PLC、變頻器在工業中的應用

張速江

（中國石油新疆培訓中心（新疆技師學院），新疆 克拉瑪依 834000）

0 引 言

PLC自動控制技術與變頻器的結合，對于提高我國工業生產的效率具有十分重要的作用，受到了工業生產的普遍歡迎。所謂PLC自動控制技術，實際指的是將計算機技術與工業控制緊密結合的一種技術，以實現工業的自動化、智能化控制。本文主要分析PLC、變頻器在工業中的應用，希望對工業的技術發展提供一定的借鑒。

1 PLC自動控制技術概述

PLC自動控制技術，被稱為可以被計算機編輯的邏輯編輯器。這種自動控制技術與傳統的工業控制技術完全不同，而是與現代計算機技術緊密結合，目的在于實現工業控制的自動化及智能化，且其應用的很多方面類似于微型計算機。目前，PLC由于與傳統工業控制模式相比具有較明顯的優勢，在工業生產中得到了較為廣泛的應用。該控制技術對于提高工業的生產效率和保證工業產品的質量都非常重要。PLC自動控制技術的操作方法簡單，操作人員只要稍微參與一些較為專業的訓練并反復加以操作，就可以熟練使用。PLC自動控制技術在應用過程中具有傳統工業控制技術無法比擬的優勢，除了能夠保證生產效率和產品質量外，還具有較強的穩定性，對外界的抗干擾能力也較強，且使用壽命較長，設備出現故障后還有自動報警功能。

PIC自動控制技術的系統結構，如圖1所示。

圖1 系統結構圖

2 變頻器中PLC模塊的選擇

為了應對生產的實際需要，市場中存在多種類型的變頻器，給工業生產提供了多種選擇。在具體選擇變頻器的過程中，應當綜合考慮多種因素，最終選擇質量上乘又滿足工業生產實際需要的變頻器[1]。變頻器的價格高低可以從某種程度上反映變頻器的質量，但不應僅僅考慮變頻器的價格，還應根據工藝的生產特點選擇合適的變頻器。考慮工藝的生產特點，主要是由于電機的不同，其在生產過程中的實際負荷不同。因此，購置變頻器應當注意綜合考慮多種因素，著重根據生產的實際特點選擇符合生產實際需要的變頻器。此外，選擇過程中，要考慮PLC系統輸入信號的類型、電壓的等級等因素，盡可能保證變頻器與PLC系統達到最佳優化配置，最終提高工業生產效率，保證產品生產質量。

3 PLC自動控制技術在工業中的應用

PLC自動控制技術由于優勢明顯，使得其在工業生產中得到了廣泛應用。PLC自動控制技術在工業中的應用范圍非常廣闊，如石油開采、機械制造以及交通運輸等工業領域都有較為廣泛的應用。具體的應用主要體現在以下幾個方面。

首先，開關邏輯控制已經基本取代了傳統的工業控制模式，實現了工業自動化、智能化的控制性能，在生產流水線上應用廣泛，如注塑機、組合機床以及包裝生產等方面的應用。其次，實際工業生產過程會受溫度、壓力等可變因素的影響，因此需要使用相應的控制技術對這些可變因素展開相應控制。PLC自動控制技術在這方面有較為廣泛的應用，可以實現工業生產過程中的時間控制、溫度控制、壓力控制、速度控制等[2]。PLC自動控制技術主要通過掌握設備的詳細信息來展開相應的控制。另外，PLC自動控制技術也具有自我診斷的重要功能。再次，PLC自動控制技術能夠實現工業生產過程中的圓周及直線運動控制。在結構配置過程中，較多采用運動控制模塊，較為典型的應用是電梯和機床。另外，PLC自動控制技術還能夠有效實現工業控制中的閉環控制，其中閉環控制中應用較多的是PID調節方法。PLC在該方面的性能被廣泛應用于冶金化工等領域。最后，PLC自動控制技術對于數學信息、數據等方面也具有較好的處理及控制功能，如可以有效實現數學運算、數據傳輸、數據轉換以及排序等重要功能。PLC自動控制技術在這方面的應用主要體現在大型控制系統方面。

4 變頻器在工業中的應用

4.1 變頻器在工業機械泵類器材中的應用

變頻器能夠對工業的生產速度展開有效調節，如變換電動機定子頻率的調節就是由變頻器實現的，這能夠使工業生產速度滿足生產的實際需要，從而在此基礎上有效提升工業的生產效率，保證工業產品的生產質量[3]。由于機械泵類器材在實際生產過程中需要承載的負荷量較大，而采用合適的變頻器能夠有效調節其生產頻率和速度，從而使得設備的生產能夠滿足實際的需要。變頻器在工業機械泵類器材中的應用，除了能夠有效提高生產效率，滿足工業生產的實際需要外，還能夠有效延長機械泵類器材的使用壽命，從而為工業生產創造更多的實用價值。

4.2 變頻器在工業機械風機負載中的應用

在工業機械風機的應用過程中，由于其實際的負載力處在時刻變化過程中，使得風機需要經常被調節。因此，在工業機械風機負載應用過程中需要應用變頻器。譬如，在鼓引風機中，需要應用變頻器對其風量裕度展開有效調節。當風阻變大而裕度減少時，需要適量增加變頻器容量，使變頻器頻率變高，從而有效保證風輪在正常運行過程中能夠產生足夠的風量，以滿足實際的生產需要。在機械風機中引用變頻器能夠對其風量展開有效調節，從而使得風量能夠滿足實際的生產需要，保證機械正常運轉的同時提高生產效率。

4.3 變頻器在節能降耗方面的應用

變頻器能夠對機械運轉速度展開有效調節，保證機械能夠根據生產的實際需要正常運轉，且調節速度的效率非常高，可達到100%。另外，變頻器可以實現連續及平滑的調速方式，有助于機械設備在運行過程中做到節能環保，不對周圍環境產生較大傷害。譬如，在水泵中應用變頻器，能夠有效控制水流速度，較大程度地利用水資源，防止水資源流失，一定程度上還能節省耗電量。除了環保效果，節能方面也能夠發揮重要作用[4]。目前，國家在建設過程中非常注重生態建設，在工業生產過程中的重要體現就是要求節能減排。因此，企業在選擇變頻器的過程中，應當注重考慮是否其在應用過程中能夠有效實現節能降耗的目的。同時，當前市場中普遍應用的變頻器大多可以行聯網，可以與其他設備展開有效連接，提升經濟效益的同時，也能有效達到節能降耗的目的。

5 結 論

綜上所述，與傳統的工業控制技術相比，PLC自動控制技術及變頻器由于具有較為明顯的優勢，使其在工業生產過程中得到了廣泛應用[5]。具體來說，PLC自動控制技術可以在生產流水線、冶金化工、大型機械系統等多個領域、多個方面廣泛應用，而變頻器則在工業機械泵類器材、工業機械風機負載、節能降耗等方面有較廣泛的應用。

參考文獻：

[1] 陳寶森，楊桂華.基于PLC的工業洗衣機控制系統設計[J].大眾科技，2016，（6）：49-51.

[2] 李志斌.PLC和變頻器在工業洗衣機控制系統中的應用[J].電機與控制應用，2008，（6）：44-46.

[3] 姜永華.PLC與變頻器在動力刀架控制系統中的應用[J].電世界，2008，49（8）：8-10.

[4] 鄭 兒，豐大軍，王 皓，等.基于核電站的PLC控制系統的報警功能分析[J].微型機與應用，2017，36（15）：1-4.

[5] 王 崢.基于變頻器和PLC實現的工業洗衣機控制系統的設計[J].教育現代化，2017，（39）：308-310.