PLC控制的变频器在自动化生产线中的应用

宣海洋　方家垫

摘要：PLC技术控制的变频器在自动化生产线上的应用，可以进提升自动化生产线的生产效率和经济效益。基于此，本文阐述了PLC系统的构成及其主要特点以及PLC控制的变频器在自动化生产线中的原理及其优点，对PLC控制的变频器在自动化生产线中的应用进行了探讨分析，旨在提升生产效率。

关键词：PLC;变频器;自动化生产线;

一、PLC系统的构成及其主要特点

1、PLC系统的基本构成。PLC即可编程控制器，其是以微处理器为基础，将计算机技术、通讯技术和自动化技术综合起来发展成的新型工业控制装置。PLC实质是用于控制功能的计算机，它与控制对象的接口能力更强，能够围绕过程控制的需求设计自身结构。一般来说，自动化生产线中，PLC系统由以下几个部分构成：第一，CPU。CPU模块是PLC的核心模块，由微处理器与存储器组成。第二，输入/输出模块。该模块是PLC与操作现场中的设备连接的接口。第三，编程设备。它是PLC系统中最关键的外围控制设备，通过程序编辑设计传递相应的指令，也可以对原有的程序进行修改和调试，并实现在线监视PLC的工作过程。第四，电源模块。主要用于PLC工作过程中的交流电和直流电转换。

2、PLC控制技术的主要特点。（1）安全可靠性高。PLC的输入/输出端口是应用继电器或光耦合器件，其基本的输入/输出点都是开关量，并附加隔离与抗干扰措施，能够保证生产线不受外界干扰，在各种恶劣环境下都能实现自动生产控制，有效地缓解了人力生产，实现生产安全可靠的目标。（2）通用性强。PLC采用模块化结构，各个模块能够灵活组成不同的控制系统，工作人员只需针对不同的模块操作需求编辑程序，即可实现相应的操作。（2）灵活方便。PLC的优势在于用软件编程取代硬连线，体积小。对于不同的控制系统，当生产中需要改变控制方式，或是对控制对象实施简单的操作改动，只要修改程序即可完成，无需进行大的修改，所以减少了调试工作量。PLC技术充分考虑到工业生产现场的环境，抗干扰力强，组合灵活，编程简单，安装和维修方便，因而适合在自动化生产线中应用。

二、PLC控制的变频器在自动化生产线中的原理及其优点

1、PLC控制的变频器原理。在自动化生产线控制系统中，把进行实际生产的部分叫做主线路，把实施控制、信号采集和传递、数据通信的回路叫做辅助线路。变频器是工作在主线路的重要部件，其任务就是改变控制生产线进行自动化生产。PLC系统则是典型的辅助线路组成部件，它集测控、信号采集和处理、信号传递、数据通信和信息交换为一体，实现多功能的逻辑控制装置。在实际组合应用中，变频器通过改变电压和改变频率来调控自动化生产线的生产效率。变频器也集合了若干控制功能，以实现更方便的控制。变频器还集合了生产线供电的保护功能，能够调节电压，为安全生产提供保护。PLC作为专门负责通信管理的控制中心，变频器通过现场总线系统把信息交互到PLC中，PLC再把信息转发到DCS后台控制中心，于是DCS通過PLC联网到变频器，构成了过程控制系统，实现工艺和生产控制。

2、PLC控制的变频器的优点。变频器的数据分析与处理能力较弱，将PLC自动控制技术运用其中，能够有效的弥补，提升变频器整体性能，并且PLC变频控制器主要是通过存储器以及中央处理机和输入接口电路等所组成的，这一控制系统的优点也比较多，在实际应用中也有所不同之处。在工作方式上来看，PLC控制主要就是通过循环扫描方式进行的。在程序上是按照先后顺序进行存放，其中的CPU也是从首个指令进行对相应程序加以执行的，在结束之后才进行返回，从而进行循环。在进行实际工作过程中，对程序扫描前要进行故障自诊断程序，一切正常情况下就会进一步的进行扫描。然后就是执行通信请求，接到相应的请求之后加以处理，将信息进行发送到编辑器来进行显示。另外，中央处理器的功能发挥方面，主要是对输入端实施扫描，然后将指令进行调出和执行，把正确的结果进行输送到状态寄存器当中。在对指令完成后，就要能够将输出状态寄存器状态输出的一些部件加以转换，通过被控设备来对电压以及电流信号进行接受。通过这些程序的执行实施之后，就能够完成一个完整的工作程序。PLC控制变频器系统主要是通过循环扫描方式进行实施的，这也是和微机系统有着不同之处。

三、PLC控制的变频器在自动化生产线中的应用分析

1、调节电压。高压供电的形式随着社会的发展与进步，已经因其高危险性与高操作性而不适用于社会的发展，PLC控制的变频器不仅可以调低工作电压，保障自动化生产线工人的安全，也能够有效降低生产线的检修率，增加了安全系数。

2、控制材料添加。PLC控制的变频器在自动化生产线进行混合料产品生产的过程中，能够通过充分的考虑到多种材料各自的性质，对于各种材料的质量实施科学、合理的控制，从而保障所生产的产品的质量。在过去的生产线生产中，产品需要的配料常常采用人工的方式添加，而PLC控制的变频器在自动化生产线上进行应用后，可以自动化添加配料，提高了生产线的自动化水平，有效的减少了人工操作的数量，避免了人为失误的出现，而且也降低了污染的几率，使得成本费用相应的减少，提高了生产效率和经济效益。

3、增强品控。随着工业化的发展和产业链的大量出现，自动化生产线对生产效率的提升变得越来越重要。PLC控制的变频器在自动化生产线上的应用，能够将严格标准的数据输入到计算机内，通过全智能的远程控制，大大提高零部件生产的标准化，降低不合格率。通过PLC技术，即使自动化生产线在生产过程中出现一些故障和问题，都可以在计算机的数据控制中心显示出来，可以使工作人员能够及时去解决问题，这样生产出来的产品就可以在后期维护上减少自身的工作量。

四、结束语

综上所述，当前工业制造生产过程中的自动化技术应用越来越广泛，而自动化生产线的自动化过程主要由PLC、变频器、人机界面等完成控制，其中PLC是自动化生产线中的核心部分，而有效利用PLC控制技术，可以对生产线中的外部设备进行准确控制，从而提高生产效率。

参考文献：

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[2]刘微.基于PLC控制的变频器在自动化生产线中的应用[J].大科技，2017（20）.

[3]韩乐.变频器中PLC自动控制技术的运用[J/OL].电子技术与软件工程，2019（04）.

（作者单位：浙江杭可科技股份有限公司1

杭州制氧机集团股份有限公司2）