變頻器中PLC自動控制技術的運用探析

華心怡

（江蘇省特種設備安全監(jiān)督檢驗研究院無錫分院，江蘇 無錫 214073）

與傳統的控制技術相比，PLC自動化技術具有強大的使用功能和自身的穩(wěn)定可靠性，而且綜合價值比較高。在變頻器中引入PLC自動控制技術，可以對傳統直流調速方式進行升級改造，保證繼電器系統中各個觸電安裝的準確性和參數要求，提高變頻器人機交互功能，滿足生產領域的需要。換言之，在變頻器使用過程中，運用PLC技術，可以提升系統運行速率，優(yōu)化變頻器使用功能。

1 變頻器常見故障問題

1.1 加減速的過電流故障問題

一般而言，企業(yè)所使用的變頻器功率是固定的，大致為75kW，但是在設備運行期間，這一功率似乎并不適應，時常出現過電流故障，工作質量也因此有所下滑。至于過電流故障問題可分為加速過電流故障問題和減速過電流故障問題，前者出現的原因是變頻器加速時期速度上升極快，從而受到轉速負荷的慣性影響所導致的；而后者發(fā)生在變頻器減速時期，主要是因為負載慣性過高、減速時間較短所導致的，這兩種情況都會影響到變頻器的質量，進而影響工作質量。

1.2 電動機過載故障問題

電動機過載故障問題極易出現在變頻器運行期間，而且出現這一問題會致使V/F曲線不適合，由此引發(fā)出現的問題也有所增多，其一是長期低速運行，無法正確設置保護參數，從而導致損耗過大，其二是散熱效果差不能滿足變頻器的相關需求。

1.3 變頻器噪音與振動問題

在變頻器系統運行過程中存在多種問題，需要妥善處理，其中噪音問題與振動問題直接影響著變頻器的整體運行，首先，在變頻器運行中，通風、電磁、機械這些是產生噪音的主要根源，而且如果輸出電壓與電流中含有諧波分量，噪音會由此增大；其次，是振動問題，在變頻器電動機運行時，伴隨其發(fā)生的還有電磁振動與機械振動，這兩種問題都會影響到變頻器的運行效果。

1.4 變頻器過熱故障問題

變頻器運行時，會產生大量的熱量，使變壓器溫度會快速提升，在這種情況下，如果外部溫度不穩(wěn)定，變頻器的散熱效果會受到極大的影響，無法正常散熱，從而出現變頻器過熱故障問題。

1.5 變頻器參數設置不當

變頻器的參數設置會直接影響到變頻器的運行，一旦參數出現錯誤，變頻器會隨其出現故障，嚴重的話會導致變頻器失去其功效，所以在安裝好變頻器的同時還要恰當設置變頻器的參數，保證其正常運行。

2 變頻器中PLC自動控制技術的實現

2.1 利用順序操控，提高工作效率

在變頻器設備運作時，隨著應用年限的逐漸提升，消耗電量也會增加，導致電氣企業(yè)生產成本投放力度增多，獲取的效益降低。將PLC控制系統運用到變頻器設備中，可以將此弊端進行優(yōu)化，PLC控制系統在某種程度上可以降低電能消耗，起到節(jié)省能源的效果，給企業(yè)帶來更好的效益。并且，PLC控制系統自身具備良好的安全性能，可以結合系統設定流程來對設備實施管控，和原始管控方式存在較大差異，原始管控方式將會出現控制混亂現象，影響操作質量。因此，PLC控制系統流程管控方式，可以對變頻器設備開關量加以管控，同時把變頻器設備各個運行環(huán)節(jié)實施不同操作，讓設備操作更加簡便性，當其中一個環(huán)節(jié)出現故障時，將會提升設備運行，確保變頻器設備的運行安全，減少故障發(fā)生概率，提升工作效率，給企業(yè)帶來更好的效益。

2.2 控制開關量，增加安全性

變頻器的開關量信號指令形式有很多，其中包括正轉反轉信號、啟動停止信號、多段速信號、故障信號、復位信號、頻率到達信號等，由此為了更好的對變頻器進行監(jiān)控，我們可以將PLC控制系統與變頻器控制回路輸入信號各端子相連接，這樣一來不僅可以直接通過程序對變頻器的啟停、正反轉、故障復位等進行控制，還能夠進一步控制變頻器多段速端子的運行速度，盡管有著諸多好處，但是還存在不足，其調速曲線無法實現精細的速度調節(jié)，總而言之，與PLC控制系統相結合還是益處較多。

變頻器設備中的開關量一般對磁性繼電器實施管控，管控方式較為繁瑣，常常引發(fā)故障，影響了設備應用的安全性。然而，把PLC控制系統運用到開關量管控中，可以將上述問題進行全面處理，不但推動了新型繼電器的研發(fā)，同時還實現了變頻器設備的完備，降低故障發(fā)生概率，提升設備運營效率，提升電氣自動化設備的運營安全性。另外，在進行開關處理器安置過程中，需要對磁性因素加以探究，讓開關量管控能夠結合開關位置相關流程來實現技術操作性探究，確保有關數據應用的同時，還能迎合開關量管控需求。

2.3 模擬量信號

將PLC的模擬量輸出模塊與變頻器的模擬量輸入端子連接起來，可將頻率信號精確地發(fā)送給變頻器，使變頻器可以做到無級調速；將變頻器的模擬量輸出端子與PLC的模擬量輸入模塊連接起來，可將當前變頻器輸出的頻率實時反饋給PLC。如下圖1所示。

圖1

簡單來講我們利用PLC以及變頻器設計的控制系統，可以在無人操作的條件自主的對進風強度、進風方向等進行自動控制。這樣就能夠使氣體的含量等可以保持在最佳范圍之內，能夠很好的保證整個處理系統的正常運行，提高系統運行的安全系數，保證企業(yè)經濟效益。對運行進行變頻調速，可以在無人的情況之下自動控制風機的運行，當系統的負載發(fā)生變化的時候，可以結合PLC來控制參數，保證系統正常、安全的運行。在控制過程中采用變頻調速系統，能夠更好的保證當負載調節(jié)的過程中，保證運行系統內負壓恒定不變，將工作頻率保持在最好的范圍。

2.4 用于閉環(huán)控制，簡化操作方法

PLC控制系統能夠運用在閉環(huán)控制中，在某種程度上實現了變頻器設備操作方式的簡化，提升整體工作效率。變頻器設備中閉環(huán)控制運用可編程控制系統，一般以泵類控制集中運用為主，結合各個泵環(huán)節(jié)不同的工作需求和標準，選擇合理的PLC控制系統，可以讓變頻器設備處于科學運作狀態(tài)。PLC控制系統由于在閉環(huán)控制方面具備一定的技術優(yōu)勢和操作方案，可以運用于各個種類的變頻器設備中，將原始的閉環(huán)管控方式加以優(yōu)化，提升閉環(huán)控制的便捷性，并且確保變頻器設備運行安全。

3 結語

總而言之，在變頻器運行使用的過程中應用PLC自動化控制技術能夠有效提升系統運行效率，當變頻器數量較少時，可以采用開關量加模擬量信號的形式完成交互，當變頻器數量較多時，可以利用總線通訊協議完成交互內容，與此同時，還需要做好變頻器噪音抑制工作，以免噪音過大干擾到PLC技術的使用。

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