浅议电气设备自动化控制中的PLC与变频器应用

何涛

摘要：电气设备自动化控制是铝冶金企业在发展当中的重要趋势，尤其是在社会迅速发展的过程中，我国各个行业在发展当中应用的科学技术越来越先进，能够有效加快企业的综合发展。就电气设备自动化控制来说，其能够以不同技术的应用作为基础，对电气设备自动化进行改造，加强电气设备自动化控制效果。文章主要以PLC技术与变频器的应用作为探讨的核心，通过对其的简要概述明确相关优势，促使电气设备自动化控制效用得以提升。

Abstract： The automation control of electrical equipment is an important trend in the development of aluminum metallurgical enterprises， especially in the process of rapid social development. The science and technology applied in the development of various industries in China are becoming more and more advanced， which can effectively accelerate the comprehensive development of enterprises. Regarding the automation control of electrical equipment， it can be based on the application of different technologies to transform the automation of electrical equipment and strengthen the effect of automatic control of electrical equipment. The paper mainly takes the application of PLC technology and frequency converter as the core of the discussion. Through a brief overview of it， the relevant advantages are clarified， and the utility of electrical equipment automation control can be improved.

關键词：电气设备;自动化控制;PLC技术;变频器

Key words： electrical equipment;automation control;PLC technology;frequency converter

中图分类号：TM76                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）32-0208-02

0  引言

就当前的形势来说，很多工业企业在发展当中都会受到社会经济的影响获得更大的契机，尤其是铝冶金企业在发展当中得到了较大的推动。为了达到生产要求，工业企业在开展工业生产的过程中需要利用不同的电气设备。PLC与变频器在电气设备自动化控制当中能够体现不同的作用，其不仅可以减少企业的电能消耗，还可以促进企业经济效益增长，因此受到了很多大型企业的关注。

1  PLC、变频器概述

1.1 PLC和变频器简介

PLC属于一种现代化系统，其在工业环境当中的应用比较广泛，能够利用可编程的储存器对程序进行存储，从而执行逻辑运算及顺序控制等指令。在对PLC进行应用时，需要通过数字或者模拟式的输入与输出实现对机械的控制，促使机械在运行的过程中可以达到相关要求。PLC在电气设备自动化控制当中能够体现较强的抗干扰能力，并且可以体现出一定的可靠性，促使电气设备在运行当中更加安全、稳定。PLC在长时间的应用当中已经可以适应多种不同规模的工业控制场合，给工业生产作业的实施提供稳定保障。就我国目前的情况来说，PLC在石油、机械、钢铁、电力及铝冶金等行业中有广泛的应用。其主要发挥的作用是数据处理、模拟量控制及过程控制等，可以有效提高工业生产效率。

变频器可以对工频电源进行转化，使其形成另一种频率的电能控制装置。变频器的主要功能有变频调速、改变功率因数等，其在电气设备自动化控制中的应用可以有效提高运转精度。在一般的电气设备自动化控制当中，变频器的主要组成部分有检测单元、滤波、整流、逆变及制动单元等，当电气设备运行时期能够提供相应的电压，对设备的运转速度进行调整，还可以起到节能的作用。变频器的应用范围非常广泛，在负载适用和连续调节等领域都能够体现其技术优势，为相关作业的开展提供稳定性保障。

1.2 PLC、变频器联合应用的优势分析

PLC技术的主要优势是体积小、可靠性高，这项技术在实际应用当中还能够进行便捷的编程，对电气设备的操作形式进行简化，让操作人员可以直观地了解设备的功能，并且对其进行有效应用。PLC联机控制变频器是我国目前工业自动化系统的常见应用形式，在电气设备自动化控制中的应用非常深入。PLC技术与变频器在电气设备自动化控制当中可以体现较强的节能效果，这个优势的体现需要依靠变频器的负载及其需求特征，技术人员在操作的过程中需要对设备的负荷进行合理调配，同时自动化控制系统可以自动调节电机转速，减少设备在运转过程中的能源消耗，从而体现较强的节能效用。电气设备在运行时经常会给电网产生冲击，PLC与变频器的应用就能够对其冲击进行减弱。变频器可以通过软启动的方式启动电机，再结合PLC的编程功能根据电机的实际工作情况启动时间曲线编辑输入，促使负载之后的电机能够达到工艺生产需求，在负载上也能够满足相应的要求。这种方式还可以在较大程度上避免电气在启动的过程中产生冲击电流，从而确保电网运行的安全性，防止操作人员在开展相关工作的过程中受到伤害。

目前，我国很多铝冶金企业在生产经营的过程中会利用先进的变频技术，在电气设备运行的过程中就不会对同一电网中的其他电气设备造成谐波干扰，所以，PLC与变频器在电气设备自动化控制中的应用可以减少输入谐波，避免其他电气设备受到影响。同时，变频设备可以通过自身的性能体现防止其与其他变频调速装置产生串联现象，从而避免产生干扰。在这种情况下，用户不需要另外安装谐波治理装置就可以消除电气设备在运行当中产生的安全隐患。对于电气设备自动化控制来说，最重要的就是需要确保系统的安全性，同时还要减小设备维护难度。变频器具有单元模块化功能，使其在后期维护过程中提供较大的便利，减小维护难度，让操作人员在维护电气设备的过程中更加顺利。在PLC与变频器结合应用的过程中，单元模块的驱动和保护都可以采用驱动电路，以提高其可靠性，促使电子元件的安全性大大提升。在开展生产工作的过程中，变频器可以对单元路旁故障进行提醒，在发现故障时，就可以自动向主控系统发送故障警报，之后通过故障分析采取信号调节措施恢复系统的正常运行。

