變頻器中PLC自動控制技術的運用

劉金星

摘要：自動控制是今后工業生產、發展的必然趨勢，PLC自控技術在多年的發展中已經成功的滲透到了眾多領域，例如變頻器。PLC自控技術的使用有效的扭轉與改變了原本變頻器數據處理、數據分析能力差的問題，為變頻器提供了更為出色的人機互動能力。也就是說PLC自控技術在變頻器中的應用有著1+1>2的效果，其可以有效的滿足變頻器使用要求。為深入挖掘與最大化PLC技術的作用，了解變頻器與PLC技術的結合點，本文將展開深度分析。

關鍵詞：變頻器；PLC自動控制技術；應用

前言：

以目前的形勢來看，PLC自控技術已經成為廣受工業認可的技術，憑借著強大的能力，被應用于邏輯控制之中。PLC自控技術在很多領域都有著良好的發展空間與應用范圍，其對我國的變頻技術發展予以了技術層面的支持，甚至有可能會直接取代傳統變頻器直流調速這項技術。因目前變頻器采用人工控制方式，而人工控制顯然已經漸漸變得無法再適應社會發展要求，所以有必要利用PLC自控技術，提高變頻器的數據分析、數據處理性能，賦予變頻器更為出眾的自動化能力，只有這樣變頻技術才能夠更好的發揮其應有的作用，推動國民經濟進一步建設。

一、PLC自控技術概述

所謂的PLC自控技術同時也被人們稱之為可編輯邏輯控制器[1]。PLC自控技術作為邏輯控制器完成設備操作、系統控制，是對傳統繼電器控制的升華技術。因此以PLC功能特征可以將該技術視為微型計算機。PLC自控技術在多年的發展過程中漸漸得到了人們的廣泛重視，被應用于工業生產之中。PLC技術在工業發展的過程中予以了工業產品更好的質量與效率保障[2]。此外PLC自控技術編程實際上并不困難，絕大多數人員在短期培訓后都能夠直接上崗完成PLC編程。PLC本身的高精度控制、強抗干擾能力、強穩定性都決定了其使用價值。相較于現代工業的其他種類控制系統而言，PLC技術的穩定性更加突出、使用壽命也相對較長。PLC技術能夠以工業生產需求對接各種各樣的工業生產制造設備，有著適用性強、功能豐富、體積小、連接方式靈活等特征，這些特征優勢都是人們青睞于使用PLC自控技術的原因。PLC自控技術和變頻器的融合借助的是系統之間輸入與輸出信號來完成系統的控制，工作過程由傳感器將所收集到的信號傳給PLC系統，在系統接收到信號以后自行完成數據信息的分析與處理工作。假設變頻器出現了故障，PLC系統還會立刻發出警報。因此PLC自控技術在變頻器中的作用非常突出，在彌補其原有功能缺陷的同時，對延長變頻器壽命與使用效率而言都有很大的幫助。

二、變頻器PLC模塊選擇分析

事實上以當前的科技與生產力水平來看，市面上存在著很多種類的變頻器都可以作為工業企業使用。當然不同類型的變頻器功能、價格也是完全不同[3]。性能卓越的變頻器有著更高的價格，性能普通的變頻器價格相對便宜。生產企業應當以生產產品需求、工藝特征選擇變頻器，而不是一味的追求性價比，或者只根據變頻器性能選擇設備。之所以如此與不同電機運行時攜帶的負荷能力大不相同有很大關系，企業應結合電機負荷情況合理選擇變頻器產品。對工業企業來說應根據機械運行條件選擇變頻器，企業必須考慮變頻器的使用是否符合企業生產要求以及設備的可靠性是否能夠得到保障。如果不關注這些問題，變頻器的使用很有可能會影響到企業產品生產質量、生產效率、生產成本。以筆者的角度來看工業生產中在選擇PLC控制系統時需要同時考慮功能模塊、通信能力、聯網能力、電源模塊、容量、I/O模塊、機型等要素，這些要素的選擇與處理是確保企業能夠最大化PLC系統價值、變頻器功效的重要前提。此外PLC系統的選擇還要考慮輸入接線方式、電壓等級、信號類型等因素。平衡好了如上因素，確保變頻器與PLC系統完全契合才可以最大化生產效益。

三、PLC自控技術特點

PLC技術有著操作簡單、編程簡單的優勢，故絕大多數情況下都是以梯形圖模式運行。此外PLC自控技術有著良好的穩定性與準確性，強大的抗干擾能力為期提供了較高的可信度。相較于傳統控制系統而言，PLC自控技術有著更為穩定的運行能力與更長的使用壽命，不論是早期安裝還是后期維護PLC技術都有著十分方便的使用條件。PLC自控技術作為新興、先進的科技，靈活的連接方式與豐富的功能、便攜的體積讓PLC技術得到了更多的實踐使用領域。

