PLC和变频器在控制系统中的应用

PLC和变频器在控制系统中的应用

发表时间：2018-05-14T11:04:37.057Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：徐永健戴智鑫赵敏李军[导读] 摘要：近年来，我国的电气工程发展迅速，PLC和变频器应用的越来越广泛。电气工程是国家经济发展的一个重要基础，同时也是确保人们正常生活的基础条件之一。

（广西大学电气工程学院广西南宁 530004；广西工业技师学院广西南宁 530031）摘要：近年来，我国的电气工程发展迅速，PLC和变频器应用的越来越广泛。电气工程是国家经济发展的一个重要基础，同时也是确保人们正常生活的基础条件之一。本文介绍了PLC和变频器，分析了PLC和变频器在控制系统中的应用价值，总结PLC和变频器在控制系统中的应用。

关键词：PLC；变频器；控制系统引言 PLC是一种可编程逻辑控制器，它和变频器都是在信息化技术与网络技术发展下生成的产物。PLC技术能够实现顺序控制、开关质量控制、闭环控制等，其应用作用是提升电气自动化控制工作效率，促使电气工程逐步实现自动化。在信息化时代的发展下，工业生产技术在不断地更新与改革。在此背景下，电气工程也在深化改革过程中，改革的主要方向是信息自动化，而PLC和变频器是能推动这种改革进程的技术，所以有必要对它们开展研究。 1PLC与变频器概述 1.1PLC与变频器概念 PLC即可编程逻辑控制器，能依照用户的制定需求开展工作，其中涵盖了逻辑运算、顺序控制、数学运算等。PLC所应用的是可编程的存储器，在存储器内部运行逻辑运算等一系列指令，再由数字信号以及模拟信号的转变进行输入与输出，以此控制整个生产过程。变频器是指使用变频技术以及微电子技术，通过调整电机工作电源的频率达到控制交流电动机目的的一种电力控制设备。变频器主要经由整流、滤波、逆变等构成，依照电机的切实需求提供适合的电源电压，从而实现节能、调速的效果，同时变频器也具备着多种保护功能，如过流、过压保护等。

1.2PLC特点 PLC具有高可靠性、通用性以及强抗干扰性优点。PLC选用优质器材，采用先进的抗干扰技术和材料，融入了实时监控技术、故障诊断技术以及冗余技术，良好的综合设计使得其稳定性特别高，同时诸多生产厂家都开发了各种系列化产品，满足不同用户需求，组成所需要的控制系统。此外，PLC编程简单，一般采用梯形图语言，形象直观，容易掌握，现场改变程序也比较简单，携带安装维修方便，硬件接线少，很适合工程操作人员使用。 2PLC和变频器在控制系统中的应用价值

2.1有助于加大电气设备产品存储量 PLC系统是一种计算机应用技术，主要的特点在于具有一个独立的存储器结构，系统程序存储器中所存放的内容便是系统软件。用户程序中存储器所应该存放的内容同样是应用软件，而此种结构的存储器能够提供较大的存储空间。另外，此系统设计过程中能够依据实际需求完整保存相关设备中的历史数据，保存下来的资料能为后期检查故障等工作提供可靠依据。

2.2有助于强化电气设备产品的智能化 PLC技术与变频器应用于电气自动化控制系统中的主要作用是提升电气设备的反应速度以及整体运行效率，同时也有助于提升电气设备的智能化水平。具体体现在PLC技术由系统软件完成对整个系统的控制，以确保整个工作流程能严格遵循一定的程序进行。PLC技术中CPU对系统中的数据进行分析与处理，同时对整个系统的运行情况做出评估，实时、可靠地传输数据。变频器起到的作用是在整个系统运行过程中，提供实际需求的电源电压，调节与控制各环节的电压，以确保系统稳定运行。 3PLC在控制系统中的具体应用

3.1在顺序控制系统中的应用 PLC技术被作为一种顺序控制器应用，这是当前社会大多数企业在应用PLC时的一个统一观点。PLC技术在此种模式下的电气工程自动化控制中应用，呈现出三个方面的具体应用。第一，远程控制和监督电气工程自动化系统，以此来确保电气工程工作人员的安全，同时也减少了人力资源的应用；第二，在电气工程自动化系统中进行现场传感，以确保电气工程自动化的控制水平；第三，对电气工程自动化系统的主站层给予局部控制。

