摘要：隨著計算機技術的發(fā)展，存儲邏輯開始進入工業(yè)控制領域，可編程序控制器作為通用工業(yè)控制計算機，是存儲邏輯在工業(yè)應用的代表性成果，可編程序控制器不斷發(fā)展更新，功能日益強大，已經成為工業(yè)自動化技術的三大支柱之一。本文主要介紹了PLC的特點和工作原理，探討了基于PLC全面應用變頻調速技術推進節(jié)能減排。

關鍵詞：PLC；變頻器；節(jié)能

一、PLC特點及其在工業(yè)中的應用

（一）特點

PLC是以繼電-接觸器控制為基礎，融入了計算機技術，以適應工業(yè)環(huán)境下使用為背景研制開發(fā)的新一代工業(yè)控制器，因而它具有如下的特點：

（1）編程方便、接線簡單，容易實現(xiàn)被控對象的控制要求

PLC可用與繼電器控制線路相似的梯形圖語言表達控制過程，程序表達簡單、直觀，通過編程器把程序寫入存儲器中，方便用戶維修程序；PLC為用戶提供了豐富的指令，容易實現(xiàn)被控對象的控制要求。由于有相應的I/O接口，只需要進行輸入/輸出信號線的連接，不需要考慮控制過程，因而接線簡單。

（2）可靠性高、抗干擾能力強

工業(yè)控制可靠性最為重要，PLC專為工業(yè)環(huán)境使用而設計，在硬件上，采用了電磁屏蔽、濾波、光電隔離等一系列抗干擾措施；在軟件上，采取了故障檢測、信息保護和恢復、設置警戒時鐘、加強對程序的檢查和校驗、對程序和動態(tài)數(shù)據(jù)進行電池后備等措施，進一步提高其可靠性和抗干擾能力。使其可以直接安裝于工業(yè)現(xiàn)場穩(wěn)定可靠地運行。

（3）通用性好、應用靈活

PLC產品均已系列化，型號多，品種齊全，還有各種功能模塊，用戶可以根據(jù)控制要求方便地選用適合的模塊，做硬件結構上的組合和擴展，以滿足各種控制系統(tǒng)的要求。

（4）功能強

PLC除了能完成邏輯控制，計時、計數(shù)、算術運算等功能外，還可以實現(xiàn)模擬量控制、順序控制、位置控制、高速計數(shù)和網絡通信等功能，合理配置PLC，還可實現(xiàn)多機“群控”系統(tǒng)和一臺計算機對多臺PLC進行集中管理分散控制的“分布式控制”系統(tǒng)。

（5）控制系統(tǒng)工程周期短

設計、安裝、調試方便。PLC采用軟件編程序方式實現(xiàn)控制功能的表達，即使是非常復雜的控制，也可用方便的指令實現(xiàn)。編寫的程序可以初步模擬調試好后，才用于現(xiàn)場。制作工程的過程中，編程序和現(xiàn)場設備安裝可同時進行，大大縮短了工程周期，提高了工作效率。

（6）維護、維修方便

PLC有完善的自診斷功能，能檢測出自身的故障，能對其內部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、異常狀態(tài)和I/O狀態(tài)進行顯示，工作人員可通過這些顯示查出故障，迅速處理。PLC接線少，更換元件方便。

（二）PLC在工業(yè)中的應用

PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。在當今的工業(yè)界，只要涉及控制的地方，都離不開PLC這個核心大腦，它在工業(yè)中的應用大概可以分為兩個領域：其一為單機控制為主的一切設備自動化領域，其二為過程控制為主的流程自動化行業(yè)。

二、基于PLC的變頻控制系統(tǒng)及原理

PLC由觸摸屏、電源、CPU、模擬量輸出模塊等組成。其中采用PLC來實現(xiàn)電氣部分的控制，包括五部分：起動、運行、停止、切換、報警及故障自診斷，其中變頻器原理連接圖如圖所示。

（1）起動：以兩臺電機M1（主機），M2（輔機）為例，可以通過轉換開關選擇變頻/工頻啟動。具體的工作原理為：當電機轉速降低時，輔機先啟動工作，當能滿足轉速設定要求時，連續(xù)運行，當轉速升高到設定轉速時，停止工作。當輔機工作，轉速還在繼續(xù)下降時，主機變頻啟動，輔機停止工作。主機根據(jù)設定的轉速值自動調頻，保證轉速恒定。如果轉速升高并且變頻器頻率已經下降到下限頻率，則主機停止工作。如果轉速降低并且變頻器頻率已經上升到上限頻率，則主機由變頻狀態(tài)切換到工頻，另外一臺主機變頻啟動。當兩臺主機工作時，如果轉速升高并且變頻器頻率已經下降到下限頻率，則工頻工作的主機停止，依次起停循環(huán)。

運行：正常情況，電機M1處于變頻調速狀態(tài)，電動機M2處于停機狀態(tài)。通過PLC編程控制得到頻率信號，調節(jié)轉速達到所需值。

（2）停止：按下停止按鈕，PLC控制所有的接觸器斷開，變頻器停止工作。

（3）切換：實現(xiàn)M1，M2工頻、變頻相互切換。

三、基于PLC的變頻節(jié)能技術的應用

國內變頻調速產品已達到國際同類產品先進水平。國內變頻調速產品性能良好，能保證本地化的長期服務；產品應用廣泛，性價比高，節(jié)能減排效果顯著，能盡快收回投資。國內品牌在不斷成長，已從國產化走向國際化，隨我國主機產品配套出口許多國家，并正在市場競爭中克服不足。國外產品在國內比重已降至50%以下，國外產品如果沒有完全本土化，就無法從根本上解決在成本和服務方面的問題，國內企業(yè)已獲得長足發(fā)展的機會。

變頻調速技術發(fā)展前景十分廣闊，與已經完成的市場相比，未來的市場潛力巨大，在未來十年內，變頻調速技術產品每年有上百億元的市場潛力。建議在電力、石化、鋼鐵、有色、水泥、自來水、機械、紡織等行業(yè)大規(guī)模推廣應用國產變頻技術產品。新建項目從開始設計就應該考慮應用變頻技術，技術改造首先考慮風機、泵類設備使用變頻技術，逐步淘汰閘板、閥門等機械調節(jié)方式，全面推廣應用變頻技術，全國用電量將下降15%-20%而GDP保持不變，使我們最大限度地減少能源消耗和污染物排放，提高經濟效益，為我國和世界節(jié)能減排做出貢獻。

今后，隨著電子器社、微電子器件技術和控制技術的發(fā)展，技術也將不斷發(fā)展，控制必將向智能化、大型網絡工廠化方向發(fā)展。變數(shù)傭速技術將以交流調速方向為主，進入一個嶄新的附代。

參考文獻：

[1]索玲.電梯電氣驅動技術的研究[J].遼寧建材，2015，（4）：8.

[2]黃凱東.電梯PLC控制系統(tǒng)的硬件設計分析[J].科技向導，2016，（26）：257.

[3]李景學，金廣業(yè)可編程序控制器應用系統(tǒng)設計方法[M]，北京電子工業(yè)出版社，2014

作者簡介：呂建釗（1990.10-），男，漢族，廣西平南人，大學本科學歷，工學學士學位，助理工程師，華南藍天航空油料有限公司南寧分公司技術員，研究方向：自動控制、石油儲運。