董一冰

【摘要】本篇文章主要對PLC通訊在高壓變頻器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計進(jìn)行分析和研究，提出通過多種技術(shù)來實現(xiàn)高壓變頻器的靈活調(diào)節(jié)與能耗控制，為以后的PLC通訊總線的應(yīng)用提供有用的建議。

【關(guān)鍵詞】PLC通訊總線；高壓變頻器；控制系統(tǒng)

使用模塊串聯(lián)的方式構(gòu)成主電路的高壓變頻器主要是通過將多個相互獨立的低壓變頻率部位輸出串聯(lián)的手段使高電壓能夠直接輸出，這種高頻電壓器是以電力電子管理技術(shù)、微電子控制技術(shù)、高速光纖通訊技術(shù)、自動化智能化技術(shù)以及高壓技術(shù)等多種學(xué)科知識為基礎(chǔ)而研發(fā)出來的產(chǎn)品，它是使用了性能高的結(jié)構(gòu)來控制系統(tǒng)，利用精準(zhǔn)的數(shù)字移相技術(shù)以及其他相關(guān)控制技術(shù)來實現(xiàn)高壓變頻器的靈活控制和能耗控制。

一、控制系統(tǒng)的構(gòu)成

整個控制系統(tǒng)主要是由觸屏、PLC和相關(guān)的控制器這三部分構(gòu)成，觸屏用于數(shù)據(jù)信息的交互，例如輸入指令、實時監(jiān)測情況、實時監(jiān)測信息、尋找歷史信息、實時輸出錯誤信息、查找歷史錯誤、記錄歷史信息、記錄歷史錯誤等，從而實現(xiàn)與使用者在數(shù)據(jù)信息上的相互交流。PLC作為一個綜合性很高的系統(tǒng)，在高壓變頻器控制管理系統(tǒng)中主要是對高壓變頻器的電氣邏輯進(jìn)行處理，同時也控制著執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，還有整個電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的流程和向外通訊的接口，在這個過程中運(yùn)用了其對外部電氣的管理和控制、保護(hù)、外部問題的監(jiān)測以及控制器的各項指令等功能，實現(xiàn)高壓變頻器的變頻變壓功能和保護(hù)數(shù)據(jù)信息的通訊功能。

二、旁路系統(tǒng)

我們知道，高電壓的電源通過高電壓隔離開關(guān)和真空接觸儀器到達(dá)高電壓變頻器中，高壓變頻器輸出又通過高電壓隔離開關(guān)和真空接觸儀器到達(dá)高壓電機(jī)中，在高壓電機(jī)中進(jìn)行變頻的運(yùn)轉(zhuǎn)，另外，高壓電源可以直接通過真空接觸儀器來引動高電壓電機(jī)。PLC是整個系統(tǒng)在邏輯運(yùn)算中的控制中心，尤其是在旁路系統(tǒng)中起著非常重要的作用。如果高壓變頻器在發(fā)生故障停止工作的時候便可以快速地、自動地進(jìn)行切換，將變頻運(yùn)行變?yōu)楣ゎl旁路系統(tǒng)來運(yùn)行，等到故障解除之后，高壓變頻器又可以自動地變換為變頻運(yùn)行。

三、PLC通訊控制程序

PLC控制程序采取了模塊化的方式來實現(xiàn)各項功能，可以獲得很好的效果。模塊化后的PLC控制程序能夠極大地提高系統(tǒng)的工作效率、更好地控制質(zhì)量、有助于多個人進(jìn)行合作，擴(kuò)大了各種功能，從而強(qiáng)化了對PLC的管理和控制，這樣一來，現(xiàn)場相關(guān)的調(diào)試工作人員在對高壓變頻器進(jìn)行調(diào)試時，就可以盡可能地減少PLC程序的失誤，充分發(fā)揮高壓變頻器管理和控制的靈活性以及在實際操作中的可擴(kuò)展性。

（一）PLC開關(guān)量信號

要知道，PLC的數(shù)據(jù)輸出口與高壓變頻器的正轉(zhuǎn)啟動、高速運(yùn)轉(zhuǎn)、中速運(yùn)轉(zhuǎn)、低速以及輸入端口是分別連接的?？梢灾苯涌刂聘邏鹤冾l器的啟動、初始化等，也能控制高壓變頻器在運(yùn)轉(zhuǎn)時的高速、中速以及低速之間的不同組合，從而使得高壓變頻器在工作時能夠?qū)崿F(xiàn)多段速度的運(yùn)行，不過由于PLC使用開關(guān)量來控制和管理的，這就使得調(diào)整速度的曲線不能呈現(xiàn)出一條連續(xù)平滑的曲線，想要精細(xì)化地進(jìn)行調(diào)整速度也是很難實現(xiàn)得?？傊?，通過PLC開關(guān)量來控制的方式其調(diào)節(jié)速度的精準(zhǔn)度與采取擴(kuò)展儲存器系統(tǒng)相比，效果是比較差的。

