试论plc变频器技术特点与实现

工业技术　ｌ■　Ｃｈｉｎａ　ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｖｉｅｗ　试论Ｐ　ＬＣ变频器技术特点与实现　乔志伟　（西林钢铁公司检修公司黑龙江伊舂１５３０２５）　［摘要］变频器技术是一门综合性的技术，它建立在控制技术，电子电力技术、微电子技术和计算机技术的基础上。它与传统的交流拖动系统相比，利用变　频器对交流电动机进行调速控制，有许多优点，另外，由于ＰＬＣ的功能强大，容易使用、高可靠性，常常被用来作为现场数据的采集和设备的控制。本文在简要分析　ＴＰＬＣ乐统的特点，据此，对ＰＬＣ控制系统的整体设计与具体应用进行了探讨。　［关键词］调变频器ＰＬＣ控制系统设计　中图分类号：ＴＰ２７３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９－９１４Ｘ（２０１４）０１－００６２－０１　随着电力电子技术以及工业自动控制技术的发展，使得交流变频调速系统　速都可以保持有限的转差功率，因此具有高效率、宽范围、高精度的调速性能。　四，设备的选型　１．ＰＬＣ及其扩展模块的选型｛　在工业电机拖动领域得到了广泛应用。变频器技术有很多优点，如节电、容易实　现对现有电动机的调速控制、可以实现大范围内的高效连续调速控制、实现速　度的精确控制　容易实现电动机的正反转切换，可以进行高额度的起停运转，可　以进行电气制动，可以对电动机进行高速驱动。完善的保护功能：变频器保护功　目前，存在着种类繁多的大、中、小型ＰＬｃ，小到作为少量的继电器装置的替　代品，大到作为分布式系统中的上位机，几乎可以满足各种工业控制的需要。　这里我们选用有一台电机，一个液位传感器，一个变频器、五个继电器，共　有十八个Ｉ／Ｏ点，它们构成被控对象。综合分析各类ＰＬＣ的特点，最终选西门子　公司的ｓ７系列ＰＬＣ。　由于ＣＰＵ２２６￣成２４输入／ｌ６输出共４Ｏ个数字ｔｔ／Ｏ点，完全能满足控制要　能很强，在运行过程中能随时检测到各种故障，并显示故障类别洳电网瞬时电　压降低，电网缺相，直流过电压，功率模块过热，电机短路等），并立即封锁输出　电压。这种“自我保护”的功能，不仅保护了变频器，还保护了电机不易损坏。　一　ＰＬＣ系统特点　第一，可靠性高、抗干扰能力强．平均故障时间为几十万小时。而且ＰＬＣ采　求。此ＰＬＣ可连接７个扩展模块，最大扩展至２４８路数字量Ｉ／０点或３５路模拟量Ｉ／　Ｏ点。２６Ｋ字节程序和数据存储空间。６个的３０ｋＨｚ高速计数器，２路的　用了许多硬件和软件抗干扰措施。　第二，编程简单、使用方便目前大多数ＰＬＣ采用继电器控制形式的梯形图　编程方式，很容易被操作人员接受。一些ＰＬｃ还根据具体问题设计了如步进梯形　指令等，进一步简化了编程。　第三，设计安装容易，维护工作量少。第四，适用于恶劣的工业环境，采用封　装的方式，适合于各种震动，腐蚀，有毒气体等的应用场合。第五，与外部设备连　接方便，采用统一接线方式的可拆装的活动端子排，提供不同的端子功能适合　于多种电气规格。第六，功能完善、通用性强。体积小、能耗低．性能价格比高。　在应用ＰＬＣ系统设计时．应遵循以下的基本原则，才能保证系统工作的稳　定。　　＿２０ｋＨｚ高速脉冲输出，具有ＰＩＤ控制器。２个ＲＳ４８５通讯／编程口，具有ＰＰＩ通讯　协议、ＭＰＩ通讯协议和自由方式通讯能力。Ｉ／Ｏ端子排可很容易地整体拆卸。用　于较高要求的控制系统，具有更多的输入／输出点，更强的模块扩展能力，更快　的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。　２．