石芳軍

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，國民經(jīng)濟大幅度增長。能夠有效提升生產(chǎn)效率的自動化生產(chǎn)線，更是為推動經(jīng)濟效益的增長做出了很大的貢獻。PLC技術(shù)在自動生產(chǎn)線上有很大的作用，應(yīng)用PLC技術(shù)控制的變頻器可以在自動化生產(chǎn)線生產(chǎn)批量重復(fù)的產(chǎn)品中發(fā)揮巨大作用。本文從PLC技術(shù)的概念和特點出發(fā)，分析了PLC控制變頻器的原理和優(yōu)點，并重點探討了PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);變頻器;自動化生產(chǎn)線

一、PLC技術(shù)的概述

（一）PLC技術(shù)的概念和特點

PLC即可編程控制器，它是以微處理器為基礎(chǔ)，將計算機技術(shù)、通訊技術(shù)和自動化技術(shù)綜合起來發(fā)展成的新型工業(yè)控制裝置。PLC使傳統(tǒng)的繼電控制器技術(shù)和現(xiàn)代計算機技術(shù)的優(yōu)點結(jié)合起來，在工業(yè)自動化生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。按照國際電工委員會給出的定義，PLC是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，服務(wù)于工業(yè)環(huán)境下的生產(chǎn)過程。它使用可編程序的存儲器，將內(nèi)部邏輯運算、順序控制、計數(shù)、運算等操作程序通過輸入輸出，達到控制機械生產(chǎn)過程的目的。

PLC技術(shù)具有以下特點：

第一，安全可靠性高。PLC的輸入/輸出端口是應(yīng)用繼電器或光耦合器件，其基本的輸入/輸出點都是開關(guān)量，并附加隔離與抗干擾措施，能夠保證生產(chǎn)線不受外界干擾，在各種惡劣環(huán)境下都能實現(xiàn)自動生產(chǎn)控制，有效地緩解了人力生產(chǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)安全可靠的目標。

第二，通用性強。PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，各個模塊能夠靈活組成不同的控制系統(tǒng)，工作人員只需針對不同的模塊操作需求編輯程序，即可實現(xiàn)相應(yīng)的操作。

第三，靈活方便。PLC的優(yōu)勢在于用軟件編程取代硬連線，體積小。對于不同的控制系統(tǒng)，當生產(chǎn)中需要改變控制方式，或是對控制對象實施簡單的操作改動，只要修改程序即可完成，無需進行大的修改，所以減少了調(diào)試工作量。PLC技術(shù)充分考慮到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境，抗干擾力強，組合靈活，編程簡單，安裝和維修方便，因而適合在自動化生產(chǎn)線中應(yīng)用。

（二）PLC系統(tǒng)的基本構(gòu)成

PLC實質(zhì)是用于控制功能的計算機，它與控制對象的接口能力更強，能夠圍繞過程控制的需求設(shè)計自身結(jié)構(gòu)。一般來說，自動化生產(chǎn)線中，PLC系統(tǒng)由以下幾個部分構(gòu)成：

第一，CPU。CPU模塊是PLC的核心模塊，由微處理器與存儲器組成。

第二，輸入/輸出模塊。該模塊是PLC與操作現(xiàn)場中的設(shè)備連接的接口。

第三，編程設(shè)備。它是PLC系統(tǒng)中最關(guān)鍵的外圍控制設(shè)備，通過程序編輯設(shè)計傳遞相應(yīng)的指令，也可以對原有的程序進行修改和調(diào)試，并實現(xiàn)在線監(jiān)視PLC的工作過程。

第四，電源模塊。主要用于PLC工作過程中的交流電和直流電轉(zhuǎn)換。

二、PLC控制變頻器的原理

在自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中，把進行實際生產(chǎn)的部分叫做主線路，把實施控制、信號采集和傳遞、數(shù)據(jù)通信的回路叫做輔助線路。變頻器是工作在主線路的重要部件，其任務(wù)就是改變控制生產(chǎn)線進行自動化生產(chǎn)。PLC系統(tǒng)則是典型的輔助線路組成部件，它集測控、信號采集和處理、信號傳遞、數(shù)據(jù)通信和信息交換為一體，實現(xiàn)多功能的邏輯控制裝置。

在實際組合應(yīng)用中，變頻器通過改變電壓和改變頻率來調(diào)控自動化生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。變頻器也集合了若干控制功能，以實現(xiàn)更方便的控制。變頻器還集合了生產(chǎn)線供電的保護功能，能夠調(diào)節(jié)電壓，為安全生產(chǎn)提供保護。

