PLC、變頻器在工業(yè)中的應用

張速江

（中國石油新疆培訓中心（新疆技師學院），新疆 克拉瑪依 834000）

0 引 言

PLC自動控制技術與變頻器的結(jié)合，對于提高我國工業(yè)生產(chǎn)的效率具有十分重要的作用，受到了工業(yè)生產(chǎn)的普遍歡迎。所謂PLC自動控制技術，實際指的是將計算機技術與工業(yè)控制緊密結(jié)合的一種技術，以實現(xiàn)工業(yè)的自動化、智能化控制。本文主要分析PLC、變頻器在工業(yè)中的應用，希望對工業(yè)的技術發(fā)展提供一定的借鑒。

1 PLC自動控制技術概述

PLC自動控制技術，被稱為可以被計算機編輯的邏輯編輯器。這種自動控制技術與傳統(tǒng)的工業(yè)控制技術完全不同，而是與現(xiàn)代計算機技術緊密結(jié)合，目的在于實現(xiàn)工業(yè)控制的自動化及智能化，且其應用的很多方面類似于微型計算機。目前，PLC由于與傳統(tǒng)工業(yè)控制模式相比具有較明顯的優(yōu)勢，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了較為廣泛的應用。該控制技術對于提高工業(yè)的生產(chǎn)效率和保證工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量都非常重要。PLC自動控制技術的操作方法簡單，操作人員只要稍微參與一些較為專業(yè)的訓練并反復加以操作，就可以熟練使用。PLC自動控制技術在應用過程中具有傳統(tǒng)工業(yè)控制技術無法比擬的優(yōu)勢，除了能夠保證生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量外，還具有較強的穩(wěn)定性，對外界的抗干擾能力也較強，且使用壽命較長，設備出現(xiàn)故障后還有自動報警功能。

PIC自動控制技術的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 變頻器中PLC模塊的選擇

為了應對生產(chǎn)的實際需要，市場中存在多種類型的變頻器，給工業(yè)生產(chǎn)提供了多種選擇。在具體選擇變頻器的過程中，應當綜合考慮多種因素，最終選擇質(zhì)量上乘又滿足工業(yè)生產(chǎn)實際需要的變頻器[1]。變頻器的價格高低可以從某種程度上反映變頻器的質(zhì)量，但不應僅僅考慮變頻器的價格，還應根據(jù)工藝的生產(chǎn)特點選擇合適的變頻器。考慮工藝的生產(chǎn)特點，主要是由于電機的不同，其在生產(chǎn)過程中的實際負荷不同。因此，購置變頻器應當注意綜合考慮多種因素，著重根據(jù)生產(chǎn)的實際特點選擇符合生產(chǎn)實際需要的變頻器。此外，選擇過程中，要考慮PLC系統(tǒng)輸入信號的類型、電壓的等級等因素，盡可能保證變頻器與PLC系統(tǒng)達到最佳優(yōu)化配置，最終提高工業(yè)生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。

3 PLC自動控制技術在工業(yè)中的應用

PLC自動控制技術由于優(yōu)勢明顯，使得其在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應用。PLC自動控制技術在工業(yè)中的應用范圍非常廣闊，如石油開采、機械制造以及交通運輸?shù)裙I(yè)領域都有較為廣泛的應用。具體的應用主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

首先，開關邏輯控制已經(jīng)基本取代了傳統(tǒng)的工業(yè)控制模式，實現(xiàn)了工業(yè)自動化、智能化的控制性能，在生產(chǎn)流水線上應用廣泛，如注塑機、組合機床以及包裝生產(chǎn)等方面的應用。其次，實際工業(yè)生產(chǎn)過程會受溫度、壓力等可變因素的影響，因此需要使用相應的控制技術對這些可變因素展開相應控制。PLC自動控制技術在這方面有較為廣泛的應用，可以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程中的時間控制、溫度控制、壓力控制、速度控制等[2]。PLC自動控制技術主要通過掌握設備的詳細信息來展開相應的控制。另外，PLC自動控制技術也具有自我診斷的重要功能。再次，PLC自動控制技術能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程中的圓周及直線運動控制。在結(jié)構(gòu)配置過程中，較多采用運動控制模塊，較為典型的應用是電梯和機床。另外，PLC自動控制技術還能夠有效實現(xiàn)工業(yè)控制中的閉環(huán)控制，其中閉環(huán)控制中應用較多的是PID調(diào)節(jié)方法。PLC在該方面的性能被廣泛應用于冶金化工等領域。最后，PLC自動控制技術對于數(shù)學信息、數(shù)據(jù)等方面也具有較好的處理及控制功能，如可以有效實現(xiàn)數(shù)學運算、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及排序等重要功能。PLC自動控制技術在這方面的應用主要體現(xiàn)在大型控制系統(tǒng)方面。

