探究PLC自动控制技术在变频器中的应用

尹宏伟

宁夏机场有限公司，宁夏 银川 750000

摘要：在工业生产自动化控制中变频器发挥着重要作用，随着时代进步人工成本上涨使得企业对自动化控制的需求大幅提升，通过应用PLC自动控制技术，对变频器运行的自动化水平及工作效率提升有很好的帮助。对此，本文主要结合PLC自动控制技术特征及变频器运行原理，对PLC技术在变频器中的实际应用进行了探讨。

关键词：PLC技术；变频器；应用

一、PLC自动控制技术

PLC即可编程程序逻辑控制器，主要借助计算机终端设备进行在线编程，主要以微控制器、输入模块、输出模块、存储区等部分构成。在不同连接方式下，可以将之分成整体式以及模块式两种类型。其中，整体式能够固将全部部件进行集中，而模块式可以在安装好部分部件后，利用总线对各部件进行连接，使得部件在总线的帮助下变为一个整体。PLC的硬件设施相较于微型计算机有很多共同点，不过其在工业领域的应用有较强适用性，它的主要工作流程主要涉及输出采样、执行程序以及输出刷新等。输出采样主要是通过扫描的方式，对输出端的任务、数据进行识别，并将结果转移至PLC内部的存储器。执行程序通过对存储器内部的数据进行分析，根据实际需求进行逻辑运算后执行相应指令，并将相应的处理结果返回至存储器。输出刷新表示对前期处理结果进行执行和外输。PLC的操作程序较为简单，在一个输入和输出周期结束以后，可以自动进入待机状态，方便下次进行使用。现阶段，PLC自动控制技术的应用范围不断拓宽，根据PLC体积大小的不同，可以分为不同的型号。通常，大型PLC系统内部的I/O点不低于1024个，适用于冶金、电厂等自动化生产线，在一些较为复杂的生产环节有较强适应性[1]。

二、变频器工作原理分析

变频器主要负责将电力资源转化为频率不同的交流电，是重要的电动机变速设备。电路控制中，变频器因为打造高性能微型处理器，利用D/A、A/D接口实现对信号的接收与处理。在信号处理过程中，主要通过反转操作、启停操作实现对信号的控制。在PLC系统当中，嫩巩固将接收的信号转化为数字信号，并将其传送至变频器。不同型号的变频器工作原理基本相同，主要控制方式包括了转矩控制、矢量控制、协调控制等。

三、PLC自动控制技术应用于变频器的策略

（一）变频器及PLC选择

由于大型电机在运行过程中，需要搭载一种可以改变电源频率的设备，使用变频器可以满足大型电机运行的需求，其构成主要包括了平波回路、主电路、整流器等。在变频器的帮助下，能够将频率固定的电压转化为对一个设备所需的频率、赋值，有效实现对电机转速的控制，因此在各大领域有着广泛应用。在选择变频器时，要充分考虑生产的实际需求，考虑不同电机对于电压频率的实际需求，明确变频器的电源、容量、机型等是否可以满足电机设备运行的需求。变频器的选择从一定程度上会对电机控制系统的整体性能产生影响，因此需要高度重视这一环节的工作。现有PLC模型型号多样，可供企业选择的范围较广，在实际选择PLC模块时，一般要按照标注I/O点数设计。在选择PLC的过程中，需要充分考虑对应变频器的生产水平以及整体性能，结合变频器功率有针对性选择PLC模块，及时对连接端口以及信号格式进行设置，保证PLC与变频器有效连接。

（二）建立PLC通信协议

通信协议表示设备各方为实现通信需要遵守的项目和条款，实现接电信号与设备有效连接，在数据通讯系统位置不同的情况下，实现信息分配与共享。PLC自动控制技术在变频器中的应用，建立通信协议是非常关键的一个步骤。在变频器中，一般使用的通信协议包括了自由接口端通信协议、mb通信协议。具体通信协议的建立，需要根据PLC模块型号以及变频器特性不同来决定[2]。在建立PLC通信协议的时候，首先需要把不同控制节点的信号数据纳入通信协议，随后通过通信协议对节点信号进行收集、翻译与重编，在上述操作结束后，需要将已处理信号发送至状态估计器，基于状态估计实现对变频器操作系统的控制，以此实现自动控制变频器额的目的。基于PLC自动控制技术对变频器进行自动控制，通过整个不同节点的信息，实现对变频器工作状态的调整，并及时将信息反馈至状态估计器，并由PLC的控制系统根据变频器反馈的工作状态，实现相互之间相互制约、自动控制和资源共享，不断对变频器的控制状态进行调整，这样一来就可以提高变频器运行的稳定性，有效降低自动控制存在的误差，全面优化自动控制的效果。

