關(guān)于PLC 和變頻器實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制的分析

鐘子良

（江西應(yīng)用工程職業(yè)學(xué)院，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

在社會(huì)的不斷發(fā)展下，中國科技水平也在逐漸提升，自動(dòng)化技術(shù)得到了廣泛運(yùn)用，PLC 和變頻器作為一種先進(jìn)的控制方式應(yīng)運(yùn)而生。PLC 是一種數(shù)字化控制技術(shù)，它在工業(yè)生產(chǎn)過程中有著重要的作用。PLC 和變頻器作為現(xiàn)代控制裝置已經(jīng)普遍應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。未來趨勢(shì)下，PLC 和變頻器將成為主流發(fā)展方向，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制。

1 PLC 與變頻器

PLC 技術(shù)是在電氣控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)將自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及通訊技術(shù)融為一體，形成一種新型的工業(yè)控制裝置，PLC 技術(shù)是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用設(shè)計(jì)出的數(shù)字運(yùn)算操作系統(tǒng)，目前PLC 技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用于鋼鐵、石油、化工、機(jī)械等各大行業(yè)，可進(jìn)行開關(guān)量的邏輯控制、模擬量的控制、運(yùn)動(dòng)控制和數(shù)據(jù)處理等工作。PLC 是可編程邏輯控制器，可根據(jù)用戶的要求進(jìn)行邏輯操作、順序控制或者數(shù)字操作等工作。PLC 技術(shù)是電氣工程自動(dòng)化發(fā)展過程中的重要技術(shù)，推動(dòng)了電氣自動(dòng)化的進(jìn)步，目前PLC 技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)造主要包括箱式結(jié)構(gòu)與模塊式結(jié)構(gòu)。PLC 在具體工作過程中，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)系統(tǒng)電氣控制過程中的劣勢(shì)，提高電氣自動(dòng)化的工作效率，并為電氣自動(dòng)化控制增加了一些功能，有效地降低了電氣系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的損失。目前PLC 自動(dòng)控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中展現(xiàn)出的主要特征是編譯高效便捷，將PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)體系運(yùn)用到生產(chǎn)工程項(xiàng)目中放心可靠，并且其設(shè)計(jì)安裝也相對(duì)簡單。

變頻器的主要作用是改變交流電機(jī)的供電頻率等，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速能夠平滑地運(yùn)行。變頻器由整流器、逆變器、平波回路三部分構(gòu)成，其根本特征是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，改變電機(jī)工作電源頻率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)設(shè)備的控制。隨著目前電氣自動(dòng)化控制的不斷發(fā)展和工業(yè)化需求的提高，變頻器的應(yīng)用也越來越廣泛。

在電力系統(tǒng)中，輸送電能的回路是主回路，實(shí)施控制、信號(hào)采集和傳遞、數(shù)據(jù)通信的回路是輔助回路。變頻器是主回路的元器件，任務(wù)是改變線路的供電頻率，以調(diào)整電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。PLC 是典型的輔助回路元器件，它集測(cè)控、信號(hào)采集和處理、信號(hào)傳遞、數(shù)據(jù)通信和信息交換為一體，實(shí)現(xiàn)多功能的邏輯控制裝置。在自動(dòng)化控制過程中，通過運(yùn)用PLC和變頻器，能夠?qū)㈦妷航档?，保證人員的安全[1]。

