PLC自动控制技术在变频器中的应用

王平

紫金矿业集团股份有限公司

摘要：随着科学技术水平的不断创新和发展，在当前的工业制造生产过程中，自动化技术的应用越来越广泛。特别是在机械制造、食品生产、药品生产以及汽车制造等行业出现了大量的自动化生产线。而自动化生产线的自动化过程主要由PLC、变频器、人机界面等完成控制的，其中PLC是自动化生产线中的核心部分。有效利用PLC控制技术，可以对生产线中的外部设备进行准确控制，保证生产效率。同时提高制造企业的生产自动化水平。

关键词：PLC自动控制技术；变频器；应用

1PLC技术概述

PLC，英文全称Programmable Logic Controrler，早期称作可编程序逻辑控制器，后随技术的发展，在工业控制装置中使用了微型处理器，其功能大超过了逻辑控制的范围，所以，现在的PLC称作可编程控制器。PLC是一种采用微处理器，整合了自动控制技术、计算机技术、通信技术、先进制造技术的专门用于工业自动化控制的计算机。PLC具有抗干扰能力强、可靠性高，性价比高，适用性强，功能完善，易学易用，体积小，重量轻，应用安装方便，易改造，耗能低等优点，深受各个工业领域及工程技术人员的欢迎。

2基于PLC控制的变频器系统组成

基于PLC控制的变频器用在自动化生产线过程中，首先要对自动化生产线的分拣单元结构有所了解。通常情况下，自动化生产线的分拣单元结构主要包括光纤传感器、金属传感器、聚光电传感器和旋转编码器。在对自动化生产线进行控制的过程中，主要是将工件利用输送单元，传送到分拣单元的入料口传送带上，然后由光电传感器对物料进行检测，延迟一秒后，变频器可以驱动电机正转，然后驱动传送带将工件带到分拣检测区中。在这一过程中，光纤传感器可以对物料的颜色进行检验，而金属传感器可以对物料的材质进行检验。之后，使物料继续前行，利用PLC控制技术可以根据物料的检验属性将物料送在对应的料槽位置上，然后由气缸将物料推入到料槽内。推到位后气缸会缩回，完成一个工作周期。在自动化控制过程中，变频器的频率主要是由触摸屏的频率输入设定值决定，而传送带的位置控制主要是由旋转编码器进行测量，然后将测量的信号传到PLC控制系统内，PLC控制系统内的高速计数器可以对其进行计数，并通过程序操作对传送带的启动以及停止进行准确控制。

PLC控制系统对变频器进行控制的过程中，主要是利用发送频率值、启动和停止正反转信号过程对变频器进行控制。变频器的频率主要是由于主站通讯触摸屏给定的，可以利用PPI通讯将主站中的信号传输到分拣站的控制系统内，利用程序进行有效处理后，可以使用PLC的模拟量输出，传送到变频器的模拟量输入端口。电机启动和停止正反转信号主要是由PLC的数字输出端口进行传送的，可以将信号传送给变频器的数据输入端口，然后变频器对电机动作进行驱动和控制。除此之外，变频器输出的速度可以返回PLC控制系统内，然后由模拟量的输入通道回到PLC系统内，使用PPI通讯将信号数据再传输给主站，主站与触摸屏进行通讯，可以将速度显示在触摸屏上。

3PLC自动控制技术在变频器中的应用

3.1变频器和PLC模块型号的选择

PLC自动控制技术在变频器应用过程中，应要与传统变频器选择区分开来，两者之间存在着一定的差异性。因此，相关设计人员在合适的变频器时，不仅应要对相关参数信息进行比对，而且还可以要根据具体情况，选择合适的变频器。同时，应要注意不同模块的型号应要选择相同的规格模式，这样级就可以使得PLC自动控制系统进行统一的监管。选择合适的变频器型号之后，应要根据变频器型号特点选择合适PLC型号，从而可以使得PLC与变频器能够相互适应。

