淺議電氣設備自動化控制中的PLC與變頻器應用

何濤

摘要：電氣設備自動化控制是鋁冶金企業在發展當中的重要趨勢，尤其是在社會迅速發展的過程中，我國各個行業在發展當中應用的科學技術越來越先進，能夠有效加快企業的綜合發展。就電氣設備自動化控制來說，其能夠以不同技術的應用作為基礎，對電氣設備自動化進行改造，加強電氣設備自動化控制效果。文章主要以PLC技術與變頻器的應用作為探討的核心，通過對其的簡要概述明確相關優勢，促使電氣設備自動化控制效用得以提升。

Abstract： The automation control of electrical equipment is an important trend in the development of aluminum metallurgical enterprises， especially in the process of rapid social development. The science and technology applied in the development of various industries in China are becoming more and more advanced， which can effectively accelerate the comprehensive development of enterprises. Regarding the automation control of electrical equipment， it can be based on the application of different technologies to transform the automation of electrical equipment and strengthen the effect of automatic control of electrical equipment. The paper mainly takes the application of PLC technology and frequency converter as the core of the discussion. Through a brief overview of it， the relevant advantages are clarified， and the utility of electrical equipment automation control can be improved.

關鍵詞：電氣設備;自動化控制;PLC技術;變頻器

Key words： electrical equipment;automation control;PLC technology;frequency converter

中圖分類號：TM76? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）32-0208-02

0? 引言

就當前的形勢來說，很多工業企業在發展當中都會受到社會經濟的影響獲得更大的契機，尤其是鋁冶金企業在發展當中得到了較大的推動。為了達到生產要求，工業企業在開展工業生產的過程中需要利用不同的電氣設備。PLC與變頻器在電氣設備自動化控制當中能夠體現不同的作用，其不僅可以減少企業的電能消耗，還可以促進企業經濟效益增長，因此受到了很多大型企業的關注。

1? PLC、變頻器概述

1.1 PLC和變頻器簡介

PLC屬于一種現代化系統，其在工業環境當中的應用比較廣泛，能夠利用可編程的儲存器對程序進行存儲，從而執行邏輯運算及順序控制等指令。在對PLC進行應用時，需要通過數字或者模擬式的輸入與輸出實現對機械的控制，促使機械在運行的過程中可以達到相關要求。PLC在電氣設備自動化控制當中能夠體現較強的抗干擾能力，并且可以體現出一定的可靠性，促使電氣設備在運行當中更加安全、穩定。PLC在長時間的應用當中已經可以適應多種不同規模的工業控制場合，給工業生產作業的實施提供穩定保障。就我國目前的情況來說，PLC在石油、機械、鋼鐵、電力及鋁冶金等行業中有廣泛的應用。其主要發揮的作用是數據處理、模擬量控制及過程控制等，可以有效提高工業生產效率。

變頻器可以對工頻電源進行轉化，使其形成另一種頻率的電能控制裝置。變頻器的主要功能有變頻調速、改變功率因數等，其在電氣設備自動化控制中的應用可以有效提高運轉精度。在一般的電氣設備自動化控制當中，變頻器的主要組成部分有檢測單元、濾波、整流、逆變及制動單元等，當電氣設備運行時期能夠提供相應的電壓，對設備的運轉速度進行調整，還可以起到節能的作用。變頻器的應用范圍非常廣泛，在負載適用和連續調節等領域都能夠體現其技術優勢，為相關作業的開展提供穩定性保障。

1.2 PLC、變頻器聯合應用的優勢分析

PLC技術的主要優勢是體積小、可靠性高，這項技術在實際應用當中還能夠進行便捷的編程，對電氣設備的操作形式進行簡化，讓操作人員可以直觀地了解設備的功能，并且對其進行有效應用。PLC聯機控制變頻器是我國目前工業自動化系統的常見應用形式，在電氣設備自動化控制中的應用非常深入。PLC技術與變頻器在電氣設備自動化控制當中可以體現較強的節能效果，這個優勢的體現需要依靠變頻器的負載及其需求特征，技術人員在操作的過程中需要對設備的負荷進行合理調配，同時自動化控制系統可以自動調節電機轉速，減少設備在運轉過程中的能源消耗，從而體現較強的節能效用。電氣設備在運行時經常會給電網產生沖擊，PLC與變頻器的應用就能夠對其沖擊進行減弱。變頻器可以通過軟啟動的方式啟動電機，再結合PLC的編程功能根據電機的實際工作情況啟動時間曲線編輯輸入，促使負載之后的電機能夠達到工藝生產需求，在負載上也能夠滿足相應的要求。這種方式還可以在較大程度上避免電氣在啟動的過程中產生沖擊電流，從而確保電網運行的安全性，防止操作人員在開展相關工作的過程中受到傷害。

目前，我國很多鋁冶金企業在生產經營的過程中會利用先進的變頻技術，在電氣設備運行的過程中就不會對同一電網中的其他電氣設備造成諧波干擾，所以，PLC與變頻器在電氣設備自動化控制中的應用可以減少輸入諧波，避免其他電氣設備受到影響。同時，變頻設備可以通過自身的性能體現防止其與其他變頻調速裝置產生串聯現象，從而避免產生干擾。在這種情況下，用戶不需要另外安裝諧波治理裝置就可以消除電氣設備在運行當中產生的安全隱患。對于電氣設備自動化控制來說，最重要的就是需要確保系統的安全性，同時還要減小設備維護難度。變頻器具有單元模塊化功能，使其在后期維護過程中提供較大的便利，減小維護難度，讓操作人員在維護電氣設備的過程中更加順利。在PLC與變頻器結合應用的過程中，單元模塊的驅動和保護都可以采用驅動電路，以提高其可靠性，促使電子元件的安全性大大提升。在開展生產工作的過程中，變頻器可以對單元路旁故障進行提醒，在發現故障時，就可以自動向主控系統發送故障警報，之后通過故障分析采取信號調節措施恢復系統的正常運行。

