PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现

PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现

邵宇威

贵州磷化（集团）有限责任公司瓮福磷矿新龙坝选矿厂 ,550508

摘要：在当代科技不断发展的大环境下，PLC这种先进的控制系统逐渐应用于各个领域。凭借着可靠性强、自动化程度高等优势，基于PLC技术的电机系统的运行效率和控制水平都得到了大幅度提升。本文基于对变频器调速、组态软件技术和PLC技术的概念研究，对PLC控制电机变频调速试验系统的设计策略，以及系统功能实现路径进行分析，希望能为相关技术研究提供参考。

关键词：PLC；变频调速；试验系统

引言：

如今我国电力产业不断发展，PLC控制系统逐渐取代了传统的继电器装置，成为电力系统及电气自动化系统中不可或缺的组成部分。尤其是在当代社会对电力系统输电质量要求不断提高的情况下，PLC在变频技术优化中的价值不断突显出来如今，通过PLC与组态软件技术的结合，可以进行对电动机变频调速试验，对进一步提高电机运行可靠性有重要意义。

一、相关技术的概述

（一）变频器调速

出于保护电机和节能环保两方面的考虑，变频技术应运而生。在电机系统中，变频器可以对电机供电电压、频率进行控制和调节，从而可以降低电力消耗和电机损耗。同时，基于变频技术，可以提高生产效率和质量，甚至在电气自动化过程中，变频技术也尤为关键。变频器的组成部分包括主电路及控制电路，前者主要是执行异步电机调压调频任务，而后者则承担信号回路的部分，同时兼顾电机工作状态监测、计算和电路保护工作^[1]。

（二）组态软件技术

该技术是基于计算机技术的基础上发展起来的，简单来讲，就是通过可靠性很强的人机系统，让技术人员可以实现对电力系统的远程控制。其中，组态主要是指利用计算机软件对相应硬软件资源进行合理调配，以便实现更多的功能。经过调配之后的组态软件系统，可以对各类硬件进行控制，同时监测和收集各类数据，结合数据库同步实现数据信息分析功能。

（三）PLC技术

在当代先进的电力系统当中，PLC技术对继电器实现了替代，不仅继承了继电器成本低、操作简单的优势，同时还充分发挥了PLC技术本身自动化水平高、控制精度高、响应效率高等优势。显然，这是当代电力应用和现代化生产所需要的。如今电子技术持续发展，融合了PLC技术的大规模集成电路问世，意味着电力产业和工业生产行业的多元化发展充满更多可能性^[2]。

二、PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现策略

（一）系统软件设计

针对PLC控制电机变频调速试验系统的软件设计方面，需要重视PLC控制软件设计的科学性，确保其能对提升机的相应动作进行控制。同时，还需要考虑对系统运行过程中产生的各类信号、数据进行识别、收集和分析，为后续逻辑处理做好准备。整个系统应当由主程序、故障处理程序、中断程序构成，需要确保三者独立运行及功能配合的合理性。在PLC控制系统和变频器的连接方面，应当将PLC的Q0.0、Q0.1、DA分别和变频器DI1、DI2、AI1对应连接。针对变频器的运转控制，一般通过外给定方式进行实现，再通过自动补偿的方式补偿转矩。在编程过程中，变频器的10Hz和DA给定值6000保持对应，而其他的频率则根据实际情况按照0.2-50Hz的范围进行调整。另外，如今电力系统中触摸屏监控系统的应用需求越来越高，在设计时则根据实际情况选择合适的触摸模型，然后对触摸界面进行针对性设计和编辑^[3]。

（二）系统功能实现方式

在PLC控制电机变频调速试验系统中，微处理器、储存器、编程器是主要组成部分，三者之间的配合，是实现系统功能的关键。首先，微处理器作为计算机和PLC系统的核心，是推动系统功能运行的主体。针对不同规模的电机设备和PLC系统，需要确定不同档次和性能的微处理器。例如，在大型电力系统、PLC控制器当中，需要使用性能较强的位片式微处理器作为核心。其次，储存器则是对相应数据、信息和控制代码进行储存的关键设备，其中系统储存器主要是对系统程序进程储存，而用户储存器则是对系统运行过程中产生的各类数据信息进行储存。储存器是PLC控制系统实现各项指令、收集分析各类数据、监测系统运行状态的基础，其应当具备容量大、优质耐用、抗干扰和抗入侵能力强的特点^[4]。另外，编程器则作为PLC控制系统关键外围设备而存在的，其主要功能是让用户能够写入、检查和优化程序，对相应指令进行编程。编程器是PLC良好扩展性的实现主体之一，通过它可以让用户进一步挖掘PLC控制系统的功能和价值。最后，I/O扩展单元主要是实现系统中相关输入、输出点扩展的主体，在对PLC控制系统进行设计和管理时，若发现扩展点超出限制，则需要使用I/O扩展单元进行扩展，进而保证系统功能能够正常运转。

结束语：

总结而言，基于PLC控制系统的电机变频调速试验系统在实际应用中，展现出高效、可靠、节能等优势。在设计和操作过程中，需要对变频技术、组态软件技术和PLC技术进行灵活应用，构建一套软件硬件高效互通、数据信息高效应用的系统。通过该系统，可以实现对电机的合理化应用，提高电机运行效率，降低故障率。同时，还能通过大量信息数据的收集和分析，为电力产业的管理和发展提供重要依据，不断提高电力产业的生产质量和管理水平。

参考文献：

[1]郑田娟.基于可编程逻辑控制器的变频调速系统研究[J].现代电子技术,2019,42(19):164-167.

[2]王玉娟.基于PLC的变频器电机调速的方法探究[J].科学与财富,2019(6):18.

[3]刘道宏.PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现[J].建筑工程技术与设计,2018(33):3859.

[4]唐明媚.基于S7-200PLC与组态王的三相异步电机变频调速控制[J].北华航天工业学院学报,2019,29(2):1-4.