2  PLC和变频器的型号选择

2.1 变频器型号的选择

目前在电气设备自动化控制当中可供选择的变频器型号较多，其在功能和质量上存在一定的差异，因此价格也就存在相应的区别。在开展电气设备自动化控制的过程中，就需要结合多种因素选择变频器，确保变频器的质量和性能符合要求，加强电气设备自动化控制实效性。在选择变频器时，还要对不同电机种类的发动极限进行分析，这样才能够确保变频器选择的合理性。当变频器利用不同机械配件时，其规格也存在差别，所以需要确保变频器的稳定性，在选择型号的过程中确定选择依据，促使电气设备自动化控制工作的开展能够有效确保工业生产品质和速度，减少生产经营当中产生的问题。

2.2 对PLC的型号选择

PLC在电气设备自动化控制当中逐渐成为了必不可少的一部分，其不仅可以体现出相关技术形式的特点，还能够表现出不同型号的性能，为电气设备自动化控制提供保障。在选择PLC的型号时，技术人员需要结合多个方面的因素进行考量。虽然现代化工业企业在生产经营的过程中都会对产品的生产提出较高的要求，但是由于企业自身的发展情况不一致，所以其对于生产产品的品质要求高低还是存在差异。在利用PLC开展生产工作时，需要结合生产加工所处的情况进行分析，从而加强技术与设备的实践效果。目前市场上使用范围比较广泛的PLC型号主要是S7-300PLC型号，其由西门子公司生产，经历了较长的实践运用，能够产生优质的生产效果。这种型号的PLC能够实现对变频器的有效控制，并且突出了稳定的性能，在电气设备自动化控制当中可以产生较强的作用。

2.3 变频器中PLC模块的选择

变频器与PLC的联合应用可以通过PLC模块与变频器的结合体现起作用，提高变频器的工作效率，促使电气设备自动化控制实效性得以提升。制造行业在选择变频器时会结合所需的PLC模块进行分析，以提高生产品质及速度，达到生产经营目的。在选择变频器中的PLC模块时，就要对PLC控制系统模块的电源、存储器容量及通信联网效果进行分析，从而加强控制功能的体现，促使其能够更好地与变频器融合，加快电气设备自动化控制发展的步伐。

3  电气设备自动化控制中的PLC与变频器的应用

随着我国社会经济的迅速发展，电气设备自动化控制中的PLC与变频器的应用越发广泛，很多铝冶金企业在发展当中都会对其进行深入分析，促使技术的发展日趋成熟。在我国新型电力电子设备不断研发上市的过程中，新的变频技术和设备也开始涌现，并且具有较好的发展前景，能够给铝冶金企业的发展提供更大的契机。就电子设备自动化控制中的PLC与变频器的应用来说，其能够有效推动铝冶金企业自动化发展，使其在市场发展当中更加稳定。

在以往的大功率电机设备运行的过程中，经常会采用高压供电的形式开展相关工作，其在操作当中非常不方便，对于操作人员来说还会产生较大的危险性，在检修设备时也存在较大的难度。利用PLC与变频器就可以有效降低电压，在开展有关操作的过程中加快速度，从而提高工作效率，减少问题的产生。PLC与变频器结合应用可以对传统的“电网-控制柜-空气开关-接触器-热保护-电机”的工作模式进行转变。在这些环节当中，每个元件都需要利用，但是其产生的效果不高。利用新的方式则可以减少这些环节节点，元部件在应用当中能够最大程度地发挥其作用，从而提高资源利用率。这种方式不仅可以有效减少成本，还能够加快系统的运行速度，促使电气设备自动化控制系统的运行效率有较大的提升。

铝冶金企业在发展当中都会寻求更多机遇，致力于利用较好的控制方式实现高效生产，改善规模。PLC与变频器的应用可以让多台设备同时运行，操作人员在控制主控系统的同时可以进行多种形式的操控。整个系统显示出来的操作页面非常简单，当系统产生运行故障时，还可以自动预警。很多大中型企业在开展生产经营工作时对电气设备的运行要求较高，其需要满足大批量生产的要求，因此要保持产业链的连续性。在以往的电气设备自动化控制系统当中，一旦某个单元模块产生故障，就会导致整个系统存在瘫痪的风险，严重时会导致整个产业链损坏，给企业带来较大的损失。PLC与变频器的应用就可以对生产当中产生故障的单个设备进行分析，其他的模块仍然能够保持正常的运行模式，促使生产活动有序开展。

4  結语

PLC与变频器在电气设备自动化控制中的应用可以有效减少系统运行当中产生的故障，合理解决实际问题，提高生产效率。其能够改进生产操作系统，针对电气设备自动化控制系统存在的故障进行分析，加快生产速率，还能够促进系统改造，为企业经济效益的产生提供基础保障。

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