電氣設備自動化控制之PLC與變頻器應用

【摘 要】我國工業一直處于穩定發展狀態，且伴隨著工業生產實現自動化生產，管理實現自動化管理以來，電氣設備自動化控制技術在工業中的應用便越來越廣泛。本文從電氣設備自動化控制技術的特點入手，對PLC技術的涵義加以分析，并重點探討了基于電氣設備自動化控制下PLC和變頻器的連用，得出結論，供相關人士參考。

【關鍵詞】電氣設備；自動化控制；PLC；變頻器；應用

電氣設備自動化控制是一種作用于電氣設備上的控制技術，目的是實現電氣設備工作運行的自動化管理。電氣設備自動化控制的作用很大，既能保證電氣設備的正常運行，保證工業生產活動的順利開展，又能提高電氣設備運行效率，改善工業生產條件和勞動條件，促進工業經濟長久發展。PLC技術作為電氣設備常用自動化控制技術之一，其目前已經在工業生產領域得到了廣泛應用。下面，筆者結合PLC技術的涵義與優勢，對該技術與變頻器之間的連接應用作詳細論述。

1.PLC概述

PLC指可編程邏輯控制器，是一種具備數字運算、操作功能的控制系統，主要應用領域是工業。PLC技術屬于自動化控制技術，應用到工業環境中能對所有電氣設備進行自動化控制，提高工業生產質量與生產效率。PLC控制器的技術原理為：控制器可在內部存儲器中加以應用，并依靠自身特點，面向用戶執行諸如邏輯運算、定時控制、計數和算術等操作指令；此外，該控制器還能利用控制功能對工業環境中存在的各種電氣設備、機械工具加以控制，確保工業生產安全。簡單來說，PLC控制器其實就是一種可應用到工業環境，并對工業生產活動進行自動化控制的計算機，其所具備的邏輯運算、計數、算術、定時、控制等功能完全與計算機功能雷同。

截至目前，PLC已經和變頻器連接、配合，在工業生產領域得到了普遍應用，為工業生產管理效率的提高以及工業發展創造了有利條件。

2.變頻器在電氣自動化控制中的應用可行性

變頻器的定義是，一種可將固定電壓、頻率轉變為可調節電壓與頻率的調控裝置。在工業環境電氣設計中，電路電壓的調節可通過開關控制手法實現，而所謂的開關控制，即是切斷或連接電力半導體內的相關組件，組件連接，則開關閉合，組件斷開，則開關斷開。這樣的控制方式，我們稱為變頻器控制，而電力半導體相關組件，則稱作變頻器。變頻器能否在工業生產中得到有效利用，關鍵在于其是否具備應用可行性，如果變頻器便于維護、能實現節能、能適當減小對電網的沖擊，則可以在電氣自動化控制中應用。

2.1變頻器應用節能效果分析

變頻器應用于電子自動化控制，并充分發揮作用的前提是，與PLC連用。變頻器與PLC連用之后所形成的PLC變頻器能根據電機的轉動速度進行調配，盡可能的減少電力負荷，減少工業生產能源浪費，提高能源的綜合利用率，提高節能效果。

2.2變頻器操作簡單，維護方便

PLC變頻器本身就具備極好的運行可靠性與安全性，加之變頻器在運行工作中所采用的方式是單元模塊化，所以運行安全能得到基本保障，即使是在高溫環境下也能正常工作，使用壽命比普通開關控制裝置要長。

2.3諧波干擾小

諧波干擾一直是多個電氣設備一起運行時需要考慮的重點問題，為了減少諧波干擾，業內人士將PLC和變頻器應用到電氣設備自動化控制中，實現了變頻器改革，利用PLC變頻器控制方式，有效減少了輸入諧波干擾，省去諧波處理裝置的安裝與應用麻煩。

