變頻調速系統PLC控制

摘 要：隨著國內經濟的快速發展，我國的工業生產也逐漸從人力生產轉變成為自動化生產。本文主要是對變頻調速系統PLC控制進行了分析，首先闡述本次研究中的設計目標、內容、過程以及相關電氣設備。其次，闡述變頻調速系統plc控制設計中存在的問題與解決問題、心得以及建議。希望通過變頻調速系統plc控制設計能夠更好的掌握相關的專業知識。

關鍵詞：PLC；變頻調速控制系統；設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.143

1 變頻調速系統PLC控制設計

1.1 設計目的

通過變頻調速系統PLC控制的設計，對專業知識進行鞏固，并熟悉掌握組態軟件的使用。在完成課程學習的同時實際動手設計，通過理論和實踐相結合，把專業的理論知識應用到實際設計中，既能對所學知識加深理解，又能對專業知識的應用有更深刻的熟悉和掌握，從而將變頻調速系統PLC的相關知識理解的更扎實透徹，完整掌握PLC的相關內容。

1.2 設計概要

1.2.1 設計任務

完成一個由組態軟件為上位機控制，PLC為下位機控制，變頻器、異步電動機組成的變頻調速控制系統的設計，并完成組態控制界面的設計，控制梯形圖以及PLC接線圖。利用實驗裝置實現上下位機的聯通，完成PLC端子、變頻器以及異步電動機的接線，然后利用PC機輸入梯形圖控制程序，并在實驗室內進行調試。

1.2.2 控制系統的要求

PLC、變頻器以及異步電動機共同組成了控制系統。其中可編程控制器（PLC）的作用是處理各種信息的邏輯問題，并向變頻器發出起、停等指令，同時變頻器也會將工作狀態信號反饋回PLC，形成雙向聯通的關系，這是此系統的核心部分。變頻器能對電機進行調速控制。按下啟動鍵，可選擇工頻或變頻控制，能完成自動控制和手動控制之間的轉換，即自動轉換和手動輸入，同時實現高、低速的轉換。

1.2.3 設計過程

調速系統由PLC控制變頻器，同時由變頻器實現電機的調速。變頻調速系統主要分為兩部分：手動控制和自動控制。手動控制可以選擇電機正轉或是反轉，在一到七速之間也能自由轉換。自動控制則是先將電機設置為正轉或反轉，然后逐漸從低速升為高速，通過復位能自動從高速降回低速。最后手動控制停止可以直接切換成自動控制。

1.2.4 電氣設備詳細表

電源控制屏：提供三相四線制380V、220V電壓；變頻調速裝置；三菱PLC主機；異步電動機；力控監控組態軟件實戰指南；力控監控組態軟件。

2 PLC設計系統思考

2.1 設計系統過程中出現問題及解決方法

第一，根據控制要求直接編寫控制程序，始終不知道如何動手。對于該問題的解決方法為從頭開始了解硬件，學習變頻器資料，掌握變頻器和電機的使用，在熟練掌握的基礎上才會知道怎么去控制。

第二，在編寫梯形圖完成后，plc始終沒有輸出。該問題的出現主要是因為沒有熟練使用plc編程步驟，編寫程序中沒有end 。仔細檢查，一步一步從新學習plc編程，從最簡單的控制開始。

第三，電機在接線時不知道是星型接線還是三角形接線。筆者為了更好的解決該問題，在回去后仔細研究電機發現，我們使用的是小型異步電動機不帶負載，可以直接啟動，星型和三角形接線影響不大。

第四，手動程序在plc上可以直接實現控制，而把變頻器和電動機連起來，電動機直接受變頻器控制，我們的手動程序沒有用。該問題的出現主要是變頻器資料沒有學習深入，我們始終讓變頻器運行在內部（PU）模式，這款FR-S500沒有通訊功能。在PU模式下可以直接在變頻器上調節電動機不同速度，而用plc程序控制必須使變頻器工作在外部（exit）模式下。

第五，手動程序和自動程序不能結合起來。導致這種情況的出現與自己沒有太深入的了解三菱plc有些功能以及內部運行狀態有很大的關系，在老師指導下采用功能語句，一步一步調試出來。

第六，組態軟件在使用中出現的問題。若想解決該問題，就必須組態軟件需要把底層控制出來，在來監控，設置I/O點。

2.2 課程設計心得

這次課程設計做變頻調速系統plc控制，從拿到題目就感覺很難，經過兩個多星期的設計，調試終于做出來。但是心得感觸頗深：

（1）重新學習了plc編程，把以前忘掉的知識都撿回來了。從中也懂得了學過的知識很容易忘掉的道理。對于知識真的是溫故而知新，經常復習才能在使用時不盲目。

（2）學習變頻器的知識。以前總在電器商場看見變頻空調，不懂變頻是怎么變的，我們國家一直是工頻50HZ，變頻怎么做到的！這次課程設計讓我懂得了變頻調速的原理，變頻器的工作原理，同時學會使用簡單的變頻器。

（3）鍛煉自己動手能力。變頻調速系統涉及到變頻器，異步電動機，plc，還有上位機，這些都需要接線。記得當時在實驗室調試時根本不敢把電源加上去，很怕自己在接線處出現問題，出現燒毀電機，變頻器等故障。

（4）學習組態軟件。對于這個軟件我現在發現只要有簡單的指點，花上大量時間，就會學好。

參考資料：

[1]巫莉.電氣控制與PLC應用[M].北京：中國電力出版社，2008（05）.

[2]姚錫祿.變頻器技術應用[M].北京：電子工業出版社，2009（01）

[3]馬國華.監控組態軟件及其應用[M].北京：清華大學出版社，2001（08）.

[4]馬小軍.可編程控制器及其應用[M].南京：東南大學出版社，2007（04）.

[5]袁秀英.組態控制技術[M].北京：電子工業出版社，2003.

[6] FR-S500使用手冊[S].

作者簡介：姜維（1975-），男，山東萊陽人，碩士研究生，中級講師，研究方向：機電一體化，自動化控制。