李益玲

（江蘇省鹽城技師學(xué)院，江蘇 鹽城 224000）

0 引言

近年來，生產(chǎn)藥品領(lǐng)域、機(jī)械制造領(lǐng)域、食品生產(chǎn)領(lǐng)域等建立了大量的自動(dòng)化生產(chǎn)線，自動(dòng)化生產(chǎn)線的整個(gè)生產(chǎn)過程中一般是由變頻器、PLC等內(nèi)容實(shí)現(xiàn)控制，而PLC是自動(dòng)化生產(chǎn)線中十分關(guān)鍵的構(gòu)成部分。正確利用PLC控制技術(shù)，能夠準(zhǔn)確控制自動(dòng)化生產(chǎn)線外部各種設(shè)備，確保和不斷提升生產(chǎn)效率，促使企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平不斷進(jìn)步。

1 PLC自動(dòng)控制技術(shù)概述

PLC自動(dòng)控制技術(shù)指的是一種具有編程功能的邏輯控制器，系統(tǒng)圖如圖1所示。在運(yùn)用PLC自動(dòng)控制技術(shù)時(shí)，微控制器是關(guān)鍵硬件，在使用過程中發(fā)揮十分重要的作用，借助通信接口能夠操作微控制器，達(dá)到控制生產(chǎn)線中外部設(shè)備的目標(biāo)。基于PLC控制技術(shù)的變頻器在自動(dòng)化生產(chǎn)線中運(yùn)用，一方面可以促使自動(dòng)化生產(chǎn)線生產(chǎn)效率不斷提升，另一方面還可以減少人力資源的投入，節(jié)省人工成本，提升生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

圖1 系統(tǒng)框架

2 基于PLC控制技術(shù)變頻器的構(gòu)成部分

在控制自動(dòng)化生產(chǎn)線時(shí)，借助傳送單元把工件輸送到分揀單元入料口的傳輸帶上，接下來由光電傳感器詳細(xì)檢測物料，延遲一秒之后，變頻器能夠控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，由傳輸帶把物料傳送到分揀檢驗(yàn)區(qū)內(nèi)。在此過程中，光纖傳感器能夠詳細(xì)檢查物料的顏色，金屬傳感器能夠檢查物料的材質(zhì)。物料繼續(xù)向前行駛，借助PLC控制技術(shù)能夠按照物料的實(shí)際屬性將其傳送到相應(yīng)的物料槽上，放到物料槽位置上后，氣缸會(huì)把物料直接推進(jìn)物料槽中。將物料推進(jìn)物料槽中后，氣缸會(huì)自動(dòng)縮回，這就是整個(gè)工作過程。在自動(dòng)化控制中，觸摸屏頻率設(shè)定值直接決定變頻器頻率，控制傳輸帶位置是通過旋轉(zhuǎn)編碼器測量得到的信息，測量過后把測量信息傳送到PLC控制系統(tǒng)中，PLC控制系統(tǒng)中包括高速計(jì)數(shù)器，該構(gòu)成部分能夠?qū)y量信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，借助程序準(zhǔn)確控制傳輸帶的停止和開啟[2]。

PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在控制變頻器時(shí)，主要是借助發(fā)送頻率值等工作控制變頻器。主站通訊觸摸屏決定變頻器頻率的大小，可以通過PPI通訊把主站內(nèi)部的各個(gè)信號輸送到分揀站的控制系統(tǒng)中，通過各種程序?qū)ζ溥M(jìn)行處理，處理過后運(yùn)用PLC模擬量輸出將其傳輸?shù)捷斎攵丝?。PLC數(shù)字輸出端口傳送電機(jī)開啟和停止正反轉(zhuǎn)信號，把正反轉(zhuǎn)信號直接傳輸?shù)阶冾l器的數(shù)據(jù)輸入端口中，收到信號后，變頻器控制電機(jī)的各個(gè)動(dòng)作。另外，變頻器的輸出能夠返還到PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)中，接著通過模擬量的輸入通道返回PLC控制系統(tǒng)內(nèi)，運(yùn)用PPI通訊直接把信號輸送到主站，主站接收到信號后，和觸摸屏開展通訊，把速度直接表現(xiàn)在觸摸屏上[3]。

3 以PLC控制技術(shù)為基礎(chǔ)的變頻器在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的實(shí)際運(yùn)用

