山东钢铁股份有限公司莱芜分公司型钢厂 271104
摘要：经济的发展和科技的进步，促进变频器中PLC自动控制技术的运用。PLC作为一种可编程逻辑控制器，将PLC技术运用到变频器中能有效弥补传统变频器在数据分析处理方面存在的缺陷，使得变频器具备更加强大的控制功能以及人机交互能力。PLC自动控制技术在变频器中的运用真正实现了变频调速控制功能，提高了变频控制效率，强化了变频器整体使用效果，在很大程度上满足了现代化工业生产以及电气控制的需要。本文就变频器中PLC自动控制技术的运用展开探讨。
关键词：变频器；PLC；自动控制技术；运用
引言
随着网络技术和计算机技术的逐渐推广和普及，当前社会已经逐渐向网络化方向发展，人也逐渐从生产经营管理的过程中脱离出来，实现自动化。对于PLC自动控制技术来说，能够实现自动控制，而且其有效率也得到了显著的提升。因此，促进变频技术和PLC自动控制技术的有效结合，对现代工业企业发展具有积极的促进意义。
1PLC自动控制技术的特点
首先就PLC自身来说，具有多种编程语言，而梯形图与继电器电路很相似，具有直观易懂的特点，容易掌握运用比较广泛；其次对于PLC自动控制系统来说，具有较高的准确性和稳定性，同时也具有较强的抗干扰能力，因此其可信度比较高；再次是与相关的控制系统相比较来说，运行稳定，且使用寿命比较长，在前期安装和后期维护的过程中，都比较方便。对于PLC自动控制技术来说，是一种先进的、新型科学技术，具有比较广泛的应用范围，体积小、功能丰富而且连接方式灵活。因此，在生产经营过程中加强对PLC自动控制技术的应用，能够获得更好的控制效果。
2变频器与PLC控制模块的型号选取
目前市场中，有很多不同的变频器，性能比较好的变频器，价格也比较高。所以变频器的选择，要综合工业生产对技术的要求，制定合理的选取标准，从而更好的选取合适的变频器，而不是单纯的追求高性能变频器。在工业生产中，不同的电机带动的负荷也有所不同，所以工作人员要在选取变频器时，考虑电机负荷的实际需求，从而满足机械运行的要求。同时在进行变频器的选取中，还应分析设备的可靠性，保证电气设备稳定运行。而PLC控制系统的选取，主要应考虑机型、容量、I/O模块和电池模块等等。工作人员应对系统的通信联网能力，进行综合分析，在PLC的型号选取中，要重点分析信号的输入类型，电压的等级等等，从而确定线路的连接方式，满足生产要求。
3变频器中PLC自动控制技术的实现
3.1利用顺序操控，提高工作效率
在变频器设备运作时，随着应用年限的逐渐提升，消耗电量也会增加，导致企业生产成本投放力度增多，获取的效益降低。将 PLC 控制系统运用到变频器设备中，可以将此弊端进行优化，PLC 控制系统在某种程度上可以降低电能消耗，起到节省能源的效果，给企业带来更好的效益。并且，PLC 控制系统自身具备良好的安全性能，可以结合系统设定流程来对设备实施管控，和原始管控方式存在较大差异，原始管控方式将会出现控制混乱现象，影响操作质量。因此，PLC 控制系统流程管控方式，可以对变频器设备开关量加以管控，同时对变频器设备各个运行环节实施不同操作，确保变频器设备的运行安全，减少故障发生概率，提升工作效率，给企业带来更好的效益。
3.2变频器与 PLC 的连接
现阶段，连接 PLC 与变频器最常用的方式就是利用通信协议。PLC 可以通过通信协议来实现对变频器的有效控制。由于 PLC 自身携带强大的通信功能，在实际操作变频器与 PLC 之间的通信连接时方式也比较多，例如单主站方式、多主站方式、远程通信方式以及自由端口通信等。单主站方式中 PC 是唯一主站，能够有效实现点对点通信和参数设定、编程等；远程通信方式通过调制解调器进行连接；自由端口通信协议连接是最常用的连接方式，PLC 与变频器使用自由端口通信协议可以实现通信自由程序控制，同时实现不同型号变频器之间的通信。目前在工业生产领域变频器与 PLC 通常都采用的是自由端口通信模式。
