駱　?。ㄖ貞c啤酒寧波大梁山有限公司,浙江　寧波　315600）

PLC在變頻調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

駱俊
（重慶啤酒寧波大梁山有限公司,浙江寧波315600）

摘要：PLC是變頻調(diào)速系統(tǒng)的重要組成部分，本文簡要論述了PLC的概念以及其特點(diǎn)，并且通過水箱恒水位控制系統(tǒng)對(duì)PLC在變頻調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：PLC;變頻系統(tǒng);水箱恒水位控制系統(tǒng)

0　前言

可編程邏輯控制系統(tǒng)（即PLC）是一種重要的工業(yè)控制裝置，是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等結(jié)合的產(chǎn)物，是一種專門用于控制工業(yè)過程的設(shè)備。變頻調(diào)速器是一種現(xiàn)代化的只能調(diào)速的“元件”，是現(xiàn)代自動(dòng)控制系統(tǒng)中重要的組成部分，具有可靠性高、用途廣泛等特點(diǎn)。如何將PLC與變頻調(diào)速器結(jié)合起來，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)工作過程的有效控制，是變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵，也是自動(dòng)控制生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。

1　變頻器系統(tǒng)的特點(diǎn)

變頻器系統(tǒng)是一種新型的交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速裝置，目前，工作人員可以利用變頻器的變頻功能進(jìn)行一定范圍內(nèi)的調(diào)速控制。一般說來，變頻器具有調(diào)速精度高、過載能力好、功能完善、響應(yīng)速度好等特點(diǎn)，能夠很方便的應(yīng)用于各種場(chǎng)合，進(jìn)行高精度的控制。在各種異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速中，性能最好的是變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，這一系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)定子電壓以及頻率等，而在這種情況下，機(jī)械基本為平行移動(dòng)，轉(zhuǎn)差率不變，效率最高。

2　PLC概念及其特點(diǎn)

PLC即可編程邏輯控制器，是一種新型的工業(yè)控制裝置，具有運(yùn)行可靠性好、維修方便以及功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，第一臺(tái)真正意義上的可編程邏輯控制器誕生于1969年，目前來看，可編程邏輯控制器已經(jīng)成為了一種重要的、應(yīng)用范圍廣的的工業(yè)用控制器。初期的可編程控制器只適用邏輯控制場(chǎng)合，以此來替代繼電器?，F(xiàn)在的可編程控制器應(yīng)用廣泛，可以應(yīng)用到過程控制、位置控制等各種應(yīng)用場(chǎng)合?？删幊炭刂破鞑竭M(jìn)擁有以前控制的優(yōu)點(diǎn)，還能吸收其他設(shè)備的特點(diǎn)，在實(shí)際工程場(chǎng)合可以完成邏輯控制、工程控制、數(shù)據(jù)采集以及控制等任務(wù)，該綜合控制系統(tǒng)體積小巧，設(shè)計(jì)調(diào)試也很方便。按照概念來講，可編程控制器是一種以數(shù)字運(yùn)算操作為重點(diǎn)的電子系統(tǒng)，其存儲(chǔ)器是可編程的，可以在內(nèi)部進(jìn)行程序存儲(chǔ)，控制器可以執(zhí)行順序運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、進(jìn)行定時(shí)、計(jì)數(shù)以及算數(shù)等，并可以通過數(shù)字或者是輸入輸出控制需要控制的機(jī)械生產(chǎn)過程?？删幊炭刂埔话惆ㄝ斎虢涌?、編程接口器、中央處理器、擴(kuò)展接口、輸出接口、電源以及存儲(chǔ)器和后備電源。

一般來說，可編程控制器具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一是可靠性高，目前來看，可編程控制器是所有工業(yè)控制器中可靠性最好的，并且會(huì)隨著科技水平的發(fā)展，其可靠性還會(huì)有提高。例如，三菱F X I以及F X Z系列的平均無故障時(shí)間可以達(dá)到3 0萬小時(shí)，在實(shí)際工程中，一般可以認(rèn)為其是永遠(yuǎn)不會(huì)壞的控制裝置，使用中可能發(fā)生的故障一般是可編程控制器外部的開關(guān)、傳感器以及執(zhí)行器等器件。第二是編程比較方便，容易使用。一般的可編程控制器采用的是與實(shí)際的電路接線圖非常接近的梯形圖，這種編程方式很容易理解，可以方便工作人員進(jìn)行編程。第三是環(huán)境要求低，適用范圍特別廣泛，可編程控制器可以使用各種惡劣的工業(yè)環(huán)境，應(yīng)用廣泛。最后是能夠與其他裝置配置方便的進(jìn)行聯(lián)結(jié)，可編程控制器的接口外部接線以及電平轉(zhuǎn)換很少，對(duì)于開關(guān)量，其輸入一般是無源出點(diǎn)開關(guān)量，輸出則是繼電器、晶體管等各種形式，可以很直接的接到各種不同類型的接觸器以及電磁閥等。而對(duì)于模擬量，只要求模擬信號(hào)電平在一定的范圍之內(nèi)，如士10V以及士20m A，就可以很方便的轉(zhuǎn)換特性，不需要增加電平轉(zhuǎn)換，除此之外還可以運(yùn)用熱電偶進(jìn)行轉(zhuǎn)換，更加方便。各種顯示和印象輸出可以用很方便的接口形式進(jìn)行輸出，數(shù)據(jù)通訊問題，則只需要同軸電纜和普通的RS232或者是普通RS422接口就行，不必考慮具體問題。

