基于PLC和变频器的多电机速度同步控制研究连柏昆

基于PLC和变频器的多电机速度同步控制研究连柏昆

连柏昆

（广西轻工技师学院530031）

摘要：近几年来，我国现代科学技术的逐步完善和改进，越来越多的被运用到各个专业行业当中，机电一体化也随之崛起并发展起来，电能是现阶段大部分工业生产行业的最重要的应用核心，电能具备便捷性，较为轻易就能够获取的特点，并且对环境的污染在一定程度上有所降低等特性，因此，电能也成为我国专家学者以及工业生产行业的技术专家竞相研究的课题之一，电能能做为工业生产行业的最主要的应用核心，其是通过电动机的转化并达成的，在现阶段的工业生产工作中，大部分是要求一个以上或者多个电动机协同作业，并为工业生产设施提供生产的动力，所以，要将多个电动机协调运行，就要将多个电动机的运行速度进行同步的调控。

关键词：PLC；变频器；多电机；速度；同步控制

引言

我国科学技术的不断进步与发展，PLC系统的功能也逐步多样化，PLC系统内部的模块以及模拟的数量进行联系，能够演算出很多类型的控制方法，现代科学技术的应用，也使得PLC系统需要更多的创新与完善，并大范围大规模的被使用于各个工业生产领域当中，PLC系统是工业生产领域内的主要应用核心，现代科学技术和PLC系统的有机结合，进一步深化的PLC系统的研发，使之隐藏的功能得以凸显并应用于现实生活中，也加强了模拟数量的整理和运行掌控等等新功能的实现，既可以满足社会发展的需求，也可以促进模拟数量的整理和运行掌控方面的运行。本文首先对PLC进行概述，包括PLC系统的特征以及变频器的种类，对其进行分析。其次对PLC和变频器的多电机的运行速度协同掌控进行了研究，并设计了协同掌控的系统。本文旨在为PLC和变频器的多电机的运行速度进行协同掌控提供理论基础，并为以后的PLC和变频器的多电机的运行速度进行协同掌控的研究有一定的借鉴意义。

一、PLC系统特点

（一）占用地方较少、节能减排、设备安装浅显易懂

在PLC系统中，具备较多也较为复杂的编程零件，大部分编程零件是能够通过使用者使用并开发，各个部门的零件的职能各不相同，因此使用者在运用的过程中，可以按照自身需求采取安装，在运用的过程中也能达到节能减排的效果，对环境的保护有着一定的作用，并且PLC系统的计算方式十分精确，在生产作业中的失误有效减少，也大大提高了工业生产的品质。

（二）编程计算简易

PLC系统是利用接连电线的方式进行作业的，PLC系统能够自动形成较为直观的程序图，在PLC系统中还会采用语音提示的形式进行辅助，大大降低了编程计算的难度。

（三）设计周期时效少

相交于继电器的控制设备，PLC系统可以自动形成较为直观的程序图，减少了人员或者设备反复计算的时间，并且计算准确，还能够种类不易的产品的各项数据。

图1：变频器的分类图

（四）使用便捷

PLC系统具备两种作业方式，第一是自动方式，第二是手动方式，可以适应不同工业生产中的不同需求，并且在使用的过程中能够对PLC系统的开关进行调控，能够有效解决作业意外的情况发生，还有在作业的工作过程中，PLC系统可以自动传送原材料的功能，不需要人力就可以解决，也为安全生产提供了帮助。

二、变频器分类

三、基于PLC和变频器的多电机速度同步控制的分析与设计

（一）设计控制方案

将PLC系统和变频器的多个电机的运行速度进行协同掌控作为主要的研发方案，主要采用主从补偿的控制进行研发，首先研发一部主控制电动机，其次在研发多部电动机进行协同工作，利用主控制电动机下达的使用命令进行作业，将多部协同工作的电动机采取掌控，掌控的主要形式有两个方面，第一个方面时串联，指的是第一部主控制电动机作为主要发出指令的电动机，尾端的设置的电动机作为协同工作的电动机，剩下了就可以成为主要发出指令的电动机，也可以成为协同工作的电动机，第一个是主要发出指令的电动机，第二个是作为协同工作的电动机，前端和尾端进行连接，这一类型的作业模式能够使在作业中的所有电动机的负量载荷的变化不会对前端的电动机产生作用或者印象，可是会造成尾端的电动机的影响。第二个方面是并联，将作为协同工作的电动机的运行速度和主要发出指令的电动机实现同时控制。

