冶金工程中變頻器與PLC通訊的應(yīng)用淺析

趙 斌，張 衛(wèi)，孫 凱

（新余鋼鐵股份有限公司檢測(cè)中心，江西 新余 338000）

冶金工程中的大部分生產(chǎn)設(shè)備都應(yīng)用到變頻器運(yùn)行模式，變頻器的穩(wěn)定運(yùn)行需要可靠的控制系統(tǒng)支持。在變頻器的DI及DO通道的控制中安裝了現(xiàn)場(chǎng)總線，并設(shè)置了通訊接口和通訊模塊，可將其與PLC通訊進(jìn)行合作，提升變頻器控制系統(tǒng)的控制靈活性及有效性，有助于冶金工程生產(chǎn)效率的提升及能耗的有效控制。

1 冶金工程中變頻器與PLC控制系統(tǒng)分析

1.1 變頻器分析

變頻器是冶金工程中應(yīng)用較為廣泛的設(shè)備，主要包括觸摸屏、PLC總線和控制器三個(gè)部分。在變頻器應(yīng)用過(guò)程中，觸摸屏主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)信息的交互，為值班人員展示控制系統(tǒng)的控制狀況和具體的系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，還支持?jǐn)?shù)據(jù)輸入功能，值班人員可以在觸摸屏中輸入相應(yīng)的控制指令，實(shí)現(xiàn)人工控制與自動(dòng)控制的配合應(yīng)用；PLC總線主要負(fù)責(zé)高頻變壓器的電氣邏輯處理工作，保障控制系統(tǒng)執(zhí)行過(guò)程的有序進(jìn)行，還能夠?qū)ιa(chǎn)系統(tǒng)中的電氣保護(hù)以及電氣管控等功能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保障控制系統(tǒng)通訊的有效性；控制器主要為PLC總線的控制工作提供輔助，保障變頻器控制的可靠性。在變頻器應(yīng)用中，技術(shù)人員需要注重變頻器接線的合理性，為PLC通訊作用的發(fā)揮提供支持。首先，技術(shù)人員需要做好主電路的接線工作，確保變頻器輸入端口和輸出端口的有效連接，并做好變頻器的接地處理，保障運(yùn)行的安全性；然后，技術(shù)人員需要做好控制電路的接線工作，在開(kāi)關(guān)量控制線的接線中，技術(shù)人員需要將信號(hào)一致的兩條線進(jìn)行絞合，盡最大限度降低絞合線的距離，保障開(kāi)關(guān)量的精細(xì)化管控，在模擬量控制線的接線中，技術(shù)人員需要注重屏蔽線的合理應(yīng)用，將被屏蔽的一端與控制電路的公共端進(jìn)行連接，嚴(yán)禁將其連接到變頻器地端。

1.2 PLC控制系統(tǒng)分析

PLC是指可編程邏輯控制器，非常適用于工業(yè)環(huán)境下的生產(chǎn)控制。在PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用中，可以通過(guò)循環(huán)掃描的手段，使控制器具備中斷功能。同時(shí)，PLC控制系統(tǒng)具備模塊化功能，通過(guò)不同模塊的有效通訊，實(shí)現(xiàn)PLC控制指令的有效執(zhí)行，具體執(zhí)行過(guò)程如圖1所示。

圖1 PLC控制系統(tǒng)的執(zhí)行示意圖

在此基礎(chǔ)上，技術(shù)人員可以將PLC控制系統(tǒng)與變頻器配合應(yīng)用，在變頻器中應(yīng)用PLC通訊方式，保障控制信號(hào)的精準(zhǔn)有效傳輸，提升系統(tǒng)控制的精準(zhǔn)性、可靠性及靈活性，有助于冶金工程生產(chǎn)效率的提升。

2 冶金工程中變頻器與PLC通訊的應(yīng)用分析

2.1 變頻器與PLC通訊的應(yīng)用要點(diǎn)