2 PLC 和變頻器實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制要領(lǐng)

PLC 與變頻器應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，能夠有效增加電氣設(shè)備產(chǎn)品的儲(chǔ)存容量，PLC 作為一個(gè)獨(dú)立的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，能夠?yàn)橛脩舫绦虻膬?nèi)存儲(chǔ)存提供較大的存儲(chǔ)空間，同時(shí)，能夠有效地提高電氣設(shè)備產(chǎn)品的智能化水平，將PLC 技術(shù)與變頻器應(yīng)用在電氣自動(dòng)化控制時(shí)，PLC 技術(shù)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，保證工作流程的順序性，變頻器則為系統(tǒng)提供供電電壓，使系統(tǒng)運(yùn)行過程中各環(huán)節(jié)的電壓穩(wěn)定，進(jìn)一步保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。將PLC 與變頻器運(yùn)用于電氣自動(dòng)化控制中能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能理念，變頻器對(duì)電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制時(shí)，能夠有效降低能量的損耗。在實(shí)際應(yīng)用過程中，也能夠使電氣自動(dòng)化控制的維護(hù)工作變得更加便捷，能夠有效減少實(shí)際使用過程中設(shè)備高溫?fù)p壞的可能性。在電氣自動(dòng)化控制運(yùn)行過程中，電流的沖擊波會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成一定的傷害，通過使用變頻器，能夠使沖擊波降低，延長電網(wǎng)的使用壽命。

2.1 PLC 與變頻器選擇

在變頻器選擇過程中，要考慮的因素包括品牌、功率、電流、電壓、負(fù)載、應(yīng)用場(chǎng)合等，在選購過程中要注意配件是否配備齊全，例如控制面板是否單獨(dú)采購，是否需要濾波器、電抗器、制動(dòng)電阻制動(dòng)單元等。對(duì)于PLC 的選擇，從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c(diǎn)數(shù)選型。根據(jù)功能來選大中小檔的PLC，整體性的PLC 對(duì)于用戶來說選擇余地比較小，基本輸入輸出點(diǎn)數(shù)以及品牌決定著PLC型號(hào)。模塊型的PLC 由于提供多種擴(kuò)展模塊，對(duì)于用戶來說就可以靈活根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)合理搭配選擇。

對(duì)于PLC 與變頻器的型號(hào)選擇，應(yīng)根據(jù)不同的質(zhì)量要求對(duì)兩者進(jìn)行選擇，選擇合適的PLC 控制器十分重要。變頻器的選擇過程中要選擇較高質(zhì)量的變頻器，以保證實(shí)際生產(chǎn)過程效率，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。現(xiàn)如今市面上的變頻器種類較多，且每個(gè)型號(hào)的變頻器對(duì)于PLC 控制器的要求也不盡相同。在選擇變頻器的過程中，要同時(shí)考慮其與PLC 模塊能否有效結(jié)合。為保證PLC 模塊的使用，要特別分析PLC輸入的種類，詳細(xì)了解其所需的電壓以及電流接入狀況。

2.2 PLC 在變頻器中的應(yīng)用

PLC 自動(dòng)控制技術(shù)，在變頻器中能夠?qū)崿F(xiàn)通訊協(xié)議的應(yīng)用可分為自由口的通訊協(xié)議和mod-bus 通信協(xié)議應(yīng)用，要結(jié)合生產(chǎn)過程，選擇合適的通信協(xié)議，利用PLC 自動(dòng)控制技術(shù)和變頻器能夠形成一種專用的通信協(xié)議。一般情況下，PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)要與變頻器端子進(jìn)行連接，變頻器端子與PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)之間的連接措施，可分為連接變頻器模擬量端子或連接變頻器數(shù)字端，相較于與模擬端子的連接，PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)和變頻器的數(shù)字端的連接使用能夠使操作更加便捷，也更加方便加強(qiáng)系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性，使PLC發(fā)揮其最大價(jià)值。

PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)安裝在變頻器中，能夠使變頻器達(dá)到更好的電氣自動(dòng)控制，能夠使變頻器更加精準(zhǔn)高效地工作，減少變頻器工作人員的負(fù)擔(dān)。利用PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠?yàn)樽冾l器增加警報(bào)系統(tǒng)，進(jìn)一步提高變頻器的性能，使其能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 PLC 在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

