变频器中PLC自动控制技术的运用探析

刘志华

摘要：与传统的控制技术相比，PLC自动化技术具有强大的使用功能和自身的稳定可靠性，而且综合价值比较高。在变频器中引入PLC自动控制技术，可以对传统直流调速方式进行升级改造，保证继电器系统中各个触电安装的准确性和参数要求，提高变频器人机交互功能，满足生产领域的需要。换言之，在变频器使用过程中，运用PLC技术，可以提升系统运行速率，优化变频器使用功能。

关键词：变频器PLC；自动控制技术；运用探析

1导言

我国变频器的应用范围日益广泛，但是由于变频器在数据处理能力上的弱点导致其人机互动能力较差，不能满足当前的实际工作要求。而在变频器中运用PLC自动控制技术则可以很好地弥补这一缺点从而优化变频器工作模式，提升其工作效率。设计人员需要根据变频器工作实际进行变频器及PLC模块型号的选择，同时选用适宜的通信协议并将二者连接，实现PLC控制系统对变频器的自动控制，使其满足当前的实际使用需要。

2 PLC自动控制技术概述

PLC自动控制技术，被称为可以被计算机编辑的逻辑编辑器。这种自动控制技术与传统的工业控制技术完全不同，而是与现代计算机技术紧密结合，目的在于实现工业控制的自动化及智能化，且其应用的很多方面类似于微型计算机。目前，PLC由于与传统工业控制模式相比具有较明显的优势，在工业生产中得到了较为广泛的应用。该控制技术对于提高工业的生产效率和保证工业产品的质量都非常重要。PLC自动控制技术的操作方法简单，操作人员只要稍微参与一些较为专业的训练并反复加以操作，就可以熟练使用。PLC自动控制技术在应用过程中具有传统工业控制技术无法比拟的优势，除了能够保证生产效率和产品质量外，还具有较强的稳定性，对外界的抗干扰能力也较强，且使用寿命较长，设备出现故障后还有自动报警功能。PIC自动控制技术的系统结构，如图1所示。

3变频器常见故障问题

3.1加减速的过电流故障问题

一般而言，企业所使用的变频器功率是固定的，大致为75kW，但是在设备运行期间，这一功率似乎并不适应，时常出现过电流故障，工作质量也因此有所下滑。至于过电流故障问题可分为加速过电流故障问题和减速过电流故障问题，前者出现的原因是变频器加速时期速度上升极快，从而受到转速负荷的惯性影响所导致的；而后者发生在变频器减速时期，主要是因为负载惯性过高、减速时间较短所导致的，这两种情况都会影响到变频器的质量，进而影响工作质量。

3.2电动机过载故障问题

电动机过载故障问题极易出现在变频器运行期间，而且出现这一问题会致使V/F曲线不适合，由此引发出现的问题也有所增多，其一是长期低速运行，无法正确设置保护参数，从而导致损耗过大，其二是散热效果差不能满足变频器的相关需求。

3.3变频器噪音与振动问题

在变频器系统运行过程中存在多种问题，需要妥善处理，其中噪音问题与振动问题直接影响着变频器的整体运行，首先，在变频器运行中，通风、电磁、机械这些是产生噪音的主要根源，而且如果输出电压与电流中含有谐波分量，噪音会由此增大；其次，是振动问题，在变频器电动机运行时，伴随其发生的还有电磁振动与机械振动，这两种问题都会影响到变频器的运行效果。

3.4变频器过热故障问题

变频器运行时，会产生大量的热量，使变压器温度会快速提升，在这种情况下，如果外部温度不稳定，变频器的散热效果会受到极大的影响，无法正常散热，从而出现变频器过热故障问题。

3.5变频器参数设置不当

变频器的参数设置会直接影响到变频器的运行，一旦参数出现错误，变频器会随其出现故障，严重的话会导致变频器失去其功效，所以在安装好变频器的同时还要恰当设置变频器的参数，保证其正常运行。

4变频器中PLC自动控制技术的应用

4.1变频器及PLC模块型号的选择

在变频器中应用PLC自动控制技术时，对于变频器型号的选择与传统过程有着较大的差异，设计人员在进行变频器选择时不能只注重变频器的性能参数，而是要根据实际使用需求进行选择。同时在选取时要注意不同模块间规格相同，便于后期PLC自动控制系统进行统一管理。在变频器型号确定之后则要根据变频器特性选择相应的PLC型号，并选择适宜的信号格式，确保其与变频器相匹配。

4.2通信协议的实现

变频器中的PLC自动控制系统应用需要基于通信协议实现，目前主流的通信协议主要分为两种模式，分别是自由口通信及MOD-BUS通信协议。而在变频器的实际使用过程中，由于变频器的工作模式较为多变，因此普通的通信协议难以满足其实际工作需求，目前普遍都是采用基于自由口协议专有的通信协议来实现PLC自动控制系统对于变频器的控制。根据变频器实际工作需求进行通信协议的制定不仅可以提升PLC自动控制系统对变频器的控制效果，有效改善变频器的工作效率，设计人员还可以根据实际使用过程中出现的问题及时对其进行调整，进一步提升其控制效果。

4.3 PLC自动控制系统对变频器自动控制的实现

要实现PLC自动控制系统对变频器的自动控制，需要将PLC控制系统与变频器进行有效连接，目前主要是通過I/O端子进行的。而I/O端子对于两者的连接也主要有两种模式，分别是将PLC控制系统与模拟量端子及数字输入端连接。首先当PLC控制系统自身并不具有I/O端子时，其需要通过与变频器上的模拟量端子连接以实现对于变频器的自动控制，而这一过程以控制变频器的开闭为主。如果PLC控制系统自身便拥有一个或多个I/O端子时，则只需要将这些端子与变频器的输入端相连便可以完成控制工作，而且由于这些I/O端子的存在使得PLC控制系统可以实现对于变频器工作频率的调节。而变频器预设频率的数目也与端子数目有关，端子数目越多预设频率也越多，PLC自动控制系统也可以更好地调节变频器的工作状态。随着信息化技术的不断发展，目前PLC自动控制技术在变频器中的应用也可以对日常生产管理及决策工作提供帮助。

5结语

总而言之，在变频器运行使用的过程中应用PLC自动化控制技术能够有效提升系统运行效率，当变频器数量较少时，可以采用开关量加模拟量信号的形式完成交互，当变频器数量较多时，可以利用总线通讯协议完成交互内容，与此同时，还需要做好变频器噪音抑制工作，以免噪音过大干扰到PLC技术的使用。

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