变频调速系统PLC控制

摘 要：随着国内经济的快速发展，我国的工业生产也逐渐从人力生产转变成为自动化生产。本文主要是对变频调速系统PLC控制进行了分析，首先阐述本次研究中的设计目标、内容、过程以及相关电气设备。其次，阐述变频调速系统plc控制设计中存在的问题与解决问题、心得以及建议。希望通过变频调速系统plc控制设计能够更好的掌握相关的专业知识。

关键词：PLC；变频调速控制系统；设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.143

1 变频调速系统PLC控制设计

1.1 设计目的

通过变频调速系统PLC控制的设计，对专业知识进行巩固，并熟悉掌握组态软件的使用。在完成课程学习的同时实际动手设计，通过理论和实践相结合，把专业的理论知识应用到实际设计中，既能对所学知识加深理解，又能对专业知识的应用有更深刻的熟悉和掌握，从而将变频调速系统PLC的相关知识理解的更扎實透彻，完整掌握PLC的相关内容。

1.2 设计概要

1.2.1 设计任务

完成一个由组态软件为上位机控制，PLC为下位机控制，变频器、异步电动机组成的变频调速控制系统的设计，并完成组态控制界面的设计，控制梯形图以及PLC接线图。利用实验装置实现上下位机的联通，完成PLC端子、变频器以及异步电动机的接线，然后利用PC机输入梯形图控制程序，并在实验室内进行调试。

1.2.2 控制系统的要求

PLC、变频器以及异步电动机共同组成了控制系统。其中可编程控制器（PLC）的作用是处理各种信息的逻辑问题，并向变频器发出起、停等指令，同时变频器也会将工作状态信号反馈回PLC，形成双向联通的关系，这是此系统的核心部分。变频器能对电机进行调速控制。按下启动键，可选择工频或变频控制，能完成自动控制和手动控制之间的转换，即自动转换和手动输入，同时实现高、低速的转换。

1.2.3 设计过程

调速系统由PLC控制变频器，同时由变频器实现电机的调速。变频调速系统主要分为两部分：手动控制和自动控制。手动控制可以选择电机正转或是反转，在一到七速之间也能自由转换。自动控制则是先将电机设置为正转或反转，然后逐渐从低速升为高速，通过复位能自动从高速降回低速。最后手动控制停止可以直接切换成自动控制。

1.2.4 电气设备详细表

电源控制屏：提供三相四线制380V、220V电压；变频调速装置；三菱PLC主机；异步电动机；力控监控组态软件实战指南；力控监控组态软件。

2 PLC设计系统思考

2.1 设计系统过程中出现问题及解决方法

第一，根据控制要求直接编写控制程序，始终不知道如何动手。对于该问题的解决方法为从头开始了解硬件，学习变频器资料，掌握变频器和电机的使用，在熟练掌握的基础上才会知道怎么去控制。

第二，在编写梯形图完成后，plc始终没有输出。该问题的出现主要是因为没有熟练使用plc编程步骤，编写程序中没有end 。仔细检查，一步一步从新学习plc编程，从最简单的控制开始。

第三，电机在接线时不知道是星型接线还是三角形接线。笔者为了更好的解决该问题，在回去后仔细研究电机发现，我们使用的是小型异步电动机不带负载，可以直接启动，星型和三角形接线影响不大。

第四，手动程序在plc上可以直接实现控制，而把变频器和电动机连起来，电动机直接受变频器控制，我们的手动程序没有用。该问题的出现主要是变频器资料没有学习深入，我们始终让变频器运行在内部（PU）模式，这款FR-S500没有通讯功能。在PU模式下可以直接在变频器上调节电动机不同速度，而用plc程序控制必须使变频器工作在外部（exit）模式下。

第五，手动程序和自动程序不能结合起来。导致这种情况的出现与自己没有太深入的了解三菱plc有些功能以及内部运行状态有很大的关系，在老师指导下采用功能语句，一步一步调试出来。

第六，组态软件在使用中出现的问题。若想解决该问题，就必须组态软件需要把底层控制出来，在来监控，设置I/O点。

2.2 课程设计心得

这次课程设计做变频调速系统plc控制，从拿到题目就感觉很难，经过两个多星期的设计，调试终于做出来。但是心得感触颇深：

（1）重新学习了plc编程，把以前忘掉的知识都捡回来了。从中也懂得了学过的知识很容易忘掉的道理。对于知识真的是温故而知新，经常复习才能在使用时不盲目。

（2）学习变频器的知识。以前总在电器商场看见变频空调，不懂变频是怎么变的，我们国家一直是工频50HZ，变频怎么做到的！这次课程设计让我懂得了变频调速的原理，变频器的工作原理，同时学会使用简单的变频器。

（3）锻炼自己动手能力。变频调速系统涉及到变频器，异步电动机，plc，还有上位机，这些都需要接线。记得当时在实验室调试时根本不敢把电源加上去，很怕自己在接线处出现问题，出现烧毁电机，变频器等故障。

（4）学习组态软件。对于这个软件我现在发现只要有简单的指点，花上大量时间，就会学好。

参考资料：

[1]巫莉.电气控制与PLC应用[M].北京：中国电力出版社，2008（05）.

[2]姚锡禄.变频器技术应用[M].北京：电子工业出版社，2009（01）

[3]马国华.监控组态软件及其应用[M].北京：清华大学出版社，2001（08）.

[4]马小军.可编程控制器及其应用[M].南京：东南大学出版社，2007（04）.

[5]袁秀英.组态控制技术[M].北京：电子工业出版社，2003.

[6] FR-S500使用手册[S].

作者简介：姜维（1975-），男，山东莱阳人，硕士研究生，中级讲师，研究方向：机电一体化，自动化控制。