变频器模块的选型：　目前，市场上存在各种各样的变频器，本文的设计采用ＡＢＢ公司的ＡＢＢ　ＡＣＳ８００￣频器。Ａ　Ｃ￥８ｏ０系列传动产品最大的优点就是在全功率范围内统一　使用了相同的控制技术，例如启动向导，自定义编程，ＤＴＣ控制，通用备件，通用　的接口技术，以及用于选型，调试和维护的通用软件工具。内含启动引导程序，　令您调试易如反掌。自定义编程；内置可编程模块，犹如ＰＬＣ令您发挥自如ｔ体　积小巧；内置滤波器，斩渡器及电抗器、性能卓越。　（１）最大限度地满足被控对象的控制要求一　（２）系统结构力求简单·　（３）系统工作要稳定、可靠·　五　ＰＬＣ系统的控制流程　（１）程序设计前准备工作：了解系统概况。形成整体概念。熟悉被控对象、编　（４）ｊ空制系统能方便的进行功能扩展．升级·　（５）人机界面友好。　这里，为了实现能源的充分利用和生产的需要。需要对电机进行转速调节，　考虑到电机的启动、运行、调速和制动的特性．采用ＡＢＢ公司的ＡＢＢ　ＡＣＳ８００　制出高质量的程序，充分利用手头的硬件和软件工具。　（２）掰框图设计：这步的主要工作是根据软件设计规格书的总体要求和控　制系统具体要求。确定应用程序的基本结构、按程序设计标准绘制出程序结构　框图，然后在根据工艺要求，绘制出各功能单元的详细功能框图。　（３）编写程序；编写程序就是根据设计出的框图逐条地编写控制程序，这是　整个程序设计工作的核心部分。　（４）程序测试和调试：程序测试和调试不同，软件测试的目的是尽可能多地　发现软件中的错误，软件调试的任务是进一步诊断和改正软件中的错误。　变频器，系统中由Ｓ７—２００系列ＰＬＣ完成数据的采集和对变频器、电机等设备的　控制任务。基于￥７－２００　ＰＬＣ的编程软件，采用模块化的程序设计方法，大量采　用代码重用，减少软件的开发和维护。系统利用２ｖｊ＇ＰＬＣ！￣的设计，实现变频器　的参数设置、故障诊断和电机的启动和停止。　＝，ＰＬＣ系统控制要求　１）系统要求用户能够的直观了解现场设备的工作状态及水位的变化。　２）要求用户能够远程控制变频器的启动和停止，　（５）编写程序说明书：程序说明书是对程序的综合说明，是整个程序设计工　作的总结。　六．ＰＬＣ缩翟软件　本文的设计使用的是软件是　ｒ　７－Ｍｉｃｒｏ／ＷＩＮ．该软件主要协助用户　开发应用程序，除了具有创建程序的相关功能，还有一些文档管理等工具性功　３）用户可自行设置水位的高低，以控制变频器的起停，　４）变频器及其他设备的故障信息能够及时反映在远程ＰＬＣ上。　５）具有水位过高、过低报警和提示用户功能，　兰　ＰＬＣ系统控制结构　能，还可直接通过软件设置ＰＬｃ的工作方式、参数和运行监控等。　该软件可以工作于联机和离线两种工作方式。所谓联机是指直接与ＰＬＣ连　接，允许两者之间进行通信，如上装或下载用户程序和组态数据等。离线则是指　不直接与ＰＬＣ联系，所有程序及参数暂时存人磁盘．联机后再下载至ＰＬＣ。　实际应用证明，变频器的使用可取得意想不到的效果．特别是企业正在为　由于现场有一台电机作为被控对象，可以使用单台ＰＬｃ进行单个对象的控　制，只要适当的选用高性能的ＰＬＣ，完全能够胜任此功能。　ＰＬＣ采集传感器、监控电机及变频器等有关的各类对象的信息。这里，对电　机采用一台变频器来进行频率的调节控制。采用ＰＬ　ｃ输出的模拟量信号作为　变频器的控制端输入信号，从而控制电机转速大小，井且向ＰＬＣ反馈自身的工　作状态信号，当发生故障时，能够向ＰＬｃ发出报警信号。由于变频调速是通过改　变电动机定子供电频率以改变同步转速来实现的，故在调速过程中从高速到低　降低生产成本提高经济效益而大量采用新技术的今天，变频调速技术以其良好　的投入产出比，将会有更加广阔的应用前景。　６２　ｌ科技博览