3.2通信协议的实现

PLC自动控制系统在变频器中的应用需要通过通信协议实现，在现阶段通信协议主要分为自由式通信和MOD-BUS通信协议两种。但受到诸多因素的影响，一般情况下普通的传统的通信协议与工作需求不相适应，而人们通常会采用自由口协议实现PLC自动控制系统对变频器的控制。因此，在实际控制过程中，工作人员应要根据变频器实际情况，选择符合实际的通信协议，这样不仅可以充分发挥PLC自动控制系统的作用，而且还可以保障变频器正常工作，同时，方便工作人员根据变频器工作情况，找出存在的问题并及时调节，达到理想的控制效果。

3.3变频器中应用PLC自动控制系统

想要充分发挥PLC自动控制系统的作用，需要有效的将PLC自动控制系统与变频器相连接，而两者连接方式为网络通信或I/O端子连接。网络通信方式包括profibusDP、profinet等。I/O端子两者相连方式有两种，模拟量子端口和数字输入端口。在PLC控制系统中并未有I/O端口，那么就可以与变频器中的模拟量子端口进行连接，从而可以使得PLC控制控制系统在变频器中正常工作，在实际工作中主要是通过控制变频器的开闭为前提。而当PLC控制系统如果存在一个亦或者多个I/O端口时，可以将I/O端口与变频器的端口进行连接，从而可以发挥PLC自动控制的作用。应用I/O端口的作用就是能够使得PLC自控控制技术在变频器中能够起到调节的作用。另外，变频器的频率与端口数量有着直接的关系，两者成正比例，即端子数量越多，预设频率也越多。

4PLC实现控制的具体过程

自动控制技术在变频器中进行具体操作的过程中，要从以下方面出发，确保操作过程的规范性及标准性，才能够充分发挥PLC自动控制技术在生产线过程中的作用。第一，要编好自动化生产的相关程序，要对控制系统中的各个设备有准确具体的了解以及掌握，这样才能够保证规范操作。除此之外，还要对需要控制的对象有所认识，保证在控制过程中，能够根据生产的具体需求完成操作过程。同时要在控制过程中，对硬件以及安装的软件进行严格仔细的检查，防止出现故障，影响生产线的效率。第二，制作程序框图，根据控制系统和软件设计实际需求设计。首先确定符合实际的设计程序方案，然后根据设计要求绘制程序结构图，最后制定完善的程序框图。设计完成之后，还要检查设计好的控制图纸，要保证设计图纸与自动化生产线之间的要求相适应，确保其准确无误后才能够将设备的各个单元进行科学合理的安排和规划。第三，根据程序框架进行编程是整个程序设计工作的重点内容。因此，应要根据程序结构图进行逐条编写。第四，程序编写完成后，需要进行编写程序测试，保障程序的连贯性。如果在测试中出现问题，应要及时修改和调整，直至程序能够正常运作。此外，还要根据程序编写的具体情况完成程序操作说明书，对整个操作过程中应该注意的问题以及容易出现错误的地方进行标注和总结。

5结束语

综上所述，利用PLC控制技术对变频器进行自动化控制的过程中，要重视对硬件连接以及通讯系统的连接。并且还要根据自动化生产线的具体要求，对变频器以及控制的相关参数进行有效设置。除此之外，还要根据自动化生产线的控制情况进行PLC编程工作，才能够对变频器进行有效的自动化控制，否则可能会影响变频器控制效率以及准确性。将PLC自动控制技术与变频技术相结合，可以有效解决监控技术和操作控制在变频器中的空白，从而促使工业生产效率有所提升，促进企业经济效益的增长。

参考文献：

[1]工业自动化生产线中机器人及PLC的集成控制策略[J].周连洋.科技经济导刊.2020(03)

[2]变频器中PLC自动控制技术的有效应用研究[J].曾云.科技风.2020(06)