3.3模拟量信号
将 PLC 的模拟量输出模块与变频器的模拟量输入端子连接起来，可将频率信号精确地发送给变频器，使变频器可以做到无级调速；将变频器的模拟量输出端子与 PLC 的模拟量输入模块连接起来，可将当前变频器输出的频率实时反馈给 PLC。如下图 1 所示。
图1
简单来讲我们利用 PLC 以及变频器设计的控制系统，可以在无人的情况之下自动控制电气设备的运行，当系统的负载发生变化的时候，可以结合PLC 来控制参数，保证系统稳定、安全的运行。在控制过程中采用变频调速系统，能够更好的保证当负载调节的过程中，将工作频率保持在最好的范围。
3.4实现变频器自动化控制的有效手段
（1）PLC 与变频器的 I/O 端子，是实施变频器自动化控制的先决条件。在实施变频器自动化控制的环节里，我们要充分结合操作的实际需要，从两个角度分别进行实施，即模拟量端子与PLC 连接及数字输入端同PLC 连接。其中，模拟量端子和PLC 连接的自身并没有端子，它的自动化控制是通过将PLC 的扩展模块同变频器模拟量端子相连接而实施的。而数字输入端同 PLC 连接，则本身带有 I/O 端子，当我们将PLC 同变频器的输入端连接起来，就可以有效实施对变频器的自动化控制了。运用这种手段，我们可以使变频器在启停环节更具可控性，预先设置变频器的频率。其数字量输入端子的数量通常是同固定频率成正比的。
（2）通过DP 通信协议实施自动化控制。我们可以分别将S7-300 PLC 产品同G120 变频器产品设置为主站与从站。故而其运行指令的传送也就遵循从S7-300 PLC 到G120 的顺序。并对于由G120 变频器产品所反馈的关于运行情况、故障警报等相关信号进行接收工作。通信协议是变频器现场总线控制系统之核心。在自动化控制目标的实施上，DP 通信协议是一种行之有效的手段。在数据电报的结构上，DP 通信协议分别由网络数据、协议层及电报头组成。PPO 为网络数据，由参数值 PKW 与过程数据 PZD 组成。其中，参数值 PKW为 G120 变频器赖以运行的功能码，过程数据 PZD 则为变频器运作环节里分别输出与输入的速度反馈值，频率给定值等各种数据值。对于 DP通信协议来说，其网络PPO分别由不带PKW的而带有2至6个字的PZD，与PKW 及2 至6 个字的PZD 兼有的PZD 组成。采取这样的方式来定义网络数据，我们就可以让 PKW 与 PZD 这两者之间的传输工作处于相互独立的状态，这样两者之间彼此不会带来什么干扰，让变频器的运行更加稳定可靠，以便于让各自的工作任务都能顺利得到完成，让变频器时刻处于上一级自动化系统的指令下进行工作。
结语
综上所述，PLC 自动控制技术在变频器的应用中不仅可以弥补其功能上的缺陷，同时也对提高变频器在运行中的整体效率与控制效果有着重要作用，确保变频器与 PLC 自动控制技术的融合应用可以满足工业生产领域需求。
参考文献
[1]江小文.PLC技术在机电控制系统中的应用[J].工程技术研究,2016,(7):62.
[2]郭骥.变频器中PLC自动控制技术的运用[J].电子技术与软件工程,2014,(20):254.
论文作者:冯赢
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/18
标签：变频器论文; 自动控制论文; 技术论文; 方式论文; 端子论文; 控制系统论文; 通信论文; 《防护工程》2018年第31期论文;