3.1 PLC自動(dòng)化程序編制過程

如果想把PLC控制技術(shù)運(yùn)用到自動(dòng)化生產(chǎn)線中，那么就要準(zhǔn)確編制PLC程序。在編制PLC程序時(shí)，要時(shí)刻關(guān)注PLC模擬量的輸出格式。通常來說，要在S7-200CPU224XP中借助D/A的變化方式輸入模擬量頻率，使模擬量頻率指令加入到變頻器內(nèi)部。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)不斷調(diào)整電機(jī)速度的目的。PLC程序信號格式一般分為兩種：一種為電壓，另一種為電流。工作人員要將前者的信號范圍嚴(yán)格控制在0～10 V內(nèi)，后者的信號要在0～20 mA內(nèi)。一般PLC數(shù)字量程基本上為0～32 000，在編制PLC程序時(shí)借助電壓信號。變頻器頻率和PLC模擬量輸出電壓有著直接關(guān)系，兩者的關(guān)系為正比，數(shù)字量借助轉(zhuǎn)化器D/A轉(zhuǎn)換過后得到模擬量輸出。由此可見，數(shù)字量與模擬量同樣也成正比，所以，變頻器頻率和數(shù)字量成正比。在進(jìn)行分揀單元工作時(shí)，借助觸摸屏明確變頻器頻率值，而自動(dòng)化生產(chǎn)線主站和觸摸屏主要是借助RS485開展通訊工作，VW1002是傳輸?shù)刂?，通過RS485通訊口和PPI通信協(xié)議把數(shù)據(jù)信息輸送到分揀站。在分揀站時(shí)，把頻率給定值安置到VW1002的傳輸?shù)刂房臻g內(nèi)。在編制PLC程序時(shí)，要關(guān)注VW1002地址存儲頻率給定值的變換情況，之后在模擬量輸出端口M和V傳輸VW1002地址存儲頻率給定值，確保其被傳送到變頻器模擬量輸入口3和4端口內(nèi)。變頻器輸入?yún)^(qū)頻率在0～50 Hz范圍內(nèi)，PLC對應(yīng)的數(shù)字量在0～32 000的范圍內(nèi)，借助16位的地址AQW0促進(jìn)整個(gè)輸出過程的完成。所以，要把對應(yīng)頻率組織變?yōu)橄鄳?yīng)的數(shù)字量，用頻率給定值乘以640得到相應(yīng)的數(shù)字量。

3.2 實(shí)際操作過程

在變頻器實(shí)際操作自動(dòng)控制技術(shù)時(shí)，要在下述幾個(gè)方面入手，保證實(shí)際操作工作的準(zhǔn)確性和規(guī)范性，促使PLC控制技術(shù)的功能在自動(dòng)化生產(chǎn)線中充分發(fā)揮出來。首先，要認(rèn)真編制與自動(dòng)化生產(chǎn)有關(guān)的程序，全面了解和掌握控制系統(tǒng)中不同設(shè)備，確保實(shí)際操作時(shí)的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)化。還要全面認(rèn)識控制對象，確保在實(shí)際控制的過程中，可以按照實(shí)際生產(chǎn)需求做好操作工作。在對控制對象進(jìn)行控制時(shí)，要嚴(yán)格認(rèn)真檢查硬件和安裝的軟件，避免發(fā)生故障問題，降低自動(dòng)化生產(chǎn)線的效率。其次，在實(shí)際操作時(shí)，要認(rèn)真畫好控制程序圖紙。在描繪程序圖紙時(shí)，要按照PLC控制技術(shù)的實(shí)際結(jié)構(gòu)和控制時(shí)的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)。完成設(shè)計(jì)工作后，要詳細(xì)檢查設(shè)計(jì)圖紙，確保設(shè)計(jì)圖紙符合自動(dòng)化生產(chǎn)線的各項(xiàng)要求，只有保證設(shè)計(jì)圖紙準(zhǔn)確無誤之后，才能科學(xué)規(guī)劃及安排設(shè)備的單元。設(shè)計(jì)好圖紙后，安排專業(yè)工作人員按照實(shí)際圖紙編寫自動(dòng)化程序。該步驟是實(shí)際操作過程中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，禁止出現(xiàn)任何錯(cuò)誤，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙編寫自動(dòng)化程序，這樣可以將PLC控制技術(shù)正確運(yùn)用到自動(dòng)化生產(chǎn)線中，確保自動(dòng)化生產(chǎn)線的工作速度，避免發(fā)生操作失誤問題。最后，完成程序編寫工作后，要詳細(xì)檢查程序?qū)嶋H運(yùn)行情況，避免程序運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題。另外，要按照程序編制情況編寫操作說明書，說明書內(nèi)詳細(xì)說明實(shí)際操作過程中需要特別注意的地方和極易于出現(xiàn)操作失誤的地方，為后續(xù)使用者提供有效參考。

4 結(jié)語

通過上述可以看出，借助PLC控制技術(shù)控制變頻器時(shí)，要注重硬件連接情況和通信系統(tǒng)連接情況。按照自動(dòng)化生產(chǎn)線的各項(xiàng)實(shí)際要求，科學(xué)合理設(shè)置變頻器和控制的各個(gè)參數(shù)。另外，相關(guān)工作人員要按照自動(dòng)化生產(chǎn)線的實(shí)際控制情況編制PLC程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制變頻器的目的，否則將會(huì)直接影響變頻器的精準(zhǔn)度和控制效率。基于PLC控制的自動(dòng)化控制技術(shù)可以保證實(shí)際生產(chǎn)中自動(dòng)化和智能化水平，逐步提升自動(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，推動(dòng)變頻器的不斷進(jìn)步和發(fā)展，使其被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中。