2? PLC和變頻器的型號選擇

2.1 變頻器型號的選擇

目前在電氣設備自動化控制當中可供選擇的變頻器型號較多，其在功能和質量上存在一定的差異，因此價格也就存在相應的區別。在開展電氣設備自動化控制的過程中，就需要結合多種因素選擇變頻器，確保變頻器的質量和性能符合要求，加強電氣設備自動化控制實效性。在選擇變頻器時，還要對不同電機種類的發動極限進行分析，這樣才能夠確保變頻器選擇的合理性。當變頻器利用不同機械配件時，其規格也存在差別，所以需要確保變頻器的穩定性，在選擇型號的過程中確定選擇依據，促使電氣設備自動化控制工作的開展能夠有效確保工業生產品質和速度，減少生產經營當中產生的問題。

2.2 對PLC的型號選擇

PLC在電氣設備自動化控制當中逐漸成為了必不可少的一部分，其不僅可以體現出相關技術形式的特點，還能夠表現出不同型號的性能，為電氣設備自動化控制提供保障。在選擇PLC的型號時，技術人員需要結合多個方面的因素進行考量。雖然現代化工業企業在生產經營的過程中都會對產品的生產提出較高的要求，但是由于企業自身的發展情況不一致，所以其對于生產產品的品質要求高低還是存在差異。在利用PLC開展生產工作時，需要結合生產加工所處的情況進行分析，從而加強技術與設備的實踐效果。目前市場上使用范圍比較廣泛的PLC型號主要是S7-300PLC型號，其由西門子公司生產，經歷了較長的實踐運用，能夠產生優質的生產效果。這種型號的PLC能夠實現對變頻器的有效控制，并且突出了穩定的性能，在電氣設備自動化控制當中可以產生較強的作用。

2.3 變頻器中PLC模塊的選擇

變頻器與PLC的聯合應用可以通過PLC模塊與變頻器的結合體現起作用，提高變頻器的工作效率，促使電氣設備自動化控制實效性得以提升。制造行業在選擇變頻器時會結合所需的PLC模塊進行分析，以提高生產品質及速度，達到生產經營目的。在選擇變頻器中的PLC模塊時，就要對PLC控制系統模塊的電源、存儲器容量及通信聯網效果進行分析，從而加強控制功能的體現，促使其能夠更好地與變頻器融合，加快電氣設備自動化控制發展的步伐。

3? 電氣設備自動化控制中的PLC與變頻器的應用

隨著我國社會經濟的迅速發展，電氣設備自動化控制中的PLC與變頻器的應用越發廣泛，很多鋁冶金企業在發展當中都會對其進行深入分析，促使技術的發展日趨成熟。在我國新型電力電子設備不斷研發上市的過程中，新的變頻技術和設備也開始涌現，并且具有較好的發展前景，能夠給鋁冶金企業的發展提供更大的契機。就電子設備自動化控制中的PLC與變頻器的應用來說，其能夠有效推動鋁冶金企業自動化發展，使其在市場發展當中更加穩定。

在以往的大功率電機設備運行的過程中，經常會采用高壓供電的形式開展相關工作，其在操作當中非常不方便，對于操作人員來說還會產生較大的危險性，在檢修設備時也存在較大的難度。利用PLC與變頻器就可以有效降低電壓，在開展有關操作的過程中加快速度，從而提高工作效率，減少問題的產生。PLC與變頻器結合應用可以對傳統的“電網-控制柜-空氣開關-接觸器-熱保護-電機”的工作模式進行轉變。在這些環節當中，每個元件都需要利用，但是其產生的效果不高。利用新的方式則可以減少這些環節節點，元部件在應用當中能夠最大程度地發揮其作用，從而提高資源利用率。這種方式不僅可以有效減少成本，還能夠加快系統的運行速度，促使電氣設備自動化控制系統的運行效率有較大的提升。

鋁冶金企業在發展當中都會尋求更多機遇，致力于利用較好的控制方式實現高效生產，改善規模。PLC與變頻器的應用可以讓多臺設備同時運行，操作人員在控制主控系統的同時可以進行多種形式的操控。整個系統顯示出來的操作頁面非常簡單，當系統產生運行故障時，還可以自動預警。很多大中型企業在開展生產經營工作時對電氣設備的運行要求較高，其需要滿足大批量生產的要求，因此要保持產業鏈的連續性。在以往的電氣設備自動化控制系統當中，一旦某個單元模塊產生故障，就會導致整個系統存在癱瘓的風險，嚴重時會導致整個產業鏈損壞，給企業帶來較大的損失。PLC與變頻器的應用就可以對生產當中產生故障的單個設備進行分析，其他的模塊仍然能夠保持正常的運行模式，促使生產活動有序開展。

4? 結語

PLC與變頻器在電氣設備自動化控制中的應用可以有效減少系統運行當中產生的故障，合理解決實際問題，提高生產效率。其能夠改進生產操作系統，針對電氣設備自動化控制系統存在的故障進行分析，加快生產速率，還能夠促進系統改造，為企業經濟效益的產生提供基礎保障。

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