（二）PLC模擬量信號

通過PLC年模擬量信號來控制高壓變頻器的優(yōu)點在于PLC控制程序的編程比較簡單而且方便，同時調(diào)節(jié)速度所呈現(xiàn)的曲線是一條平滑連續(xù)的曲線，使得整個系統(tǒng)能夠平穩(wěn)的運(yùn)作。但是這種控制方式也有明顯的缺點，一方面它所需要的控制纜線會比較長，特別是DA模塊使用電壓信號輸出的時候，其線路會出現(xiàn)較大的電壓降低現(xiàn)象，從而使系統(tǒng)的可靠性得不到保證；另一個方面這種控制方式的造價比擴(kuò)展式通訊控制系統(tǒng)高很多，經(jīng)濟(jì)性比較差。

（三）PLC通訊程序的實際應(yīng)用

主要包括了程序的初始化、高壓變頻就緒的判定、高壓分離和合起的控制、觸屏的相關(guān)接口、整個系統(tǒng)的通訊、高壓電機(jī)的控制、問題故障的解決、問題故障的分析以及其他相關(guān)的部分。下面簡述關(guān)于這些部分所實現(xiàn)的功能。

（1）主程序會依據(jù)實際的條件來調(diào)整各個子程序的運(yùn)作；

（2）當(dāng)PLC通訊總線程序上電之后，PLC程序初始化模塊就會開始運(yùn)作，它會對通訊的接口進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，使得通訊的接口能夠?qū)崿F(xiàn)PLC與控制器之間通信，還能使PLC和主控制器專門性的寄存器與發(fā)生的各種問題故障進(jìn)行初始化工作。

（3）然后利用PLC通訊系統(tǒng)的邏輯功能對系統(tǒng)狀態(tài)給出相應(yīng)的標(biāo)志位，例如系統(tǒng)已經(jīng)準(zhǔn)備就緒、高電壓合閘允許、高電壓已經(jīng)合上、請求進(jìn)一步的運(yùn)行等等。（4）用戶可以對高電壓的開關(guān)以及高壓變頻器相關(guān)的開關(guān)的分合閘來控制和管理工頻運(yùn)行和變頻運(yùn)行之前的轉(zhuǎn)換，還可以通過控制來保護(hù)問題故障出現(xiàn)時導(dǎo)致的跳閘情況。

（5）工作人員可以通過觸屏接口來查看整個系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時的電流大小、電壓大小、頻率高低等情況，從而對整個系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行科學(xué)、合理地設(shè)置。

（6）高壓電機(jī)控制模塊主要是控制和處理電機(jī)的啟動、停止運(yùn)作、初始化、工頻運(yùn)行和變頻運(yùn)行之間的變換等。

（7）如果系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，那么相應(yīng)的控制器就會發(fā)出故障信息，要是遇到比較嚴(yán)重的故障，便會直接斷開高壓變頻器前端口，從而切斷了相關(guān)設(shè)備的電源或者是將其快速轉(zhuǎn)換為工頻的運(yùn)行模式，對整個系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。

（8）故障分析模塊主要是將控制器輸送到PLC通訊系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行翻譯，從而將相應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示在觸屏上。

（9）模擬量處理系統(tǒng)可以將從外部收集到的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為高壓頻率相應(yīng)的信號，或者是直接將控制器輸送的一定頻率和運(yùn)行的頻率通過觸屏顯示出來。

（10）PLC控制系統(tǒng)還包括了其他的功能，主要有溫度顯示功能、新擴(kuò)展功能、遠(yuǎn)程讀取功能等。

四、結(jié)束語

通過對PLC在高壓變頻器中的應(yīng)用探究，有利于提高變頻控制系統(tǒng)的設(shè)計更加科學(xué)性、合理性和先進(jìn)性?？偟膩碚f，PLC通訊總線在高壓變頻器中的應(yīng)用是比較廣泛的，采取PLC對外部獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理、電氣相關(guān)邏輯進(jìn)行處理以及高效地控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以說PLC是一個綜合性很高的系統(tǒng)。旁路系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)工頻運(yùn)行與模式變頻運(yùn)行模式之間的相互轉(zhuǎn)化，新型的高壓變頻器具有速度快、節(jié)能多、運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)勢，適用于不同的生產(chǎn)環(huán)境當(dāng)中，還能滿足高壓電機(jī)變頻調(diào)速等多種要求，其未來的發(fā)展前景是非常好的。

參考文獻(xiàn)：

[1]王嘯東.基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計[J].消費電子.

[2]魏永生.用PLC變頻器改造供水系統(tǒng)[J].電子制作.2014（15）

[3]邵禎，牛永錢.關(guān)于大型機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程.2014（17）

[4]賈華，李濤.高壓同步電動機(jī)的變頻控制[J].內(nèi)蒙古科技大學(xué)學(xué)報.2014（03）