4 變頻器在工業(yè)中的應用

4.1 變頻器在工業(yè)機械泵類器材中的應用

變頻器能夠?qū)I(yè)的生產(chǎn)速度展開有效調(diào)節(jié)，如變換電動機定子頻率的調(diào)節(jié)就是由變頻器實現(xiàn)的，這能夠使工業(yè)生產(chǎn)速度滿足生產(chǎn)的實際需要，從而在此基礎上有效提升工業(yè)的生產(chǎn)效率，保證工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量[3]。由于機械泵類器材在實際生產(chǎn)過程中需要承載的負荷量較大，而采用合適的變頻器能夠有效調(diào)節(jié)其生產(chǎn)頻率和速度，從而使得設備的生產(chǎn)能夠滿足實際的需要。變頻器在工業(yè)機械泵類器材中的應用，除了能夠有效提高生產(chǎn)效率，滿足工業(yè)生產(chǎn)的實際需要外，還能夠有效延長機械泵類器材的使用壽命，從而為工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造更多的實用價值。

4.2 變頻器在工業(yè)機械風機負載中的應用

在工業(yè)機械風機的應用過程中，由于其實際的負載力處在時刻變化過程中，使得風機需要經(jīng)常被調(diào)節(jié)。因此，在工業(yè)機械風機負載應用過程中需要應用變頻器。譬如，在鼓引風機中，需要應用變頻器對其風量裕度展開有效調(diào)節(jié)。當風阻變大而裕度減少時，需要適量增加變頻器容量，使變頻器頻率變高，從而有效保證風輪在正常運行過程中能夠產(chǎn)生足夠的風量，以滿足實際的生產(chǎn)需要。在機械風機中引用變頻器能夠?qū)ζ滹L量展開有效調(diào)節(jié)，從而使得風量能夠滿足實際的生產(chǎn)需要，保證機械正常運轉(zhuǎn)的同時提高生產(chǎn)效率。

4.3 變頻器在節(jié)能降耗方面的應用

變頻器能夠?qū)C械運轉(zhuǎn)速度展開有效調(diào)節(jié)，保證機械能夠根據(jù)生產(chǎn)的實際需要正常運轉(zhuǎn)，且調(diào)節(jié)速度的效率非常高，可達到100%。另外，變頻器可以實現(xiàn)連續(xù)及平滑的調(diào)速方式，有助于機械設備在運行過程中做到節(jié)能環(huán)保，不對周圍環(huán)境產(chǎn)生較大傷害。譬如，在水泵中應用變頻器，能夠有效控制水流速度，較大程度地利用水資源，防止水資源流失，一定程度上還能節(jié)省耗電量。除了環(huán)保效果，節(jié)能方面也能夠發(fā)揮重要作用[4]。目前，國家在建設過程中非常注重生態(tài)建設，在工業(yè)生產(chǎn)過程中的重要體現(xiàn)就是要求節(jié)能減排。因此，企業(yè)在選擇變頻器的過程中，應當注重考慮是否其在應用過程中能夠有效實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。同時，當前市場中普遍應用的變頻器大多可以行聯(lián)網(wǎng)，可以與其他設備展開有效連接，提升經(jīng)濟效益的同時，也能有效達到節(jié)能降耗的目的。

5 結(jié) 論

綜上所述，與傳統(tǒng)的工業(yè)控制技術相比，PLC自動控制技術及變頻器由于具有較為明顯的優(yōu)勢，使其在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛應用[5]。具體來說，PLC自動控制技術可以在生產(chǎn)流水線、冶金化工、大型機械系統(tǒng)等多個領域、多個方面廣泛應用，而變頻器則在工業(yè)機械泵類器材、工業(yè)機械風機負載、節(jié)能降耗等方面有較廣泛的應用。

參考文獻：

[1] 陳寶森，楊桂華.基于PLC的工業(yè)洗衣機控制系統(tǒng)設計[J].大眾科技，2016，（6）：49-51.

[2] 李志斌.PLC和變頻器在工業(yè)洗衣機控制系統(tǒng)中的應用[J].電機與控制應用，2008，（6）：44-46.

[3] 姜永華.PLC與變頻器在動力刀架控制系統(tǒng)中的應用[J].電世界，2008，49（8）：8-10.

[4] 鄭 兒，豐大軍，王 皓，等.基于核電站的PLC控制系統(tǒng)的報警功能分析[J].微型機與應用，2017，36（15）：1-4.

[5] 王 崢.基于變頻器和PLC實現(xiàn)的工業(yè)洗衣機控制系統(tǒng)的設計[J].教育現(xiàn)代化，2017，（39）：308-310.