2.4具有故障提醒功能

電氣設備自動化控制中，PLC和變頻器的配合使用能對單元旁路中的電氣故障進行預警，能通過信號發送方式向主控系統預警，同時還能對故障部位和故障原因進行分析，調節各個系統，對某一功率單元及時進行修整，以此確保系統的運行安全，確保企業生產活動的正常開展。

2.5對電網的沖擊較小

軟啟動的方式是變頻器啟動電機的方式，PLC分析電機現場的工作時間曲線，并按照現場情況將其輸出，使電機免于負荷壓力從而進行匹配工藝的操作，在這一過程中，電流中沒有沖擊波的出現，有利于電網的保護，從而實現電網的長時間使用。

3.利用PLC、變頻器實現大中型企業電氣自動化控制的意義

PLC、變頻技術隨著科技的發展而日益成熟，已經在各個領域得到了應用，取得了很好的市場效應，具有明確的可行性。其對于中大型企業的發展具有十分重要的作用與意義，主要體現在以下幾個方面：

（l）高壓供電的形式隨著社會的發展與進步，已經因其高危險性與高操作性而不適用于社會的發展，因此PLC、變頻器不僅可以調低工作電壓，提高施工人員的工作效率，檢修率也比較低，增加了安全因素。

（2）改變了傳統的“電網——控制柜——空氣開關——接觸器——熱保護——電機”的模式，通過減少環節的節點大大提高元部件的利用程度，從而有利于系統的運轉速度加快，節約了成本。

（3）大中型企業在進行產品的生產過程中，往往需要進行批量大量的生產，在生產過程中一條產業鏈往往不會間斷。在以往的設備操作運行中，會因為單元模塊出現故障便導致整個運行系統癱瘓，PLC、變頻器的應用改變了這一弊端，只需要停掉壞掉的設備即可，其他單元模塊均可正常運行，提高了商品的生產率，并可直接將壞掉的變頻器換掉，從而保證生產的正常運行。

（4）PLC、變頻器在控制大中型企業電氣自動化的過程中能夠實現高效生產，規模生產，實現多臺設備同時運行，有利于主控系統進行多種形式的操控。CPU單元在PLC控制系統中占有了重要的地位，其有利于數據的傳輸、自動接收與分析，反饋，從而實現整體性的系統化、自動化。

（5）操作界面簡單，可以及時進行故障預警，界面控制，對元件根據實際情況進行分析、切斷、復位。

4.PLC、變頻器在中大型企業中的應用

PLC、變頻器在中大型企業的應用中具有明顯的可行性，然而在實際操作中，也應該注意以下相關問題。

（l）根據企業的特點，明確CPU的功能特點，并按照不同的CPU功能進行分配，使其滿足企業生產線的正常運行，使其能夠快速進行數據運算與處理，及時進行信息轉換。

（2）PLC在應用過程中逐漸升級，在現場應用中獲得了極大的好評，其即實現了儀表測試、工藝過程、電氣設備以及故障處理的功能，又實現了壓力控制、溫度保護、自動閥門等操作界面的控制，實現了生產線控制平臺的簡單化與系統化、界面化，優化了工作流程，有利于生產的安全性能。

（3）PLC在實際應用中具有抗干擾的特性，其既能夠減少輸人諧波的沖擊，又能夠對各變頻設備進行完善，從而加強其抗干擾的能力。

（4）變頻器維修與維護工作尤為重要，中大型企業安裝該裝置之后，要嚴格控制好該裝置的安裝質量，并做好裝置的細節調節；另外，中大型企業生產過程中由于供電與設備的進線出現需求，因此需要進行成柜安裝，使其規模化，便于維護的可操作性。

5.結束語

綜上所述，PLC與變頻器連接、配合應用可進一步提高電氣設備自動化控制效率，為工業生產質量安全提供保障。本文著重分析了PLC和變頻器在電氣設備自動化控制中的應用可行性，探討了二者在應用實踐中應該注意的問題，指出PLC和變頻器應用是工業生產自動化效率提升的前提，是改善工業生產條件、勞動條件，促進工業經濟發展的重要途徑，值得大量推廣。

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