摘要：随着机电一体化与微电子技术的快速发展，PLC技术与变频器在各行各业中使用的非常广泛在我国，科技和机电一体化水平不断在提升，PLC、变频器在社会各个领域均有所涉及和使用。在工业领域中单台电机的控制已经不能满足生产的要求，必须要实现多台电机进行同时的控制。
关键词：PLC；变频器；多电机；速度；同步控制；
市场经济在我国得到了飞速发展，PLC功能也变得更加多元化。PLC系统内部的模块或者是模拟量通过密切结合，可以提供不同种类的控制算法。再加上对运动方面的提出更为严格的要求，这就要求我们对PLC功能做出更大的改善。以模糊控制理论为指导，科学选用PID控制算法，并将二者有效地融入多电机速度控制阶段，可以自行设计出PLC相适应的模糊自适应PID控制器。如此，不仅可以同步控制多电机的运行速度，同时也能提升运行的稳定性。
1、PLC的功能特点
1.1应用范围较广
伴随着科技的发展，PLC不断优化，形成了具有适应性较强的产品，并且应用到工业领域。PLC除了应用于工业领域的逻辑处理之外，更是应用于时间控制、温度控制、位置控制等各个方面。除此之外PLC更是应用于高层建筑，用户可以随意接入电力猫，接入高速网络，进行视频浏览，电话接收等。
1.2 程序编辑简单易学
PLC系统虽是科技革命发展的产物，但是这一工业领域的控制设备并未体现复杂难懂的特点，其编辑程序也较为简单易懂。在说明方面采用的是梯形图语言的图形符号，为不懂电子设备的工作人员提供便利。与此同时PLC一改往日接线逻辑，采用的是存储逻辑，减少设备外部接线，降低工作的繁琐度。
1.3 抗干扰能力强
PLC之所以具有较强的抗干扰能力与较高的可靠性，这主要是由于PLC在生产过程中采用严格的工艺制造，且内部电路采取了先进的抗干扰技术塑料工业网版权所有，具有较强的可靠性与抗干扰力。除此之外特殊的构造艺术使得PLC在出现故障时能够提出警报，并启动自行诊断程序，这就在一定程度上提高了PLC的可靠性。
2.变频器的控制方式
2.1变频器的分类
根据不同的工作原理，我们可将变频器分成下列几种类型：
2.1.1 V/f控制变频器
V/f控制，有助于提升转矩自身的速度特性。在调节电源频率的基础上，我们也需保证电动机磁通不会出现明显改变。大部分的通用型变频器，均会选择该种控制方式。不过，该种变频器一般选择开环控制，其控制性能相对较差。低频状态下，需进行有效的转矩补偿，并适时调整低频转矩自身的特性。
2.1.2 转差频率控制变频器
转差频率控制，实际上是对转矩进行直接控制转。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆它以V/f控制为前提，可以自由调整变频器具体的输出频率，从而获得输出转矩。该种控制方式，有必要安装速度传感器。部分情况下，还需进行电流反馈。
2.1.3 矢量控制器变频器
矢量控制，即对定子电流和它相应的相位进行有效控制。该过程中，必然需要用到矢量坐标电路。d、q、0坐标轴系中，我们可利用上述对励磁、转矩电流予以控制，以便对电动机转矩做出相应地调整。
3 基于PLC和变频器的多电机速度同步控制的分析与设计
3.1 多电机同步控制方案
主电机均可选择单台电机，其他电机则确定为从动电机。信号发射主要通过主电机来完成，而接收和共享操作则由动电机完成。PLC处，可执行USS协议通信，对电机速度并将指令传输给变频器，以便对电机速度实现同步控制。
3.2 系统硬件的基本组成
本系统，大体包含下列几个重要组分：
（1）PC机；
（2）PLC；
（3）变频器；
（4）人际界面。
该系统内，PLC属于一切控制活动的中心。PLC主要利用USS协议来完成通讯，同时能够对电机速度做出有效、动态地测量；通过将指令传达给变频器，可以在同步状态下控制电机速度。3.基于PLC和变频器的多电机速度同步控制的分析与设计
3.3控制方案
设计多电机同步控制方案要采用主从补偿同步控制的方案，选一台为主电机，其他的为从动电机，从动的电机接收由主电机发来的共享信号。采用补偿原理的同步控制方式，根据设计需求可以采用串联电机控制也可选择并联的电机控制。采用西门子S7-200PLC作为主控单元，两台从动电机设有旋转编码器，测出实际的转速，然后再上位机的总线网络中实现动态数据的查询，对系统发出相应的控制指令。
3.4系统硬件组成
本系统主要的组成包括PC机、PLC、变频器以及人际界面等，PLC是整个系统的控制核心，在PLC与USS协议进行通讯，将电机的速度准确的测量出来，然后向变频器发送相应的指令，从而达到控制电机速度同步的要求。系统的结构图如下所示：
4.基于模糊PID补偿算法的同步控制
一般来说，常规PID控制器以及它成熟的技术在工业控制中得到了广泛的应用，典型常规PID控制只能利用一组固定参数进行控制，不能同时兼顾动态和静态两种性能，对非线性、大时滞、时变参数等系统都难以获得令人满意的控制效果，用于输入信号处理的模糊量化和模糊化环节，模糊控制算法功能单元，以及用于输出解模糊化的模糊判决环节，对于模糊控制器来说，这三个功能环节必不可少，也因为如此优化的性能，它才能受到众人的亲赖。这就是所谓的模糊PID控制器。简单模糊控制器是把采样时所获得的误差及误差变化信号，根据它的模糊化结果查询相应的模糊控制表，转换为精确量后方可直接应用于被控制的对象，使整个模糊算法的过程用PLC子程序得以实现的。
PLC的程序运行上主要采用的是循环扫描的方式，所以就要在程序的运行过程中减少空间的存储量和在线的计算工作量，这样才能确保控制系统满足实际运行的要求，根据PLC模糊语言变量的对应表格和相应的控制原则，然后使用MALTAB编写的程序对模糊进行推理和判决，在这个过程中主要是通过建立了PID三参数的控制查询表格，就可以将所有的数据按照顺序存储在PLC的模块当中。对多电机速度同步控制的时候，要把模糊控制理论和PID控制算法两者密切的结合起来，在可建立精确数学模型的确定性系统上面，设计了一种基于PLC的模糊自适应PID控制器，可以很好地实现多电机速度同步的控制。
5结语
本文介绍了基于PLC和变频器的多电机速度同步控制的系统设构成和计算原理，在基于PLC的模糊自适应的PID控制器应用了模糊子适应控制理论，在运行和计算的过程中具备了高度的控制品质，操作简单，通过在多电机速度同步控制中的应用，证明了这种方法具备很好的使用效果，特别适用于在一些比较繁琐的工业操作控制系统，所以在以后要大力推广这种方法，同时也要善于去运用它。
参考文献
[1]齐素所，许洋；浅谈PLC在电动机控制中的应用[J]，黑龙江科技信息；2011年24期.
[2]胡刚，吕卿；PLC一变频器控制系统典型故障分析[J]，交通标准化；2011年16期.
论文作者:孙文玉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期
论文发表时间:2017/12/5
标签：电机论文; 变频器论文; 模糊论文; 速度论文; 转矩论文; 控制器论文; 系统论文; 《建筑学研究前沿》2017年第18期论文;