第一，PLC開(kāi)關(guān)量信號(hào)的處理。在實(shí)際的PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用中，各項(xiàng)信號(hào)數(shù)據(jù)的傳輸需要輸入端口和輸出端口的支持，確保變頻器可以直接啟動(dòng)或者進(jìn)行初始化。在PLC端口的支持下，變頻器還能夠?qū)崿F(xiàn)高低速的有效轉(zhuǎn)變，有助于變頻器運(yùn)行質(zhì)量的提升。需要注意的是，PLC的上述功能需要由開(kāi)關(guān)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)開(kāi)關(guān)量的調(diào)整要求較高，需要技術(shù)人員注重參數(shù)調(diào)節(jié)的精細(xì)化。第二，PLC模擬信號(hào)的處理。在變頻器與PLC通訊應(yīng)用中，技術(shù)人員可通過(guò)PLC模擬量進(jìn)行模擬信號(hào)的控制，有助于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及控制效果的增強(qiáng)。但是在實(shí)際的變頻器模擬信號(hào)處理中，企業(yè)投入的建設(shè)成本偏高，不適用于小型冶金企業(yè)。第三，變頻器與PLC的數(shù)據(jù)交換。為了保障變頻器與PLC的有效應(yīng)用，技術(shù)人員需要為變頻器和PLC配置相應(yīng)的Profibus-DP總線地址，根據(jù)該地址設(shè)置變頻器的地址號(hào)及PLC程序中的參數(shù)標(biāo)識(shí)符值地址等參數(shù)。在變頻器與PLC通訊應(yīng)用中，PLC會(huì)通過(guò)總線發(fā)送相應(yīng)的控制信號(hào)與設(shè)定值，信號(hào)數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò)參數(shù)標(biāo)識(shí)符地址的連接口傳輸?shù)阶冾l器中；變頻器通過(guò)總線將自身的狀態(tài)參數(shù)和實(shí)際值等數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC，完成兩者的數(shù)據(jù)交換。

2.2 變頻器與PLC通訊的應(yīng)用內(nèi)容

在冶金工程中，PLC控制系統(tǒng)的引進(jìn)能夠提升變頻器控制的靈活性及有效性，具體而言，變頻器與PLC通信的應(yīng)用內(nèi)容如下：將PLC控制系統(tǒng)的總線和電源連接，控制程序能夠自動(dòng)進(jìn)入初始化狀態(tài)，合理調(diào)節(jié)通訊接口的各項(xiàng)參數(shù)，確保通訊結(jié)構(gòu)符合變頻器及PLC通訊的要求，避免PLC控制系統(tǒng)在控制過(guò)程中出現(xiàn)故障問(wèn)題。PLC控制系統(tǒng)具備一定的邏輯功能，能夠突出顯示生產(chǎn)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，如系統(tǒng)準(zhǔn)備完畢或者系統(tǒng)請(qǐng)求下一步控制指令等。PLC控制系統(tǒng)可以根據(jù)主程序的運(yùn)行狀況，對(duì)子程序進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。冶金企業(yè)的工作人員可以利用PLC控制系統(tǒng)對(duì)高壓變頻器和高壓開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)工頻與變頻的有效切換。上述切換功能的實(shí)現(xiàn)可以避免生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，保障其運(yùn)行可靠運(yùn)行。PLC控制系統(tǒng)具備故障分析模塊，能夠?qū)⒐收蠑?shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，并呈現(xiàn)在觸摸屏中，為值班人員進(jìn)行系統(tǒng)故障的處理提供數(shù)據(jù)參考。同時(shí)，PLC控制系統(tǒng)中的模擬量系統(tǒng)應(yīng)用，可以全面收集系統(tǒng)的外部數(shù)據(jù)信息，并以變頻信號(hào)的形式呈現(xiàn)在觸摸屏中。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，變頻器與PLC通訊的應(yīng)用可以提升冶金工程控制的有效性，優(yōu)化冶金工程的生產(chǎn)工藝。通過(guò)文章的分析可知，技術(shù)人員在進(jìn)行變頻器與PLC通訊的應(yīng)用時(shí)，需要注重PLC開(kāi)關(guān)量信號(hào)及模擬信號(hào)的處理，并注重兩者的數(shù)據(jù)交換，保障冶金工程中變頻器與PLC通訊的功能發(fā)揮。