凌家龍

摘 要：通過(guò)以西門子公司生產(chǎn)研發(fā)的PLC S71500和變頻器S120為例，在對(duì)PLC自動(dòng)控制技術(shù)的基本內(nèi)涵與技術(shù)原理進(jìn)行初步探究的基礎(chǔ)上，對(duì)變頻器與PLC可編程控制器的選型以及二者的通訊方式進(jìn)行說(shuō)明，以此實(shí)現(xiàn)PLC自動(dòng)控制技術(shù)在變頻器中的有效運(yùn)用。通過(guò)利用Profinet通訊方式，西門子PLC S71500和變頻器S120不僅可以成功完成通訊，同時(shí)也為工作人員運(yùn)用PLC自動(dòng)控制技術(shù)提升工業(yè)生產(chǎn)成效提供了巨大幫助。

關(guān)鍵詞：變頻器 PLC自動(dòng)控制技術(shù) 通訊協(xié)議

引言：在以往的變頻器當(dāng)中主要使用的是人工操作這一傳統(tǒng)變頻技術(shù)，但由于其操作相對(duì)比較繁瑣，難以適應(yīng)逐漸擴(kuò)大的工業(yè)生產(chǎn)需求，因此需要在變頻器中適時(shí)引入PLC自動(dòng)控制技術(shù)。通過(guò)結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的通訊方式，在實(shí)現(xiàn)PLC可編程控制器與變頻器有效通訊的基礎(chǔ)上，達(dá)到自動(dòng)控制的效果，因此本文對(duì)變頻器中PLC自動(dòng)控制技術(shù)的運(yùn)用研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、PLC自動(dòng)控制技術(shù)的基本內(nèi)涵與技術(shù)原理

（一）基本內(nèi)涵

PLC自動(dòng)控制技術(shù)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)指的就是一種具有可編程性能的邏輯控制器，其依托計(jì)算機(jī)技術(shù)完成在線編程。從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，PLC可編程邏輯控制器主要由硬件和軟件兩大部分構(gòu)成，其意見(jiàn)包括存儲(chǔ)器以及輸入/輸出模塊等等，而軟件系統(tǒng)則大多指的是系統(tǒng)及用戶程序[1]。在運(yùn)行過(guò)程中，微控制器需要通過(guò)通信接口同外部設(shè)備進(jìn)行信息傳遞，進(jìn)而達(dá)到通過(guò)微控制器對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行有效控制的效果。PLC自動(dòng)控制技術(shù)本身簡(jiǎn)單易操作，并且不容易受到干擾，加之其自身使用壽命較長(zhǎng)，因而眼下其在我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)制造領(lǐng)域中已經(jīng)得到了大范圍運(yùn)用。

（二）技術(shù)原理

作為PLC最為重要的功能，其在實(shí)現(xiàn)順序控制的過(guò)程中需要依次經(jīng)過(guò)輸入采樣、程序執(zhí)行以及輸出刷新等各個(gè)流程。具體來(lái)說(shuō)，PLC通過(guò)采用掃描的方式獲取全部輸入端通斷狀態(tài)，隨后在映像寄存器當(dāng)中進(jìn)行存儲(chǔ)。在執(zhí)行程序的過(guò)程中，根據(jù)既定順序PLC將逐條執(zhí)行程序指令，并通過(guò)利用存放在輸出映像寄存器中的狀態(tài)信息掌握各個(gè)元件的通斷狀態(tài)。在參照用戶程序自動(dòng)完成相關(guān)運(yùn)算處理之后，直接將運(yùn)算結(jié)果存入在輸出映像寄存器中。輸出映像寄存器中的信息在發(fā)送至輸出鎖存器后，將自動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化使之成為控制信號(hào)，隨后再進(jìn)行對(duì)外輸出，完成輸出設(shè)備的驅(qū)動(dòng)工作[2]。