PLC作為專門負責(zé)通信管理的控制中心，變頻器通過現(xiàn)場總線系統(tǒng)把信息交互到PLC中，PLC再把信息轉(zhuǎn)發(fā)到DCS后臺控制中心，于是DCS通過PLC聯(lián)網(wǎng)到變頻器，構(gòu)成了過程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工藝和生產(chǎn)控制。

三、PLC控制的變頻器的優(yōu)點

變頻器的數(shù)據(jù)分析與處理能力較弱，將PLC自動控制技術(shù)運用其中，能夠有效的彌補，提升變頻器整體性能，并且PLC變頻控制器主要是通過存儲器以及中央處理機和輸入接口電路等所組成的，這一控制系統(tǒng)的優(yōu)點也比較多，在實際應(yīng)用中也有所不同之處。

在工作方式上來看，PLC控制主要就是通過循環(huán)掃描方式進行的。在程序上是按照先后順序進行存放的，其中的CPU也是從首個指令進行對相應(yīng)程序加以執(zhí)行的，在結(jié)束之后才進行返回，從而進行循環(huán)。在進行實際工作過程中，對程序掃描前要進行故障自診斷程序，一切正常情況下就會進一步的進行掃描。然后就是執(zhí)行通信請求，接到相應(yīng)的請求之后加以處理，將信息進行發(fā)送到編輯器來進行顯示。

另外，中央處理器的功能發(fā)揮方面，主要是對輸入端實施掃描，然后將指令進行調(diào)出和執(zhí)行，把正確的結(jié)果進行輸送到狀態(tài)寄存器當中。在對指令完成后，就要能夠?qū)⑤敵鰻顟B(tài)寄存器狀態(tài)輸出的一些部件加以轉(zhuǎn)換，通過被控設(shè)備來對電壓以及電流信號進行接受。通過這些程序的執(zhí)行實施之后，就能夠完成一個完整的工作程序。PLC控制變頻器系統(tǒng)主要是通過循環(huán)掃描方式進行實施的，這也是和微機系統(tǒng)有著不同之處。

四、PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線中的應(yīng)用

PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線中的應(yīng)用，主要有以下幾個方面：

（一）調(diào)節(jié)電壓

高壓供電的形式隨著社會的發(fā)展與進步，已經(jīng)因其高危險性與高操作性而不適用于社會的發(fā)展，PLC控制的變頻器不僅可以調(diào)低工作電壓，保障自動化生產(chǎn)線工人的安全，也能夠有效降低生產(chǎn)線的檢修率，增加了安全系數(shù)。

（二）控制材料添加

PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線進行混合料產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中，能夠通過充分的考慮到多種材料各自的性質(zhì)，對于各種材料的質(zhì)量實施科學(xué)、合理的控制，從而保障所生產(chǎn)的產(chǎn)品的質(zhì)量。在過去的生產(chǎn)線生產(chǎn)中，產(chǎn)品需要的配料常常采用人工的方式添加，而PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線上進行應(yīng)用后，可以自動化添加配料，提高了生產(chǎn)線的自動化水平，有效的減少了人工操作的數(shù)量，避免了人為失誤的出現(xiàn)，而且也降低了污染的幾率，使得成本費用相應(yīng)的減少，提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。

（三）增強品控

隨著工業(yè)化的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈的大量出現(xiàn)，自動化生產(chǎn)線對生產(chǎn)效率的提升變得越來越重要。PLC控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線上的應(yīng)用，能夠?qū)栏駱藴实臄?shù)據(jù)輸入到計算機內(nèi)，通過全智能的遠程控制，大大提高零部件生產(chǎn)的標準化，降低不合格率。通過PLC技術(shù)，即使自動化生產(chǎn)線在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)一些故障和問題，都可以在計算機的數(shù)據(jù)控制中心顯示出來，可以使工作人員能夠及時去解決問題，這樣生產(chǎn)出來的產(chǎn)品就可以在后期維護上減少自身的工作量。

六、結(jié)語

隨著工業(yè)化的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈的大量出現(xiàn)，人工生產(chǎn)的效率已經(jīng)不能滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需要，自動化生產(chǎn)線的地位和作用變得越來越突出。PLC技術(shù)控制的變頻器在自動化生產(chǎn)線上的應(yīng)用，能夠進一步提升自動化生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。

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