PLC控制及变频调速系统设计及应用.doc
王治华
[摘 要]普通的三相交流电机在启动时，通常会以固定工频启动，启动电流远远超出电机的额定电流，这会使电机绕组产生大量热量，从而降低电機的寿命。当通过基于PLC技术控制的交流变频调速装置启动电机时，可以有效地减小电机的启动电流，电机也能够均匀的加减速，这不但节能，还能延长电机的使用寿命。本文主要研究了如何通过PLC技术控制交流变频控制系统。
[关键词]PLC控制；交流变频；调速控制
中图分类号：G507 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）48-0087-01
引言
电能是现代社会进行生产工作时必须的能源，电机则是将电能转化为机械能的一种电力拖动装置。每个国家或地区的电网频率都是不同的，电机在接通电源时如果不能对电网频率进行调节，电机就只能保持一种转速工作，不能满足各种工作的需求。基于这个问题人们通过探索，研究出一种交流变频控制系统，而后通过PLC技术控制该系统，大大提高了工作效率。
1、PLC控制交流变频调速系统的原理
PLC技术在交流变频控制调速系统中应用广泛，我们以生活中常见的电梯为例，介绍其工作原理。电梯的控制系统是由电机传动系统和信号逻辑系统组成，电梯的运行动作也是由两个系统相互配合完成的。电梯传动控制系统的主要组成部分是垂直方向的电梯主拖动电路和轿厢的开关电路，乘客的舒适感主要取决于电梯在运行时的控制性能。电梯信号逻辑控制系统主要包括PLC、传感器、指示灯、呼叫按钮、控制继电器等部分。电梯运行时首先信号逻辑系统会发送运动信号给PLC，之后PLC再向发出变频器各种信号，包括电机的正转和反转、电机的加速和减速、电机抱闸等信号，然后变频器再根据控制算法和控制参数对信号进行整理，最后输出信号完成对电机的控制实现电梯的上下运动。电梯在运行中出现故障时，PLC控制器就会向交流变频器传达异常信号，提醒用户系统中某一环节出现了故障。
2、PLC控制交流变频调速的优点
2.1、变频调速更加节能
PLC控制的电机变频调速系统可以对电机的每一个环节进行操控、调节，同时还能将其中的设备、环节的良好效果展现出来。PLC控制的电机变频调速系统具有控制精准和快速下达指令的优点，工作人员在使用时可以在一定程度上提高工作效率。该系统还能有效地减小电机的启动电流，能够节省能源，减轻电力系统中运行时能源的损耗，保护自然生态环境，节省资金和能源的投入。电力企业将节省下来的能源进行合理分配利用，大大增加了能源利用率，促进电力企业快速发展。
2.2、PLC控制调速器在电机运行中的优点
PLC控制的电机变频调速系统在对电机转速进行调节时有着非常显著的效果，即使出现操作失误，该系统也不会造成电机摧毁。PLC控制的电机变频调速系统在电机启动时，可以通过电路中的电流进行控制，可以有效地降低启动电流，更好的保护电机。在电机正常运转时，电机常常会以较低的频率运转，这也能减少电机工作时产生的热量，达到指定的运行时间时就可以对该系统进行调整，这样就保证了PLC控制的电机变频调速系统的使用安全。当电机运行需要加速时，操作人员可以根据电机速度的需求对该系统进行调整，实现电机的加速运行。
2.3、PLC调速控制器能有效提高电机工作效率
PLC调速控制器可以应用于机床、传送设备、起重设备等各领域。使用该系统还可以在一定程度上延长了电机的寿命，提升其工作效率。除此之外，使用PLC调速控制系统时还可以对一些动力系统及产品进行优化，能有效提高动力系统及产品的使用质量和效率。PLC调速控制系统具有较高的系统性与综合性，在使用时能够将计算机技术、微电子技术进行完美结合，能很好的完成电机变频调速控制的工作。PLC调速控制系统还可对动力系统、产品进行转暖操作，减少电流对设备的冲击，保证电机的使用安全与生产安全。
3、PLC变频调速系统的应用
PLC变频调速系统能够控制一个设备中的多个部位，我们以起重机为例，研究PLC变频调速系统的应用。一般情况下，当PLC系统中的信息处理系统与变频调速控制系统相互作用时，通过变频器产生的交流电具有不稳定性，并且会持续不断的对电机设备进行驱动，从而实现电机的运转速度增快或者降低，并且能够及时对电机转速进行调整。PLC变频调速控制系统主要依据变频器的工作特点进行研究与应用的，起重机中的PLC变频调速控制系统主要应用在吊钩、起重机底座和运载车辆的电机上。由于起重机的吊臂运行距离相对较长，需要设定一个合适的调速装置对其运行范围和运行距离进行调节。
3.1、对起重机动作进行调节
变频调速系统作为起重机中的核心系统，要注意不同部位的运转需求，技术人员可以根据变频调速系统原理进行设计创新，并由PLC系统对它们进行统一检测控制。起重机在工作时涉及到的工作动作有很多，主要包括吊钩升降、起重机底座转动以及运载车辆的正常运转等。工作时可以根据变频调速系统的功能对这些动作进行分析处理，变频系统根据起重负荷适当的改变电机的运转速度，起重机底座需要转动时，该系统可控制电机的正反转。
3.2、触摸显示屏
触摸显示屏作为起重机的核心操作部位，具有特殊的功能效果，当与PLC变频调速系统相连接后，可以根据触摸显示屏的软件功能进行深入开发研究，主要包含系统参数的分析、显示设备运行状态以及故障的检测等功能。这种触摸显示屏系统能够实现人机交流，操作简单便捷，而且操作人员能够通过触摸显示屏进行故障的检测和防御，实现上机位与下机位的连接，快速传递信息并进行全面监控调整。
3.3、变频调速控制系统
PLC控制系统由多种零散部件构成，能合理控制电源电压大小与电机的运行状态，当与上位机连接后，能够进行层次化处理，从而实现实时通讯。PLC控制系统主要包含三个方面的功能，第一，接收并处理由负荷重量测量仪传输过来的信号，并按照实际测量结果对电机的转速进行控制进而控制起重机吊钩的动力；第二，及时接收并处理变频调速仪器所传递的信息，控制电机运转状态为吊钩提供充足动力防止掉沟下滑；第三，接收并处理控制系统传输过来的信号，适时地增大或减小吊钩的动力。
结语
通过对以上具体事例的分析，我们不难发现通过PLC控制的交流变频控制系统在各行业应用广泛，随着时代的发展PLC交流变频控制系统的功能会更加多样化。由于该系统具有操作简单、节能环保并且能有效的保护电机，延长电机的使用寿命等优点，越来越受到人们的青睐。在未来的发展中科研人员需加大设计研究力度，将理论知识与实际操作相互结合，提升PLC交流变频控制器的控制功能，以变频控制器为主导，带动我国工业经济的不断提升。
参考文献
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