻器的開閉進行控制 ；如果 PLC 控制系統本身就有1個或幾個 I/O 端子，連接工作的完成就簡單多了，只要將已有的 I/O 端子與變頻器的輸入端連接起來就行了。變頻器預設頻率數目與其自身端子數目也是有著密切的關系的。隨著端子數的增加，預設頻率也會加大很多。伴隨著工業現代化進程的進行，變頻器中 PLC 自動控制技術應用也變得越來越重要[3]。

四、結語

在變頻器中 PLC 自動控制技術的實際運用操作中，有一些問題的出現是會對變頻器整體工作效率產生影響。而通過PLC 自動控制系統就可以針對這些問題進行很好的解決，這對于變頻器的進步發展都是有著深刻的意義。PLC 自動控制系統在變頻器的運用，不僅能有效解決變頻器功能的缺陷，也能大大提高變頻器的工作效率，從而進一步提高企業生產效率。而且變頻器在應用了 PLC 自動控制系統后，就可以依靠 PLC 自動控制系統自動發出信號，達到對變頻器實現自動控制的目的。減少變頻器實際工作中對人工的依賴性。合理的使用警報系統，還能實現對機械設備的實時監控，提高變頻器使用率，減少設備運轉風險，提高整體的工作效率。所以PLC 自動控制技術的不斷改革和創新，就成為了一個非常重要的問題。將PLC 自動控制技術和變頻技術實現最優組合，就能彌補缺陷，就能幫助PLC 自動控制技術在變頻器中的實現可持續的發展，進而為變頻器在工業生產行業的廣泛應用打下堅實的技術基礎。

【參考文獻】

[1]柳智鑫.關于變頻器中 PLC 自動控制技術的運用探討[J].技術與市場 ，2015（12）：92+94.

[2]馬西鋒.基于ET200的G150 變頻器與PLC的自動化控制研究[J].海峽科技與產業，2017（20）：78-79.

[3]王潔，李江紅.淺析變頻器中PLC自動控制技術的運用[J].科技展望，2015（21）：134.