基于PLC的三相電機變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的特點及優(yōu)勢

朱海忱+侯爽

摘要：社會的發(fā)展和科學的進步，讓電力系統(tǒng)不斷完善，變頻調(diào)速實驗系統(tǒng)得以廣泛應用，并且取得了良好的效果。PLC控制技術以操作簡單、可靠性高的特點保證了變頻調(diào)速實驗系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。本文主要分析了PLC的工作原理，PLC控制器變頻調(diào)速的應用優(yōu)勢，PLC組成部分及功能的實現(xiàn)，以期為之后的PLC控制變頻系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的廣泛應用打下基礎。

關鍵詞：PLC 控制技術 廣泛應用

中圖分類號：TM306文獻標識碼：A文章編號：1009-5349（2016）23-0249-01

目前，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，各行各業(yè)對電力需求的增加，為了電力的穩(wěn)定運行，采用變頻技術對電力系統(tǒng)進行控制和調(diào)節(jié)非常重要。PLC控制電機變頻調(diào)速系統(tǒng)在提高科研人員的水平和電力系統(tǒng)輸電質(zhì)量兩方面具有重要作用，可以說是一種集合精度、性能和效率的裝置，在各行業(yè)中得以廣泛運用。

一、 PLC的相關介紹

（一）工作原理

PLC與一般的計算機系統(tǒng)類似，都是由存儲器、CPU、編程器、輸入輸出元件及外設等部分組成的，區(qū)別就在于它是一種專門針對工業(yè)控制的微型計算機系統(tǒng)。在進行PLC運行時，主要由CPU控制各個階段的運行周期，三個運行階段分別為輸入采樣階段、用戶程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。首先，輸入采樣階段，PLC會進行數(shù)據(jù)的一次掃描讀取，并將其存入I/O映象區(qū)中；接著是用戶程序執(zhí)行階段，PLC通過讀取和運算存儲數(shù)據(jù)，來刷新I/O映象區(qū)外的數(shù)據(jù)；最后，輸出刷新階段，結合I/O映象區(qū)內(nèi)部所對應的所有數(shù)據(jù)，刷新輸出鎖存電路，然后驅(qū)動外設輸出結果。

（二） 系統(tǒng)軟件設計

1.變頻器參數(shù)設置

變頻器運轉(zhuǎn)控制是通過對轉(zhuǎn)矩自動補償方式的外給定方式，速度傳感器矢量控制是電機的控制模式，編程時，變頻器的上限頻率是50HZ，下限頻率是0.2HZ，除了給定值10HZ外，其余按比例計算。

2.觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)設計

PLC是采用的MT6100iv3型號的觸摸屏，不但操作簡單、性能優(yōu)越，還有美觀的畫面和較長的使用壽命。

3.PLC控制軟件設計

主要包括主程序，中斷子程序和故障處理子程序兩個子模塊，具有控制提升機啟動、加速、等速、減速、停車等，和進行信號采集、邏輯處理的作用。

二、PLC控制器變頻調(diào)速的應用優(yōu)勢

（一）保證電機運行的穩(wěn)定性

首先，PLC控制變頻調(diào)節(jié)可以通過將電流電壓附加到電動機上，實現(xiàn)直流制動系統(tǒng)的特性。其次，PLC控制器電機變頻調(diào)速試驗系統(tǒng)運行時，要明確調(diào)速是從頻率低的部分開始，工作人員可以根據(jù)實際需求進行加、減速設置。另外，PLC控制器可以通過調(diào)節(jié)、控制電機的正反轉(zhuǎn)，減少電機燒毀問題。最后，PLC控制器在進行回路制動時，供電系統(tǒng)和制動電阻會受到機械負載消耗的回饋，但是這一過程會增加成本。

（二） 提升電機的效率

PLC控制器可以通過控制起重、機床等設備來提高設備的使用效率，增加使用壽命。因此，在機械設備行業(yè)得到廣泛的推廣。PLC控制器可以提升電機的使用效率，主要方式是通過對電機正反轉(zhuǎn)的快速切換，來控制電機的啟停，減少電流對電機設備的沖擊。

（三）節(jié)能效果

PLC控制器在進行設備的管理和調(diào)節(jié)過程中，能夠達到良好的節(jié)能效果。相較于傳統(tǒng)的控制技術，PLC控制器由于占據(jù)電機的總?cè)萘坎淮螅裕挥行〔糠值哪茉聪摹LC控制器通過減少一半左右的能耗來節(jié)省成本，達到節(jié)能減排的目的。

三、PLC組成部分及功能的實現(xiàn)

（一）存儲器

系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器一般是PLC所采用的控制器，系統(tǒng)存儲器主要是用于存儲一些系統(tǒng)性的程序，而用戶存儲器則是關于用戶所編制的控制代碼的存儲。作為隨機處理器的CMOSRAM具有價格合理、高密度、低功耗的特點，可以使用5-8年，壽命比較長。

（二） 微處理器

CPU作為電腦的中央處理器，是計算機系統(tǒng)和PLC控制電機變頻系統(tǒng)的核心部件，CPU就相當于人類的神經(jīng)中樞，指揮和調(diào)節(jié)PLC的整個運轉(zhuǎn)，所以說，CPU是PLC的重要組成部分，對PLC的正常運行起著重要的作用。

（三） 編程器

編程器是PLC的重要外圍設備，一般分為簡易編程器和圖形編程器兩種，編程器的主要作用就是通過用戶程序的寫入，對所寫程序進行檢查和調(diào)試。簡易編程器一般功能較少，只能適用于小型的PLC。

（四）I/O擴展單元

I/O擴展單元主要的功能就是用于擴展輸入或輸出的點數(shù)，在進行I/O擴展單元的擴展時，需要用戶所輸入或輸出的點數(shù)多于PLC所規(guī)定的輸入或輸出點數(shù)，達到輸入或輸出的點數(shù)在PLC規(guī)定范圍內(nèi)的效果。

四、結語

PLC控制器作為一種高效率、高精度、高性能的裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)與計算機的無縫銜接，因此，得以在各行業(yè)中廣泛應用。PLC變頻調(diào)控系統(tǒng)是結合了電機、傳感器、PLC控制器等設備，通過對設備的調(diào)節(jié)和控制來保障電機運行的穩(wěn)定性，它不僅可以對電機故障進行檢測和修復，還可以給工作人員反饋故障的位置和原因，具有自我保護功能，對PLC變頻調(diào)控系統(tǒng)的研究，可以為之后的廣泛應用打下基礎。

參考文獻：

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責任編輯：楊國棟