PLC在變頻器輸出頻率控制中的應(yīng)用

武振慧 劉建存

摘要：現(xiàn)如今，我國(guó)的科技發(fā)展十分迅速，使用變頻調(diào)速系統(tǒng)能夠使得電動(dòng)機(jī)的工頻電源和變頻電源之間進(jìn)行相互的切換連接。還可以將多個(gè)電動(dòng)機(jī)與變頻器相互連接起來后，通過PLC連接實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)變頻器的控制，從而控制到各個(gè)電動(dòng)機(jī)上。還能夠納入發(fā)展工廠的自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)等。對(duì)于輸出頻率的控制角度，分析PLC在變頻器中輸出頻率的具體作用。

關(guān)鍵詞：變頻器；輸出頻率控制；控制與應(yīng)用

直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)和交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)先后誕生于19世紀(jì)，并成為動(dòng)力機(jī)械的主要驅(qū)動(dòng)裝置。在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，占整個(gè)電力拖動(dòng)系統(tǒng)80%的不變速拖動(dòng)系統(tǒng)采用的是交流電動(dòng)機(jī)，而在需要進(jìn)行調(diào)速控制的拖動(dòng)系統(tǒng)則基本上采用直流電動(dòng)機(jī)，由于結(jié)構(gòu)上的原因，直流電動(dòng)機(jī)存在壽命短、保養(yǎng)難、易燃易爆等缺點(diǎn)，交流調(diào)速系統(tǒng)成為電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域主要研究方向之一，它既可以采用繼電-接觸器構(gòu)成的控制電路，也可以采用單獨(dú)變頻器構(gòu)成的控制電路，還可以采用PLC與變頻器聯(lián)機(jī)構(gòu)成的控制電路，而后者可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。

1 PLC自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用概述

Programmable Logic Controller叫做PLC控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱PLC，又叫做“可編程邏輯控制”器，PLC控制系統(tǒng)主要為工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展而設(shè)計(jì)的一種關(guān)于電腦數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝備，主要發(fā)展設(shè)備內(nèi)部存儲(chǔ)程序，按順序進(jìn)行控制的邏輯運(yùn)算。PLC自動(dòng)控制技術(shù)是一種微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，PLC自動(dòng)控制技術(shù)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。應(yīng)用生產(chǎn)中可以有效提高企業(yè)生產(chǎn)的效率，提高產(chǎn)品的銷量和質(zhì)量，PLC自動(dòng)控制技術(shù)的編程簡(jiǎn)單、操作方便。從事PLC自動(dòng)控制技術(shù)的相關(guān)編程人員，不需要具備豐富的計(jì)算機(jī)知識(shí)，根據(jù)簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)就可以進(jìn)行PLC編程操作。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展領(lǐng)域中，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)具有實(shí)用性高，穩(wěn)定性高，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，可與其他相關(guān)設(shè)備進(jìn)行相互結(jié)合，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，對(duì)其他相關(guān)設(shè)備進(jìn)行有效控制，使PLC自動(dòng)控制的發(fā)展前景更加廣闊，在實(shí)際工作中具有更多的優(yōu)勢(shì)。

2 PLC在變頻器輸出頻率控制中的應(yīng)用

2.1變頻器的應(yīng)用與發(fā)展

變頻器技術(shù)最初的目的主要是為了節(jié)能，但是算著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和控制理論的發(fā)展，電力半導(dǎo)體器件和微處理器的性能不斷提升，變頻器技術(shù)也得到了顯著發(fā)展，變頻器市場(chǎng)正以每年超過30%的速度快速增長(zhǎng)。變頻技術(shù)的發(fā)展方向是高電壓、大容量化、組件模塊化、微型化、智能化以及低成本化，多種適宜變頻調(diào)速的新型電動(dòng)機(jī)正在開發(fā)研制之中。這次我們選用的器材是FR-E700系列變頻器。

2.2設(shè)置給定值與頻率有關(guān)的變頻參數(shù)