四、PLC自控系統可靠性設計

（一）可靠性與警報系統

使用PLC自控技術的目的在于提高變頻器控制能力，賦予變頻器自控功能。在變頻器發生故障后，自控技術、自控系統能夠發出警報告知有關人員，及時解決變頻器的反應故障、文字故障，明確說出故障類型，為工作人員解決故障提供各種建議。每一次的故障都會被記錄到PLC系統的日志中存儲，作為下一次的故障處理、故障分析依據與經驗。借助于警報系統中的指示燈，工作人員就可以知道設備運行情況，完成系統控制。PLC為警報系統提供了穩定且可靠的功能，明確了警報系統任務。

（二）輸入信號可靠性

提高PLC自控系統信號輸入可靠性需要確保變頻器與其他設備本身也有著穩定、可靠的性能。PLC自控系統本身雖然功能豐富，可是卻會隨著周圍工作設備自身的變化而出現一定變化。比如工作設備變化導致信號變弱等。假設變頻器質量出現了問題，PLC自控系統就會立刻停止運行。PLC自控技術運算能力強、運算速度快，有著較強的邏輯性。PLC自控技術將輸入信號轉化為量信號計算，并將反應量通過控制器面板反映出來。PLC自控技術與變頻器的結合是運用PLC自控系統完成信號的發送與變頻器自控。憑借著自動控制能力減少人工控制要求，提高了控制先進性。此外變頻器運行中將借助傳感器搜集變頻器實時數據，這些數據最終返還給PLC系統，工作人員在看到這些數據后就能知道變頻器使用情況，發現變頻器運行問題，延長了變頻器壽命，提高了變頻器工作效率。

五、變頻器中的PLC自控技術

（一）通信協議

借助于通信協議變頻器就可以完成PLC自控技術的使用。也就是說如果沒有通信協議，就無法完成PLC技術的融入。以通信協議特征劃分可以將其分為自由口與以太網兩種通信協議。PLC系統所用的通信協議為專用協議，能夠完成變頻器有效控制。變頻器與PLC系統應用自由口協議完成通信自由控制，在自由口中完成不同PLC系統與不同變頻器之間的通信過程。因此工業生產過程中一般都會在程序編寫、通訊調試結束后應用自由口模式，以此來提高PLC系統與變頻器運行中的安全性、可靠性、穩定性。近年來，MODBUS通訊協議作為以太網通訊協議的一種主要類型，也逐步在自動控制領域中得到廣泛運用。作為由Modicon公司所研發的通信模式，MODBUS這一協議一直以來就是通信行業的基礎標準，該協議的本質為串行協議。因此PLC系統與變頻器應用MODBUS通信的過程中還能夠支持LPC與CRC校驗。絕大多數工業企業都會以自身生產需求選擇協議，只有選擇了合適的協議才能夠保障變頻器控制效率滿足生產需求。

（二）PLC系統與變頻器端子連接

為完成變頻器與PLC自控技術的融合，除了通信協議能夠將變頻器端子和PLC系統連接到一起以外，變頻器和PLC系統連接模式實際上也有著兩種不同方向。模擬量端子與PLC系統的連接為第一種方向，數字端與PLC系統的連接為第二種方向。工業生產需要考慮變頻器特點、PLC系統特點后才可以選擇連接方式。其中第二種連接實際應用中除去可以有效完成變頻器啟停控制之外，還能夠根據企業使用需求調節變頻器設定頻率。假設變頻器有著非常多的輸入端子，那么變頻器連接PLC系統后就能夠得到更多頻率。

結語

如本文所說的一樣，PLC自控技術的出現有效的改變了當前變頻器的使用問題與功能缺陷。PLC自控技術有效的提高了變頻器的控制效果、整體效率，能夠讓變頻器發揮更突出的價值，進而全面滿足工業使用需求，創造更大的社會效益、社會財富。為此我們有必要投入更多的精力深入研究，予以PLC自控技術更多的關注與重視，這樣才能夠進一步拓展PLC技術的使用范圍與功效。

參考文獻

[1]饒林森.變頻器中PLC自動控制技術的運用[J].山東工業技術，2019（02）：156+152.

[2]劉曉壘，馬祥厚.變頻器中PLC自動控制技術的運用分析[J].信息系統工程，2018（05）：85.

[3]齊煒.變頻器多段速控制技術在自動控制領域的應用[J].化工管理，2017（29）：189.

（作者單位：上海松盛機器人系統有限公司）