（三）变频器端子与PLC系统的连接

变频器端子属于一种连接器，通常处于变频器后盖部位，能够对主回路、控制回路进行连接。变频器有许多端子，主要用于对各类电信号进行传递，同时还具有导电的效果。利用变频器自带端子直接与PLC模块进行连接，属于一种硬件连接方式，可以有效发挥PLC和变频器的功能。当前，变频器端子与PLC模块的连接方式，主要包括了数字量端子连接、模拟量端子连接两种，二者的主要区别在于PLC系统的特征及其实际生产需求

[3]。其中，模拟量端子并非真正意义上的端子，主要是在PLC扩展模块的基础上进行连接；数字输入端口由于自身具有I/O端子，因此在与变频器进行连接时，变频器的频率调节的精准性将大幅提升。在具体应用过程中，将PLC与变频器进行连接，可以采用多种通信连接方式，如远程通信、端口通信等。远程通信主要是在调解器的帮助下进行连接，在具体连接过程中自由端口连接的方式较为常见，主要是在通信协议的帮助下，实现对通信程序的灵活控制，有利于不同信号变频器进行良好通信。

四、变频器中应用PLC自动控制技术的注意事项

当前，基于PLC自动控制技术进行变频控制已经愈发成熟，在电力电子技术、自动化控制技术快速发展的背景下，交流电机变频调速技术在我国工业生产领域得到了广泛应用。基于PLC自动控制，可以更好地发挥出变频器控制交流电机的作用，通过建立通信协议，实现变频器端子与PLC模块有效连接，基于软件进行人机交互，在变频器中设置不同输出频率，借助PLC编程对变频器输出频率进行控制，以此实现控制交流电机转速的目标。技术人员只需要在人机交互界面上进行操作，就能够实现对电动机转速的控制，并且还可以在组态软件的基础上对电动机的运行状态进行实时监控。在我国，对于变频器的应用已经具备丰富的经验，不同生产领域所使用的变频器类型存在一定差异，不同变频器所具备的性能也有着明显差异，其价格高低主要受变频器自身性能的影响。为了更好地发挥PLC自动控制技术在变频器中的应用效果，通常需要注意以下两个方面的问题。一方面，企业要注重变频器电机的带动符合，结合实际情况有针对性选择电机带动符合，确保其与实际生产需求保持一致，随后再应用PLC自动控制技术，这样一来就可以达到良好的控制效果。企业在选购变频器的时候，不能只关注变频器的价格，选购变频器时要明确自身需求，重点关注变频器的制作工艺，保证所引进变频器具备较高工艺水平[4]。同时，还需要深入了解变频器的性能，结合自身需求有针对性选购变频器设备，以便变频器设备的性能可以更好地满足企业生产的需求，随后应用PLC自动控制技术，在二者有机结合的基础上更好地保障企业生产。

结语：综上所述，变频器的使用对提高生产管理的便捷性有很好的帮助，不过在复杂工况下变频器的正常运行容易受到干扰，因此需要采用PLC自动控制技术，实现对变频器的自动控制，保障变频器设备运行稳定性，更好地对生产环节进行控制，最大限度满足企业生产的需求。

参考文献

[1]向勇.PLC自动控制技术在变频器中的应用[J].技术与市场,2022,29(02):90-91.

[2]张增亮,吴晓静.浅谈PLC自动控制技术在变频器中的应用[J].石河子科技,2020(06):27-28.

[3]胡兆帅.PLC自动控制技术在变频器中的应用分析[J].南方农机,2020,51(18):164-165.

[4]曾云.变频器中PLC自动控制技术的有效应用研究[J].科技风,2020(06):27.DOI:10.19392/j.cnki.1671-7341.202006024.