在变频器中PLC自动控制技术的运用探析

李军红

国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司

摘要：PLC自动控制技术实际运用中需要以变频器为载体，促进变频器的自动化控制，从而确保各领域生产活动中变频器自动控制的灵活性、可靠性，帮助各企业建立自动化的生产、工作模式。

关键词：PLC自动控制技术；变频器中；运用

一、PLC自动控制系统特点

PLC自动控制系统是实现PLC自动控制技术的关键载体，在工业生产、企业发展中，PLC自动控制系统有着不可替代的作用，该系统的主要特点如下：

（1）编译高效。编译PLC自动控制系统时，程序编写较为清晰、高效，可利用“梯形逻辑流程图”实现PLC自动控制技术，同时使系统中的控制器更易修改，能够结合工业、企业实际需求，设计PLC自动控制系统的程序功能，提升各类生产活动、工程建设的整体效率。（2）可靠性强。PLC自动控制系统联合变频器后，可直接运用在企业生产活动中，且系统运行稳定、可靠。通过相关人员对PLC自动控制系统的测试可知，该系统的抗干扰性较强，系统运行中的故障频率低，能够充分的维持企业生产、自动控制平台的稳定性，保证企业生产效益。（3）安装便捷。PLC自动控制系统安装过程中非常便捷，且系统本身能够适应不同的生产活动，具有较强的耐腐蚀性、耐毒性。与变频器联合运用中，PLC自动控制系统的可操作性明显强，能够为企业、工业活动创造更多的经济效益。

二、PLC自动控制技术在变频器中的运用的前期准备

（一）合理选择PLC及变频器

变频器是大型机电设备中用于调控电源设备频率的设备，逆变器、主电路、平波回路、整流器是变频器的主要结构。企业生产活动中，变频器能够改变电气设备的原有电压，使其频率、赋值符合生产要求，从而确保电机设备运行的稳定性。在变频器中引进PLC自动控制技术时，还应结合企业实际需求，选择对应的PLC和变频器。不同电机设备对电压频率控制需求会产生较大差异性，相关人员可基于电压频率控制需求，充分考虑PLC产品特点、变频器的功能及容量，合理选择对应规格的变频设备、PLC产品。除此之外，运用PLC自动控制技术控制变频器时，还需科学地设置变频器的相关参数。

（二）科学连接PLC和变频器

PLC与变频器相互连接时，常用方式为PROFIBUSDP通信。相关人员借助PROFIBUS-DP通信将变频器、PLC构建成网络后，变频器、PLC产品则能够进行信息交换和资源共享。在此过程中，PLC产品可基于自身的通信功能，通过单主站、多主站、自由端口通信等方式连接变频器，发送控制指令。指令从PLC传输到变频器的存储器后，能够点对点地对变频器内的控制程序进行自动化控制。而变频器可实时反馈指令实时情况，如设备运行情况、发布设备故障警报等。数据传输过程中，PLC与变频器处于连通关系，其余时间相互独立运行，所以不会出现PLC、变频器相互干扰的情况，有利于维护变频器运行的稳定性。此外，PLC自动控制在具体运用时，可借助通信协议同时控制不同规格的变频器，高效地与变频器可连通方式。

（三）促进PLC系统与变频器端子的连接

变频器端子是变频设备中用于连接PLC的连接器，通常会设置在变频器的后盖上，可以将PLC与变频器的主回路、控制回路相互连接，传递各类电信号。将变频器、变频器端子连接时可简化二者的连接流程，从而通过硬件连接的方式，突出变频器、PLC的功能优势。具体的连接方式是将数字量端子、模拟量端子连接，使变频器的控制回路能够连接到PLC系统的扩展板块，提升变频器频率控制的准确性。

三、变频器中PLC自动控制技术的运用

（一）确定PLC模块

PLC产品的模块型号较多，将其运用在变频器时，企业可以基于自身需求，选择对应的PLC模块。通常情况下，企业可根据变频器标准I/O点数设计，确定PLC模块的型号或产品规格，常见的PLC模块有35MＲ型、45MT、S7－200型、FM355－2型等。此外，相关企业可按照PLC模块的分类，选择PLC产品，比如根据硬件外形、功能设计可将PLC模块产品分为“向量输入”“输出型－状态输入”“输出型－晶体管输入”“输出型”等。按照PLC产品的运行原理则可将其分为“解释说明型”“编码破译型”等类型。其中，解释说明型PLC模块是在变频器和PLC产品连接后，按照各连接节点的PLC语言，解读指令表、梯形流程图。同时在电机设备运行时，使变频器通过采用指令、解释的方式读码，并对设备进行变频控制。编码破译型PLC则是直接将连接节点编译为程序，并利用变频器接收到的指令代码，控制变频器，使其直接作用于生产设备。选择PLC模块时，相关人员应综合考虑生产需求、变频器性能设计，科学选择PLC模块，采用更恰当的连接方式。

（二）建立PLC通信协议

通信协议具体指PLC、变频器相互连接时，用于达成通信目标的条款和项目。通过建立PLC通信协议，能够实现PLC产品节点信号、变频器设备的有效连接，使其在运行中共享信息资源、通信讯号。建立PLC通信协议是PLC自动控制技术在变频器中的运用的基础工作。变频器中的通信协议具体包括mb通信、自由接口通信两种，实际运用时，相关人员可全面考虑变频器性能、PLC产品的适配情况，选择通信协议方式。随后将PLC产品中的每个控制节点的信号数据录入变频器系统的通信协议中。从而利用通信协议采集PLC节点信号，翻译变频器运行中的信号，并对变频器的控制系统发送处理后的信号，使其评估后分析指令的可行性，确定可执行该指令后将节点信号传输给变频器操作系统，最终起到变频器自动控制的作用。具体运用PLC自动控制技术控制变频器时，相关人员还可借助节点信息的整合利用，评估、调控变频器状态，同时将其反馈给PLC的控制系统，平衡好PLC产品和变频器的关系，使变频器处于稳定、高效运行状态。

（三）设计自动化变频模式

在变频器中引进PLC自动控制技术的主要目的是提升变频器的自动化水平，建立可自动控制的变频模式。以此解决变频器运用中操作复杂、灵活性差、人工成本高等问题，同时有助于提升变频器的运行效率，满足企业生产自动化、标准化的根本要求。但是在实际运用PLC自动控制技术时，还应确保二者的协调性，灵活设计自动化边坡模式，持续校准节点信息，控制变频器状态估计器的误差。（1）建立通信协议、连接变频器和PLC产品时，保证语法、编译逻辑流程、信号格式、传输向量的一致性。并且为减少外部环境对PLC系统和变频器的干扰，还应找出节点、变频器状态估计器的误差值。对此，相关人员可利用数学模型：Prob{（k+1）=j（k）=i}=πij分析误差值，其中πij≥0，同时根据状态i转移到状态j的转移概率，推导出各节点的误差值。（2）根据企业生产设备、电气设备自动化运行或生产的根本要求，将变频器中PLC节点信息和状态估计器的误差控制在0.3~1.5之间，确定变频器自动化运行中PLC系统的工作模式。

参考文献

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