3.2在开关量控制中的应用

通常来说，电气自动控制系统利用电磁性电器元件较多，使得系统接线更加复杂，同时还容易导致触电事故，威胁整个控制系统的安全性和稳定性。将PLC应用到电气自动控制系统中，可以通过虚拟继电器完成对开关量的控制，在减少开关数量的同时，能够集中控制多台继电器，提高系统的控制效率。同时，PLC在开关量控制中具有较快的反应速度，同时不会对电气设备产生伤害，进一步保障了电气自动控制系统的稳定性。例如，基于PLC的供电自动化控制系统，可以通过编程来控制备用电源，实现实时自动投切功能。

3.3在闭环控制中的应用

应用在闭环控制中的主要作用是测量转速，同时合理控制调节器，具体是应用转速测量、电子调节、电液执行实现闭环控制。具体的控制方法是在打开动力泵后，PLC细致地分析动力泵运行时间，同时选择一个最为适宜的主用泵与备用泵，在后期实际操作过程中仅需要将开关挡转变为手动挡即可，便能有效提高运行效率，同时也进一步体现了系统的可持续性。PLC与传统的控制技术相互融合方式能互补两者的不足之处，从而极大地提升了电力系统控制效率以及质量。

3.4在数控系统中的应用

数控系统较为复杂，不只存在直线型，同时还包括连续型与点位型。在生产过程中，点位型数控系统多应用在孔洞机床中，原因是全方位与灵活性。系统控制功能主要有单板机模式与全功能型两种数控装置，在系统控制功能中使用PLC能够确保系统功能的完善性。在数控系统中全功能型数控装置的功能性更为完善，但需要承担的成本也相对较高，与单板机模式相比，全功能型装置的应用存在一定的局限性。

3.5集中和分散控制

在集中控制系统中，利用PLC控制器有效连接多种电气设备，并由CPU进行统一、集中管理，进而提高系统的指挥性能。在分散控制系统中，PLC可以通过通信线路对任意一台单独的设备进行调整和控制，同时不会对其他运行设备产生影响，任何一个控制对象都可以通过专属的PLC来进行分散控制，使得各个子系统之间的运行不会受到影响。

4变频器中单片机控制

4.1如何做到单片机恒压频比

小交流电动机与大交流电动机在额定频率和额定电压方面差异明显，小交流电动机的额定频率一般为50Hz，而其额定的电压一般是在220V左右。如果变频时候的频率不足50Hz的话，就应该首先计算实际频率不足50Hz的百分比是多少，然后通过查找表中的数据，将从表中查到的△ti值乘以其百分比数值，才能实现恒转矩调速。

4.2如何对单片机频率变化进行设计

对一般的变频器来说，单片机的频率变化范围对其是非常重要的。像日常用的家电，其内部都安装有电动机负载，这些电动机的负载能对家电进行恒温式的控制.所以我们就可以利用温度的传感器来计量外面的环境温度，当温度传感器检测到的外部环境温度达不到设定值温度的时候，其就会输出低频率的电压，相反，当传感器计量到的环境温度比设定的温度高时，其就会输出高频率的电压，最高的频率能达到80-100Hz之间。对两者在空调器上的应用成效进行对照。首先，在耗电量上对它们进行比较，能清楚看到在相同的温度和时间下，使用单片机控制下的变频器进行供电的空调，其耗电量只为连接到220V电源上空调的耗电量的一半左右，可见它们之间的耗电量差距还是非常明显的。在今后成本低廉、节电能力超强的自制变频器的市场发展和推广空间将是非常广阔的.不仅如此，单片机控制变频器的推广与应用也很好的顺应了当今世界节能环保的时代潮流。

全文分析了PLC和变频器在电气工程自动化控制系统中的具体应用，其应用推动了系统的自动化发展进程。PLC技术在电气工程自动化系统中的应用主要包括数控系统、闭环控制、开关量等方面，而变频器设备主要应用在电源电压的调控方面，以确保系统运行稳定性。

参考文献：

[1]章仰莹.电气自动化设备中PLC控制系统的应用[J].电子技术与软件工程，2017，2（13）：135.

[2]赖添华.论PLC在电气自动化控制中的应用[J].企业技术开发，2016，35（7）：94-96.

[3]么坤.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].山东工业技术，2016，6（6）：20.