基于PLC的三相电机变频调速控制系统的特点及优势

朱海忱+侯爽

摘要：社会的发展和科学的进步，让电力系统不断完善，变频调速实验系统得以广泛应用，并且取得了良好的效果。PLC控制技术以操作简单、可靠性高的特点保证了变频调速实验系统的稳定运行。本文主要分析了PLC的工作原理，PLC控制器变频调速的应用优势，PLC组成部分及功能的实现，以期为之后的PLC控制变频系统在电力系统的广泛应用打下基础。

关键词：PLC 控制技术 广泛应用

中图分类号：TM306文献标识码：A文章编号：1009-5349（2016）23-0249-01

目前，随着社会经济的快速发展，各行各业对电力需求的增加，为了电力的稳定运行，采用变频技术对电力系统进行控制和调节非常重要。PLC控制电机变频调速系统在提高科研人员的水平和电力系统输电质量两方面具有重要作用，可以说是一种集合精度、性能和效率的装置，在各行业中得以广泛运用。

一、 PLC的相关介绍

（一）工作原理

PLC与一般的计算机系统类似，都是由存储器、CPU、编程器、输入输出元件及外设等部分组成的，区别就在于它是一种专门针对工业控制的微型计算机系统。在进行PLC运行时，主要由CPU控制各个阶段的运行周期，三个运行阶段分别为输入采样阶段、用户程序执行阶段和输出刷新阶段。首先，输入采样阶段，PLC会进行数据的一次扫描读取，并将其存入I/O映象区中；接着是用户程序执行阶段，PLC通过读取和运算存储数据，来刷新I/O映象区外的数据；最后，输出刷新阶段，结合I/O映象区内部所对应的所有数据，刷新输出锁存电路，然后驱动外设输出结果。

（二） 系统软件设计

1.变频器参数设置

变频器运转控制是通过对转矩自动补偿方式的外给定方式，速度传感器矢量控制是电机的控制模式，编程时，变频器的上限频率是50HZ，下限频率是0.2HZ，除了给定值10HZ外，其余按比例计算。

2.触摸屏监控系统设计

PLC是采用的MT6100iv3型号的触摸屏，不但操作简单、性能优越，还有美观的画面和较长的使用寿命。

3.PLC控制软件设计

主要包括主程序，中断子程序和故障处理子程序两个子模块，具有控制提升机启动、加速、等速、减速、停车等，和进行信号采集、逻辑处理的作用。

二、PLC控制器变频调速的应用优势

（一）保证电机运行的稳定性

首先，PLC控制变频调节可以通过将电流电压附加到电动机上，实现直流制动系统的特性。其次，PLC控制器电机变频调速试验系统运行时，要明确调速是从频率低的部分开始，工作人员可以根据实际需求进行加、减速设置。另外，PLC控制器可以通过调节、控制电机的正反转，减少电机烧毁问题。最后，PLC控制器在进行回路制动时，供电系统和制动电阻会受到机械负载消耗的回馈，但是这一过程会增加成本。

（二） 提升电机的效率

PLC控制器可以通过控制起重、机床等设备来提高设备的使用效率，增加使用寿命。因此，在机械设备行业得到广泛的推广。PLC控制器可以提升电机的使用效率，主要方式是通过对电机正反转的快速切换，来控制电机的启停，减少电流对电机设备的冲击。

（三）节能效果

PLC控制器在进行设备的管理和调节过程中，能够达到良好的节能效果。相较于传统的控制技术，PLC控制器由于占据电机的总容量不大，所以，只有小部分的能源消耗。PLC控制器通過减少一半左右的能耗来节省成本，达到节能减排的目的。

三、PLC组成部分及功能的实现

（一）存储器

系统存储器和用户存储器一般是PLC所采用的控制器，系统存储器主要是用于存储一些系统性的程序，而用户存储器则是关于用户所编制的控制代码的存储。作为随机处理器的CMOSRAM具有价格合理、高密度、低功耗的特点，可以使用5-8年，寿命比较长。

（二） 微处理器

CPU作为电脑的中央处理器，是计算机系统和PLC控制电机变频系统的核心部件，CPU就相当于人类的神经中枢，指挥和调节PLC的整个运转，所以说，CPU是PLC的重要组成部分，对PLC的正常运行起着重要的作用。

（三） 编程器

编程器是PLC的重要外围设备，一般分为简易编程器和图形编程器两种，编程器的主要作用就是通过用户程序的写入，对所写程序进行检查和调试。简易编程器一般功能较少，只能适用于小型的PLC。

（四）I/O扩展单元

I/O扩展单元主要的功能就是用于扩展输入或输出的点数，在进行I/O扩展单元的扩展时，需要用户所输入或输出的点数多于PLC所规定的输入或输出点数，达到输入或输出的点数在PLC规定范围内的效果。

四、结语

PLC控制器作为一种高效率、高精度、高性能的装置，能够实现与计算机的无缝衔接，因此，得以在各行业中广泛应用。PLC变频调控系统是结合了电机、传感器、PLC控制器等设备，通过对设备的调节和控制来保障电机运行的稳定性，它不仅可以对电机故障进行检测和修复，还可以给工作人员反馈故障的位置和原因，具有自我保护功能，对PLC变频调控系统的研究，可以为之后的广泛应用打下基础。

参考文献：

[1]陆静逸，杨风，郭名君.基于PLC的模糊变频无级调速系统[J].电子测试，2012（2）：50-54，82.

[2]耿雯，李娟玲.PLC在小型输送机变频调速系统中的应用[J].江苏农业科学，2013，41（1）：370-371.

责任编辑：杨国栋