二、PLC與變頻器的選型及系統(tǒng)配置

為了有效分析PLC自動(dòng)控制技術(shù)在變頻器中的運(yùn)用，本文選擇的PLC和變頻器均為西門子公司研發(fā)設(shè)計(jì)的PLC S7-1500系列以及西門子變頻器S120。通過(guò)使用博途軟件對(duì)西門子PLC S7-1500進(jìn)行硬件組態(tài)配置，在該P(yáng)LC中采用的CPU即可以為S7-1500 CPU，也同樣可以為ET 200MP接口模塊，這也意味著該款PLC不僅可以安裝在CPU機(jī)架上，同時(shí)也可以安裝在ET 200MP站點(diǎn)之上。而作為西門子公司旗下具有矢量控制、V/F控制、伺服控制功能于一身的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，西門子變頻器S120采用了模塊化設(shè)計(jì)方式，全部組件的高速驅(qū)動(dòng)接口在DRIVER-CLIQ線的幫助下實(shí)現(xiàn)有效連接，使得變頻器的抗干擾能力得到大幅提升，其通訊速率也得到明顯加快。不僅如此，西門子PLC S7-1500直接用以太網(wǎng)連接S120變頻器，進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)Profinet網(wǎng)絡(luò)通訊提供了巨大便利。

三、PLC自動(dòng)控制技術(shù)與變頻器的連接通訊

在通訊協(xié)議方面，西門子PLC S7-1500和變頻器S120直接采用Profinet通訊的方式。以r899和r979兩個(gè)設(shè)備參數(shù)的讀取為例，兩個(gè)數(shù)據(jù)分別為單字型與雙字型，并且分別為非數(shù)組型以及含有31個(gè)元素?cái)?shù)組。參數(shù)填寫后下載至PLC當(dāng)中，參數(shù)1和參數(shù)2的地質(zhì)分別為DB1.DBW6為W#16#0383與DB1.DBW12為W#16#03D3，對(duì)應(yīng)著r899和r979組參數(shù)。參數(shù)1在響應(yīng)數(shù)據(jù)塊DB2當(dāng)中的地址是DB2.DBW6，W#16#2240為其值。而在Starter當(dāng)中r899與2240H完全相等，數(shù)值相同[3]。參數(shù)2中DB2.DBW10是其第0個(gè)元素的地址，DW#16#00005312為其值。第一個(gè)元素的地址為DB2.DBD14，其值為DW#16#80000002。在對(duì)數(shù)值類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換使之成為十進(jìn)制形式之后，r979[0]為21266，而r979[1]則為2147483650，隨后在繼續(xù)轉(zhuǎn)化其他數(shù)值類型后，可以發(fā)現(xiàn)DB2返回參數(shù)值和Starter數(shù)值相同。這也表明此時(shí)西門子PLC S7-1500和變頻器S120實(shí)現(xiàn)了正常Profinet通訊。而在采用此種通訊協(xié)議下，通訊數(shù)據(jù)的限制得到極大拓寬，其不僅可以為單個(gè)數(shù)值，同時(shí)也可以為含有多個(gè)數(shù)據(jù)元素的數(shù)組，而通訊報(bào)文字長(zhǎng)及格式等也更加具有靈活性，使得用戶可以同時(shí)讀寫大量變頻器數(shù)據(jù)。值得注意的是，西門子PLC S7-1500在采用Profinet通訊形式和變頻器S120進(jìn)行相互通訊的過(guò)程中，用戶同樣也可以利用該通訊接口和其他西門子的設(shè)備進(jìn)行通訊，西門子變頻器S120控制單元?jiǎng)t在同西門子PLC S7-1500進(jìn)行Profinet通訊連接下，完成所有通訊任務(wù)。

結(jié)束語(yǔ)：本文在使用Profinet通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)西門子PLC S71500和變頻器S120成功通訊下，使得PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的自身作用可以得到充分發(fā)揮，有助于提升工業(yè)生產(chǎn)成效。因此在日后的工業(yè)生產(chǎn)及其他領(lǐng)域當(dāng)中，工作人員還應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況科學(xué)進(jìn)行PLC系統(tǒng)以及變頻器的選型，在實(shí)現(xiàn)PLC自動(dòng)控制技術(shù)和變頻器的深入融合下，有效完成工業(yè)生產(chǎn)工作，推動(dòng)工業(yè)化的長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 袁帥，彭金仲，李凱. PLC自動(dòng)控制技術(shù)在變頻器中的運(yùn)用[J]. 通訊世界，2017，13（02）：228-230.

[2] 孟祥暉. 探究PLC自動(dòng)控制技術(shù)在變頻器中應(yīng)用[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2016，05（23）：269-270.

[3] 梁鋒，陳洋，劉江. 關(guān)于PLC變頻器技術(shù)的特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)的分析研究[J]. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，32（03）：86.