（二）系统硬件构成

协同掌控系统利用PLC系统对另外两部变频器进行掌控为实例，PLC系统是这个协同系统的关键部分，PLC系统和变频器是通过USS协议进行使用，能够对变频器的多个电动机的运行速度的数据数值采取整理和收集，再通过编程计算，对电动机的速度加以数据的辅助，根据计算得出的精确的数据在向变频器下发使用指令，将所有电动机的速度进行分析和设计，实现电动机稳步运行以及协同工作的目标。详见图2所示。在系统中，主要包括四个组成部分，详见图3所示。

图2：系统构成图

图3：控制系统主要组成部分图

四、基于模糊PID补偿算法的同步控制

PID控制器是以PID调控的原理对整体的掌控系统的误差采取调整和完善，能够将掌控的变化数量的现实使出以及技术要求的预算数值保持相近，PID能够在工业的工作作业中，保持作业设备的稳步运行，保证在压强、流量以及液体的数值上恒定在一个安全生产的范围里，也可以依据需要采取不同的方式进行调整，以促进工业生产的科学合理的开展。PID控制器具备使用便捷，在使用的过程中较为直观，浅显容易理解，在运转的速度上也是较为快速，可是PID控制器对自身平衡特性的掌控对象有差别，相对于落后的掌控系统，PID控制器会在一定程度上发生震动的问题，PID掌控系统的运动特性比较薄弱。

模糊PID掌控系统是指模糊逻辑掌控系统，运用模糊理论的教学理念和掌控的形式，在确定掌控系统的好坏问题上，比较主要的是掌控系统的运动性能，掌控系统的运动性能和掌控系统的好坏是相互联系的，也是相互作用的，掌控系统的运动性能的数据反馈越详尽，掌控的程度就更明确，模糊PID控制器是模糊掌控系统的一个组成部分，在系统中主要还有数据的模糊性、模糊模块以及PID掌控等多个性能。本文主要分析的主题是PLC和变频器的多个电动机的运行速度的协同掌控，在模糊PID补偿计算方式的协同掌控的设置上，及那个采取两部电动机进行安装，并将两部电动机分为主机和辅助机两个形式，主机负责下达指令以及开启系统，将电动机的模拟速度进行分析，可以充分体现电动机的运行速度，在形成数据之后再将数据传送至PLC系统，在PLC系统中，将有关于运行速度的数据进行整合，并精确的计算编程得出实际的速度数值，最后将得出的速度数据反馈至监控设备，并在设备上展示速度的数值，还要在系统里设置模糊PID的计算方式的调控系统，将电动机的运行速度的差异进行演算，并通过精确化合理的演算，获取补偿的数值，在通过总线的传输性能，把数据结果进行传送，并要以及数据信息加以完善和改进，旨在达成多个电动机协同掌控运行速度的目的。

结语

伴随着我国现代科学技术的发展，变频器的技术也得以发展和崛起，并应用于各行各业的领域当中，随之时代的推进，变频器技术也随之完善和更新，逐渐与现代科学技术齐头并进，在多个电动机的掌控当中，需要和PLC系统进行有机的联系，有利于促进多个电动机运行速度的协同掌控，将电动机的操作进行细致化的分析和研究，以保证在实际生产作业中减少操作失误的发生，并且对掌控系统的安全性、精确性等等问题要采取相应的对策进行实施，将造成系统问题以及运行不稳定的情况减少至最低，在实际的操作过程中，还要和现代科学技术相结合，不断完善和创新系统设置的理念，将理论付诸于工作实际当中，旨在科学有效的达到PLC和变频器的多个电动机运行速度的协同掌控。

参考文献

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