變頻器是可以通過參數(shù)的設(shè)置，調(diào)節(jié)設(shè)定具體的接收頻率與方法。比如安川的F7為例，能夠使用參數(shù)設(shè)計(jì)到B1-01設(shè)置出以下5中頻率指令的輸出與輸入指令。（1）通過變頻器之間接受數(shù)字信號(hào)的數(shù)字式操作起。（2）通過模擬量的輸入段子A1，直接使用電位器來對(duì)電壓形式輸入相應(yīng)的頻率信號(hào)，通過端子A2進(jìn)行相應(yīng)的以電流或者電壓的形式給出的頻率值。（3）通過Modbus信息頻率接收。（4）通過能夠選擇使用的卡進(jìn)行頻率接收。（5）通過使用脈沖的輸入段子RP進(jìn)行輸入脈沖，并且使用參數(shù)H6-01來設(shè)置具體的脈沖信號(hào)參數(shù)具有的反饋值以及設(shè)定值，利用參數(shù)H6-02設(shè)置對(duì)應(yīng)于100%變頻器輸出的相應(yīng)脈沖頻率值。

2.3變頻器輸出頻率的應(yīng)用

對(duì)于一些設(shè)備之間是不需要進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的，只要切換程若干段的固定的轉(zhuǎn)速就行。對(duì)于幾乎所有的變頻器都是能夠進(jìn)行設(shè)置多段轉(zhuǎn)速的功能，因此只需要使用變頻器的2點(diǎn)或者3點(diǎn)的數(shù)字量輸入相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)4段或者8段的切換，能夠使用PLC模擬量輸出連續(xù)調(diào)節(jié)變頻器，畢竟PLC穩(wěn)定以及調(diào)節(jié)程度比較準(zhǔn)確，雖然會(huì)相應(yīng)地增加一部分的資金投資，但投資與日后的匯報(bào)時(shí)成正比的。還有的設(shè)備需要要求一個(gè)或者兩個(gè)轉(zhuǎn)速段的轉(zhuǎn)速給定值，這方面實(shí)際上是可以交付給人工來操作的，當(dāng)然此功能也可以利用接在變頻器模擬量給定的信號(hào)輸入電壓電位器的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于其他的轉(zhuǎn)速段的變頻器則可以使用對(duì)其相應(yīng)的參數(shù)更改，來進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，但在運(yùn)行的時(shí)候操作人員是不能夠?qū)σ呀?jīng)設(shè)定好的參數(shù)有任何的修改。

2.4通信協(xié)議的實(shí)現(xiàn)

我國(guó)的企業(yè)如今可以通過通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)變頻器對(duì)plc自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行控制，專用協(xié)議和統(tǒng)一通信協(xié)議是我國(guó)的主要應(yīng)用的通信協(xié)議，在運(yùn)行過程中，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是運(yùn)用專用通信協(xié)議對(duì)變頻器進(jìn)行控制。根據(jù)通信協(xié)議的自身?xiàng)l件，通信協(xié)議可以劃分為modbus通信協(xié)議與自由口通信協(xié)議，采用自由口通信協(xié)議對(duì)變頻器多自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，變頻器和PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)通過自由口通信協(xié)議進(jìn)行控制的，可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的自由控制，可以實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)的變頻器輸入信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換。采用自由口通信協(xié)議有許多優(yōu)點(diǎn)，所以工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)一般完成程序編寫完成后，再用自由口通信模式，這樣可以進(jìn)一步提高變頻器在實(shí)際工作過程中的自由性、可靠性及安全性。modbus通信協(xié)議本質(zhì)上屬于串行通信行應(yīng)用中的一種，所以PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)與變頻器使用modbus通信協(xié)議的工作中，可以支持各種形式的檢驗(yàn)。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)采取合理的通信協(xié)議規(guī)劃，有效進(jìn)行通信協(xié)議系統(tǒng)規(guī)劃，這些細(xì)節(jié)關(guān)乎了電器的使用質(zhì)量，及時(shí)有效的對(duì)機(jī)器進(jìn)行的監(jiān)督和控制，提升變頻器的使用質(zhì)量，降低變頻器在運(yùn)行過程中的風(fēng)險(xiǎn)，提高工作效率。

3結(jié)語(yǔ)

該系統(tǒng)能夠在采取現(xiàn)場(chǎng)總線以及對(duì)電纜硬接連線的兩種的控制方式。當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠由網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行相應(yīng)的控制，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，則會(huì)切換到硬接線來對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的比較理想的方式處理。PLC裝置能夠使得電機(jī)轉(zhuǎn)子的回路實(shí)現(xiàn)串聯(lián)調(diào)速變頻的方式，能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)化全面實(shí)現(xiàn)，使得線路能夠進(jìn)一步的簡(jiǎn)化與性能的綜合提升。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：中車唐山機(jī)車車輛有限公司1

唐市朝元電子設(shè)備有限公司2）