摘 要：隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)也逐漸從人力生產(chǎn)轉(zhuǎn)變成為自動(dòng)化生產(chǎn)。本文主要是對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)PLC控制進(jìn)行了分析，首先闡述本次研究中的設(shè)計(jì)目標(biāo)、內(nèi)容、過(guò)程以及相關(guān)電氣設(shè)備。其次，闡述變頻調(diào)速系統(tǒng)plc控制設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題與解決問(wèn)題、心得以及建議。希望通過(guò)變頻調(diào)速系統(tǒng)plc控制設(shè)計(jì)能夠更好的掌握相關(guān)的專業(yè)知識(shí)。

關(guān)鍵詞：PLC；變頻調(diào)速控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

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

1 變頻調(diào)速系統(tǒng)PLC控制設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)目的

通過(guò)變頻調(diào)速系統(tǒng)PLC控制的設(shè)計(jì)，對(duì)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行鞏固，并熟悉掌握組態(tài)軟件的使用。在完成課程學(xué)習(xí)的同時(shí)實(shí)際動(dòng)手設(shè)計(jì)，通過(guò)理論和實(shí)踐相結(jié)合，把專業(yè)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中，既能對(duì)所學(xué)知識(shí)加深理解，又能對(duì)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用有更深刻的熟悉和掌握，從而將變頻調(diào)速系統(tǒng)PLC的相關(guān)知識(shí)理解的更扎實(shí)透徹，完整掌握PLC的相關(guān)內(nèi)容。

1.2 設(shè)計(jì)概要

1.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)

完成一個(gè)由組態(tài)軟件為上位機(jī)控制，PLC為下位機(jī)控制，變頻器、異步電動(dòng)機(jī)組成的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并完成組態(tài)控制界面的設(shè)計(jì)，控制梯形圖以及PLC接線圖。利用實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)的聯(lián)通，完成PLC端子、變頻器以及異步電動(dòng)機(jī)的接線，然后利用PC機(jī)輸入梯形圖控制程序，并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行調(diào)試。

1.2.2 控制系統(tǒng)的要求

PLC、變頻器以及異步電動(dòng)機(jī)共同組成了控制系統(tǒng)。其中可編程控制器（PLC）的作用是處理各種信息的邏輯問(wèn)題，并向變頻器發(fā)出起、停等指令，同時(shí)變頻器也會(huì)將工作狀態(tài)信號(hào)反饋回PLC，形成雙向聯(lián)通的關(guān)系，這是此系統(tǒng)的核心部分。變頻器能對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。按下啟動(dòng)鍵，可選擇工頻或變頻控制，能完成自動(dòng)控制和手動(dòng)控制之間的轉(zhuǎn)換，即自動(dòng)轉(zhuǎn)換和手動(dòng)輸入，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高、低速的轉(zhuǎn)換。

1.2.3 設(shè)計(jì)過(guò)程

調(diào)速系統(tǒng)由PLC控制變頻器，同時(shí)由變頻器實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要分為兩部分：手動(dòng)控制和自動(dòng)控制。手動(dòng)控制可以選擇電機(jī)正轉(zhuǎn)或是反轉(zhuǎn)，在一到七速之間也能自由轉(zhuǎn)換。自動(dòng)控制則是先將電機(jī)設(shè)置為正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，然后逐漸從低速升為高速，通過(guò)復(fù)位能自動(dòng)從高速降回低速。最后手動(dòng)控制停止可以直接切換成自動(dòng)控制。

1.2.4 電氣設(shè)備詳細(xì)表

電源控制屏：提供三相四線制380V、220V電壓；變頻調(diào)速裝置；三菱PLC主機(jī)；異步電動(dòng)機(jī)；力控監(jiān)控組態(tài)軟件實(shí)戰(zhàn)指南；力控監(jiān)控組態(tài)軟件。

2 PLC設(shè)計(jì)系統(tǒng)思考

2.1 設(shè)計(jì)系統(tǒng)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題及解決方法