3　PLC在變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

常見的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)一般由通用變頻器、反饋元件、PLC、調(diào)節(jié)器和電動(dòng)機(jī)等幾部分組成。要想使各組成部分發(fā)揮作用，就要明確控制目標(biāo)，制定合理的控制方案，盡力變頻調(diào)速控制原理圖。

3.1水箱恒水位控制要求

水箱控制要求是在提供可靠的供應(yīng)水時(shí)，能夠盡可能的節(jié)約水資源以及電能，將水位控制在一定范圍內(nèi)。另外還要用通用的變頻器去驅(qū)動(dòng)電機(jī)，按照不同的水位來決定不同的頻率，確定不同的進(jìn)水量。

3.2水箱恒水位的控制方案

該系統(tǒng)的被控量是水箱中的水位，水位是一個(gè)非線性的物理量，不能采用常規(guī)的PID調(diào)節(jié)器構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，一般是用BANGBANG控制器，按照這種情況可以設(shè)計(jì)兩套方案：

方案一：用PLC代替BANG-BANG控制器，以單片機(jī)為控制的核心，可以增強(qiáng)該系統(tǒng)軟硬件功能，使其具有液位顯示、打印以及報(bào)警等功能，PLC的作用是是作過程控制器電機(jī)的啟停以及指示燈控制等問題。

方案二：用PLC組成調(diào)節(jié)器，為整個(gè)系統(tǒng)的核心，而這不僅能夠完成過程控制的任務(wù)，還能夠有選擇以及切換頻率的功能。

以上兩種控制方案中，PLC不僅可以完成過程控制的基本要求，而且可以根據(jù)過程控制的要求完善調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)變頻控制調(diào)節(jié)，進(jìn)而提高整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性。

3.3PLC程序設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

一般情況下，通常采用順序控制設(shè)計(jì)法，先作出功能表圖，之后再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)以及PLC軟繼電器編號(hào)對(duì)照表，寫出邏輯表達(dá)式，畫出梯形圖。需要注意的是，在設(shè)計(jì)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)時(shí)，PLC為控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器，應(yīng)該按照下表進(jìn)行對(duì)照，明確聯(lián)結(jié)位置。同時(shí)要看到各公布的狀態(tài)問題，在本系統(tǒng)中，一些工步是唯一的，另一些工步則是有多種選擇的，因此要根據(jù)上一工步的頻率以及本工步的執(zhí)行時(shí)間對(duì)一般情況下的功能表進(jìn)行修改，進(jìn)而寫出合格的邏輯表達(dá)式以及梯形圖，同時(shí)，工步的工作狀態(tài)的一個(gè)重要因素就是該工步的執(zhí)行時(shí)間，不同的定時(shí)時(shí)間可以通過若干個(gè)定時(shí)器進(jìn)行串聯(lián)，增加定時(shí)時(shí)間以及把串聯(lián)的各個(gè)定時(shí)器的工作切換看做選擇不同的頻率控制信號(hào)，進(jìn)而增加頻率選擇。

4　結(jié)語

變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用范圍廣，其控制方式也多種多樣，PLC是其中重要的一個(gè)組成部分，本文針對(duì)水箱恒水位控制系統(tǒng)，分析了PLC在其中的作用。隨著科技的發(fā)展，各種各樣的、性能更好的的控制器將會(huì)出現(xiàn)，促進(jìn)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫兵.淺析PLC在變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].微型機(jī)與應(yīng)用,2001(03):24-25+58.

[2]耿雯,李娟玲.PLC在小型輸送機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2013(01):370-371.

[3]徐玉龍.PLC在礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].水力采煤與管道運(yùn)輸,2012(04):32-36.