由于PLC 技術(shù)具有較強(qiáng)的通用性，同時(shí)，PLC 本身的軟件功能能夠取代繼電器的控制系統(tǒng)中的某些器件，從而降低接線的工作量，這也使其在電氣自動(dòng)控制中具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠可靠使用。在電氣自動(dòng)控制中，PLC 技術(shù)主要用于閉環(huán)控制、開關(guān)量控制和順序控制。在閉環(huán)控制中，PLC 技術(shù)能夠使各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有序高效的輸出與錄入，為了達(dá)到預(yù)期效果，也能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效修正。在開關(guān)量控制中，能夠合理地提升電氣系統(tǒng)運(yùn)行效率，增強(qiáng)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。通過使用PLC 技術(shù)，專業(yè)人員能夠?qū)﹄姎庾詣?dòng)化控制系統(tǒng)的順序性進(jìn)行有效控制，將PLC 系統(tǒng)融入到順序控制中時(shí)，能夠使系統(tǒng)展現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)傳感，遠(yuǎn)程控制模塊。通過對(duì)PLC 技術(shù)的應(yīng)用，能夠使電氣設(shè)備更加高效。

2.4 變頻器在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化控制中，使用變頻器能夠替代電網(wǎng)控制柜、空氣開關(guān)等多個(gè)模塊，從而使系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)節(jié)更為簡便，進(jìn)一步縮減成本，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，變頻器能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備的功率進(jìn)行控制，在電氣自動(dòng)化控制過程中，電氣設(shè)備功率過高時(shí)會(huì)使用高壓供電，安全性大大降低，此時(shí)使用變頻器能夠使大多數(shù)大功率電氣設(shè)備的供電電壓調(diào)整為低電壓，從而增強(qiáng)電氣設(shè)備使用過程中的安全性，有利于電氣設(shè)備的維修與保養(yǎng)[2]。

2.5 二者結(jié)合實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制的措施

變頻器能夠通過現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，將信息傳輸?shù)絇LC 中，PLC 專門負(fù)責(zé)通信管理的控制，PLC 再把信息轉(zhuǎn)發(fā)到后臺(tái)控制中心，于是DCS 通過PLC 聯(lián)網(wǎng)到變頻器，構(gòu)成了過程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工藝和生產(chǎn)控制。目前來看，PLC 與變頻器的聯(lián)合應(yīng)用，是對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的一種創(chuàng)新方式，更為電器企業(yè)的穩(wěn)定性發(fā)展提供了可能，以往電氣設(shè)備在使用過程中危險(xiǎn)性較大，其電氣自動(dòng)化控制也無法進(jìn)行加強(qiáng)，通過PLC 技術(shù)與變頻器的使用，能夠有效地提高設(shè)備的運(yùn)行安全性。電氣自動(dòng)化控制是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工程，其設(shè)備與操作步驟繁多，利用PLC 與變頻器能夠有效地減少中間環(huán)節(jié)，使電氣自動(dòng)化控制能夠更加的便捷，目前PLC 與變頻器通過計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行連接，因此，這種連接模式在實(shí)際工作過程中能夠效地減少電氣設(shè)備消耗的電力，提高設(shè)備的運(yùn)行速度，實(shí)現(xiàn)最大程度的資源節(jié)約。PLC 與變頻器結(jié)合計(jì)算機(jī)智能化的操作能夠有效地對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，能夠有通過電流的變化得出設(shè)備故障的因素，快速制定合理的維修計(jì)劃。PLC 和變頻器的連接使用，改變了傳統(tǒng)的供電模式，減少了中間環(huán)節(jié)，能夠有效地實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)，對(duì)主控系統(tǒng)進(jìn)行更加完美的操控。加強(qiáng)PLC 技術(shù)與變頻器的應(yīng)用能夠有效降低電氣自動(dòng)化控制工程成本。因此，要對(duì)PLC 與變頻器的工作原理進(jìn)行分析，加強(qiáng)對(duì)兩者技術(shù)的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備工作運(yùn)行的自動(dòng)化管理[3]。

3 結(jié)論

PLC 與變頻器是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)中的重要組成部分，在生產(chǎn)過程中有著不可替代的作用，為生產(chǎn)生活提供了很多便利。PLC 與變頻器的結(jié)合具有功能強(qiáng)大、可靠性高和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此可充分利用該系統(tǒng)進(jìn)行電氣自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制功能，提高系統(tǒng)性能水平，更好地滿足社會(huì)需求。