基于PLC与变频器的交流电机调速控制系统

刘伟立

摘  要：变频调速系统中，变频控制与 PLC的应用是十分关键的。所以，要根据现场实际情况，对变频器和 PLC进行优化控制，以确保二者都能实现真正的自动控制，希望能在一定程度上减少交流电动机调速系统的能耗，本论文以 PLC和变频调速为基础，对我国电动机行业的发展起到了积极作用。

关键词：PLC;变频器;交流电机

采用变频调速器可以有效地提高工业的自动化程度和提高工作的工作效率。为此，设计者必须加强对变频调速的研究，深入理解其工作机理，并利用其自身的制动、调速、启动特性，并运用组合程序 Wincc进行控制，确保调速的稳定。

1、PLC概述

PLC是一种常用的计算机控制软件，它所使用的内存都是可编程的，具有储存程式的功能，可执行顺序控制、计数及逻辑运算等有关运算，并以模拟量、数字等形式进行资料的输出与输入，对各类机器的运作进行高效控制。

PLC供电在电力供应中占有举足轻重的地位。PLC的控制中心是微机，该软件受 PLC软件编程的支配，具有从编程软件输入的程序和资料的接收和储存，并可以进行故障诊断。此外， PLC的相关设备能够适应用户对变频调速器的要求，提高 PLC的抗干扰性和稳定性。另外，通过 PLC配线与程序的设计可以达到某种程度上的同步，既可以大大减少研发周期，又可以大大地提升交流电动机的工作性能。

2、变频器概述

本工程在进行交流电动机的控制时，十分注重变频器的应用，并将它应用于电工、电力、信息和控制等方面。另外，采用变频技术可以有效地解决传统的 DC电机自身的抽水問题，确保了交流电机的优越性。由于其自身坚固耐用，结构简单，采用变频技术可有效地克服交流电机的速度问题。

2.1变频器在交流电机调速控制系统节能结合方面的运用

通过对变频调速器的详细研究，可以看出它是一种典型的泵、风机，它可以在一定程度上减少电力的损耗，通常可以节省20%～60%的电力，再加上风机和泵的负荷，它的功耗与速度成正比，既可以达到节能的目的，又可以改善整个系统的性能。另外，水泵负荷和风扇自身的负荷占到了总功率的5%，而从实际运行中的诸多影响因素来看，水泵负荷和风扇自身还有很大的改进余地，采用变频技术既可以节省大量的电力，又可以节省大量的电力。还可以减少你的投资收益。从以上公式可以看出，变频调速器在变频调速器中占有举足轻重的地位，具有很高的实用意义。

2.2变频器在精度自控系统中的运用

为了提高变频调速器的工作稳定，应注重对变频调速器的技术应用，从变频调速器自身的功能出发，它自身具备了智能化、复杂的数学计算能力。着重对其输出的准确率进行了研究，其准确率通常在0.1～0.01%，并对其进行了合理的防护与测试，使其应用于自动控制，提高了整个转速的控制水准，保证装置的操作安全。

2.3变频器在提升产品质量和工艺水平中的应用

通过对变频调速技术在提高产品品质、提高技术水平等方面的运用，可以明显地减少设备在运行时产生的噪音、振动，并能提高设备的使用寿命，降低设备在使用后发生故障的可能性。另外，在产品生产中使用变频调速装置，可以对现有的设备进行优化、精简，从而使装置的运行与控制更加人性化，更改原来的技术规格，以改善整体设备的性能。

3、PLC 控制器变频调节特点

3.1变频调速具有良好的节能性

PLC的变频调速系统，可以对电机的各个环节进行调整和控制，最大限度地发挥出设备的作用。经过研究和操作，采用 PLC控制的变频调速系统不仅可以节约能耗，而且还可以有效地降低系统运行时的能耗，从而保护自然环境。这样可以极大地节约能源、节约资金，合理使用能源，促进同电力公司的迅速发展。此外，在实际应用中，还可大大降低电网在运行时的负荷，降低了原有的电动机容量。保证马达的工作速度和稳定性。另外，采用 PLC控制的变频调速系统可以对原有的龙门刨床、绕线电动机进行节能控制，从而大大降低了电网的投资成本，保证了 PLC电机变频调速在电网中的广泛应用。

3.2 PLC 控制器能够提升电机效率

PLC控制器可广泛用于起重机械、机床和输送等各个方面。同时，它的使用寿命也有所提高，并有效地提高了使用的效率。另外，采用 PLC进行变频调速，对某些电力系统及产品进行了优化，从而改善了电力系统及产品的使用品质与效率。PLC变频调速系统是一种系统性、综合性的高技术。该系统在微电子技术和计算机技术中得到了广泛的应用，能够对电动机的频率进行基本的调节。同时， PLC的变频调速系统也能实现对电力系统及产品的加热，降低了电流对电动机的冲击，确保了电动机的安全与安全。同时，本系统还能有效地降低电动机的负载水平，对电动机的工作状况进行监测，对故障原因进行分析，并提出相应的对策。同时，本系统还能对电动机进行有效地保护，保证电动机的安全性，降低人为和自然因素对电动机的破坏。

4、基于PLC与变频器的控制方法

4.1变频器端子控制

终端控制是最早的一种控制方式，通过 PLC的开关量信号来控制变频器，它的控制过程是由可变控制器 PLC来控制输出信号，同时输出信号控制变频器停止、启动和复位，以及对三个结合变频器、高-低三个终端进行控制，从而达到多级工作。通常情况下，变频调速器的数量越多，对 PLC的输入、输出点的要求也就越高，从而增加了控制费用，而且这种控制方式都是由开关量来控制，不能实现连续平滑的线性调速。一般用于对速度的要求不高，频率变换器数量少，不需要反馈信号的控制系统。

4.2模拟量与通信控制方法

仿真控制采用 PLC的 DA仿真值来进行变频调制解调器，一般 DA模组每一路只能对一组变频调速器进行一次控制，其工作原理如下：通过 DA仿真的模组将 PLC的数字值转换成4～20 mA的电流信号，或低于10 V的电压信号来进行变频，使 PLC的数字值发生变化，由此变化模数，达到电动机换挡速度。该仿真量控制方式具有程序设计简便、速度平稳、工作性能可靠等优点，但是采用了电压信号进行仿真。当线缆长度过大时，会使控制线发生电压下降，从而对电网的安全性造成一定的不利影响。

结束语

为有效地改善交流电动机的节能效果，需要对电动机的结构进行优化，加强变频调速、PLC的使用，并做好数据的收集。最大限度地减少环境因素对设备的影响，提高 PLC的工作可靠性。

参考文献

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