第一，根據(jù)控制要求直接編寫(xiě)控制程序，始終不知道如何動(dòng)手。對(duì)于該問(wèn)題的解決方法為從頭開(kāi)始了解硬件，學(xué)習(xí)變頻器資料，掌握變頻器和電機(jī)的使用，在熟練掌握的基礎(chǔ)上才會(huì)知道怎么去控制。

第二，在編寫(xiě)梯形圖完成后，plc始終沒(méi)有輸出。該問(wèn)題的出現(xiàn)主要是因?yàn)闆](méi)有熟練使用plc編程步驟，編寫(xiě)程序中沒(méi)有end 。仔細(xì)檢查，一步一步從新學(xué)習(xí)plc編程，從最簡(jiǎn)單的控制開(kāi)始。

第三，電機(jī)在接線時(shí)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(wèn)題，在回去后仔細(xì)研究電機(jī)發(fā)現(xiàn)，我們使用的是小型異步電動(dòng)機(jī)不帶負(fù)載，可以直接啟動(dòng)，星型和三角形接線影響不大。

第四，手動(dòng)程序在plc上可以直接實(shí)現(xiàn)控制，而把變頻器和電動(dòng)機(jī)連起來(lái)，電動(dòng)機(jī)直接受變頻器控制，我們的手動(dòng)程序沒(méi)有用。該問(wèn)題的出現(xiàn)主要是變頻器資料沒(méi)有學(xué)習(xí)深入，我們始終讓變頻器運(yùn)行在內(nèi)部（PU）模式，這款FR-S500沒(méi)有通訊功能。在PU模式下可以直接在變頻器上調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)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(dòng)程序和自動(dòng)程序不能結(jié)合起來(lái)。導(dǎo)致這種情況的出現(xiàn)與自己沒(méi)有太深入的了解三菱plc有些功能以及內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)有很大的關(guān)系，在老師指導(dǎo)下采用功能語(yǔ)句，一步一步調(diào)試出來(lái)。

第六，組態(tài)軟件在使用中出現(xiàn)的問(wèn)題。若想解決該問(wèn)題，就必須組態(tài)軟件需要把底層控制出來(lái)，在來(lái)監(jiān)控，設(shè)置I/O點(diǎn)。

2.2 課程設(shè)計(jì)心得

這次課程設(shè)計(jì)做變頻調(diào)速系統(tǒng)plc控制，從拿到題目就感覺(jué)很難，經(jīng)過(guò)兩個(gè)多星期的設(shè)計(jì)，調(diào)試終于做出來(lái)。但是心得感觸頗深：

（1）重新學(xué)習(xí)了plc編程，把以前忘掉的知識(shí)都撿回來(lái)了。從中也懂得了學(xué)過(guò)的知識(shí)很容易忘掉的道理。對(duì)于知識(shí)真的是溫故而知新，經(jīng)常復(fù)習(xí)才能在使用時(shí)不盲目。

（2）學(xué)習(xí)變頻器的知識(shí)。以前總在電器商場(chǎng)看見(jiàn)變頻空調(diào)，不懂變頻是怎么變的，我們國(guó)家一直是工頻50HZ，變頻怎么做到的！這次課程設(shè)計(jì)讓我懂得了變頻調(diào)速的原理，變頻器的工作原理，同時(shí)學(xué)會(huì)使用簡(jiǎn)單的變頻器。

（3）鍛煉自己動(dòng)手能力。變頻調(diào)速系統(tǒng)涉及到變頻器，異步電動(dòng)機(jī)，plc，還有上位機(jī)，這些都需要接線。記得當(dāng)時(shí)在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試時(shí)根本不敢把電源加上去，很怕自己在接線處出現(xiàn)問(wèn)題，出現(xiàn)燒毀電機(jī)，變頻器等故障。

（4）學(xué)習(xí)組態(tài)軟件。對(duì)于這個(gè)軟件我現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)只要有簡(jiǎn)單的指點(diǎn)，花上大量時(shí)間，就會(huì)學(xué)好。

參考資料：

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[5]袁秀英.組態(tài)控制技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.

[6] FR-S500使用手冊(cè)[S].

作者簡(jiǎn)介：姜維（1975-），男，山東萊陽(yáng)人，碩士研究生，中級(jí)講師，研究方向：機(jī)電一體化，自動(dòng)化控制。