淺談工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中PLC對(duì)變頻器遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)

覃已玲

摘 要：文章基于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來(lái)探討可編程邏輯控制器對(duì)變頻器的遠(yuǎn)程控制的可能性，重點(diǎn)關(guān)注控制模式和控制系統(tǒng)的研發(fā)，研發(fā)出適于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且控制效果良好的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制提供了一條切實(shí)可行的途徑.以期為遠(yuǎn)程控制技術(shù)的發(fā)展做出一定程度的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：PLC；變頻器；遠(yuǎn)程控制

1 變頻器的控制模式

（1）僅對(duì)變頻器進(jìn)行本地操作，而且電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速處在相對(duì)穩(wěn)定的情況下時(shí)，可直接進(jìn)行變頻器的操作面板控制。

（2）當(dāng)電機(jī)采用固定的幾個(gè)頻率進(jìn)行工作時(shí)，一般利用變頻器的控制端子進(jìn)行控制。根據(jù)要求將相應(yīng)的邏輯代碼寫入變頻器的控制端子，并設(shè)置相應(yīng)的轉(zhuǎn)速，即可通過邏輯輸入口的啟動(dòng)/停止端子實(shí)現(xiàn)電機(jī)的啟停動(dòng)作，還可通過預(yù)先設(shè)置速度端子進(jìn)而改變輸出頻率的大小。

（3）通過將0-20mA或4-20mA電流信號(hào)輸入變頻器，來(lái)改變固定頻率。

第3種控制方式是目前應(yīng)用最為廣泛的，考慮到目前面板操作已更加人性化，根據(jù)作者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，建議采用強(qiáng)制本地模式。

2 PLC與變頻器遠(yuǎn)程通信控制的硬件連接技術(shù)

采用PLC對(duì)變頻器進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)時(shí)，關(guān)鍵部件就是變頻器的RS-485串行通信接口，將PLC的通信模塊FX2N-485-BD通過通信電纜與該接口相連，用戶就可以通過相關(guān)的輸入程序和監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)變頻器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)所采用的通信網(wǎng)絡(luò)硬件連接方案如圖1所示。其中，連接電纜總長(zhǎng)度為500米，采用多段字節(jié)的連接方式，EIA規(guī)格為RS-485。如果傳輸線路太長(zhǎng)，就目前能達(dá)到的傳輸速度來(lái)看，有可能會(huì)有反射現(xiàn)象產(chǎn)生，從而影響系統(tǒng)的正常通信，而解決的途徑大多是裝設(shè)終端阻抗。按照使用要求，終端阻抗一般安裝在變頻器上，且應(yīng)是距離計(jì)算機(jī)最遠(yuǎn)的那個(gè)（RDA與RDB，終端阻抗值選擇100Ω）。但考慮到RS-485接口的特殊性，此次不予使用。

3 控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與架構(gòu)

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

多變頻器同步控制系統(tǒng)（如圖1所示）的組成相對(duì)來(lái)說不太復(fù)雜，其主要包括以下幾個(gè)部分：

（1）該系統(tǒng)采用的可編程序控制器型號(hào)是LG-K120S，可以說是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，主要是通過該部件連接其他分支，在本項(xiàng)目中擬通過RS485接口控制4臺(tái)變頻器，然后調(diào)節(jié)4臺(tái)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，最后通過減速器達(dá)到調(diào)速的目的。

（2）采用型號(hào)為L(zhǎng)G-022IG5-4變頻器，按其使用要求輸入電壓是380V三相交流電壓，額定功率是2KW。變頻器在系統(tǒng)中充當(dāng)從站的角色，為了便于操作，通過操作為每一個(gè)變頻器設(shè)置了一個(gè)站號(hào)，同樣用戶可利用PLC通過RS485網(wǎng)絡(luò)將工作參數(shù)發(fā)給每一個(gè)變頻器，從而更為精確進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，減小操作誤差。

（3）作為遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)，不可或缺的需要反饋部件，在該系統(tǒng)里，KO YO-TRD100S增量型編碼器行使這一職能，主要作用是在終端設(shè)備執(zhí)行變頻器的指令的同時(shí)，可帶動(dòng)編碼器產(chǎn)生相應(yīng)的反饋信號(hào)傳輸給PLC進(jìn)行計(jì)數(shù)，由PID來(lái)計(jì)算。

3.2 構(gòu)建數(shù)據(jù)表

在進(jìn)行調(diào)節(jié)控制前，首先要做的工作是根據(jù)所要達(dá)到的目的和命令代碼編寫數(shù)據(jù)表，以便PLC通過明確數(shù)據(jù)信息更好地控制變頻器。在同時(shí)發(fā)送多條報(bào)文時(shí)，為了避免報(bào)文遺失、漏傳等情況的發(fā)生，通常需要添加一個(gè)報(bào)文發(fā)送管理模塊。根據(jù)程序設(shè)定，用%MSG.D位來(lái)表示報(bào)文所處的發(fā)送狀態(tài)，如%MSG.D=0則說明正在發(fā)送中，%MSG.D=1是報(bào)文發(fā)送完畢的意思。下面介紹一個(gè)實(shí)體案例，首先是通過錄入數(shù)據(jù)完成對(duì)W400的寫操作，即將代碼16 #0110、16 #0190、16 #0003、16 #0364、0、0、0放入%MW0-%MW6中，這樣也就修改了%MW4單元和完成了報(bào)文的發(fā)送，接著傳送到變頻器的W400單元，也就是所謂的CMD寄存器中。同樣地，根據(jù)表1所示，將構(gòu)建的數(shù)據(jù)放在%MW7-%MW12中，就完成對(duì)W457的讀操作。接下來(lái)的具體過程在于變頻器收到指令的正誤，如果核實(shí)正確，則根據(jù)通信協(xié)議把W457中錄入的數(shù)據(jù)傳輸給%MW11中反饋回來(lái)；否則，就會(huì)顯示異常指令。

3.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)也是控制系統(tǒng)的組成，而且隨著現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)控也成為一種需要。基于所應(yīng)用的控制系統(tǒng)，文章擬采用LG KGL-WIN軟件，通過公用電話網(wǎng)絡(luò)就可以很方便地實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。首先利用AT命令完成對(duì)撥號(hào)Modem的初始化，然后通過Modem將計(jì)算機(jī)和監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行連接，打開計(jì)算機(jī)運(yùn)行LG KGL-WIN軟件，根據(jù)運(yùn)營(yíng)商提供的信息設(shè)置好參數(shù)后即可通過系統(tǒng)進(jìn)行連接和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，各種以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)的操作系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，這些操作系統(tǒng)在“智能化”時(shí)代為人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的便利。文章基于目前備受關(guān)注的PLC可編輯邏輯控制器的優(yōu)勢(shì)與特色，將PLC與變頻遙控結(jié)合起來(lái)，首先從理論上和實(shí)際上探討了變頻器遙控的可行性，其次重點(diǎn)對(duì)PLC和硬件連接的技術(shù)進(jìn)行了分析，最后提出了控制系統(tǒng)的最終實(shí)現(xiàn)，從理論建模到技術(shù)層面PLC可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的遠(yuǎn)程控制。

參考文獻(xiàn)

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