PLC和变频器实现电气自动化控制的探讨

PLC和变频器实现电气自动化控制的探讨

 ,孙仕浩

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摘要：近年来，随着我国经济发展，随着自动化控制技术的飞速发展，PLC 和变频器逐渐成为工业生产活动中不可或缺的一部分。PLC和变频器在现代控制装置技术中占据着至关重要的位置，且与通信、计算机以及相关行业具有密切关联。基于此，本文首先简要分析了PLC和变频器的基本概述，其次阐述了PLC和变频器实现电气自动化控制的操作要点，以期对相关部门的生产活动有所帮助。

关键词：PLC和变频器；电气自动化控制；探讨

引言

随着自动化控制技术的飞速发展，PLC 和变频器逐渐成为工业生产活动中不可或缺的一部分。PLC和变频器在现代控制装置技术中占据着至关重要的位置，且与通信、计算机以及相关行业具有密切关联。基于此，本文首先简要分析了PLC和变频器的基本概述，其次阐述了PLC和变频器实现电气自动化控制的操作要点，以期对相关部门的生产活动有所帮助。

1PLC 技术的概述

与传统的控制系统相比，PLC 技术在工业领域的使用寿命更长，且工作过程的稳定性高，具有较强的泛用性。在实际应用阶段，若其控制对象只是单一的电气设备，如电动机等，则其所起到的控制效果往往远远超越传统控制系统，而其在控制变频器时，系统需不断地收集与分析各项数据信息，并对其发出对应指令，这些指令最终将会传输至变频器及对应报警装置。 同时，变频器本身或传感器也会持续收集运行过程中的信息， 反馈至 PLC 系统， 随后PLC 系统会自动分析数据，当发现故障等情况后则可进行报警。PLC 在本质上是以微处理器作为核心实现对工作系统的数字化控制， 通过基于 PLC 技术的变频器调节电动机工作所需的不同输出频率，使其达到最佳的工作状态。同时，PLC 和变频器的结合，还可以运用计算机智能化设备进行操作，实现对自动化控制流程的检验，实时检测电流的变化情况，避免或减少设备故障，让工作人员第一时间掌握故障出现的区域，并采取相应的维修方案，以保证 PLC 和变频器的正常使用，避免在电流运行期间出现问题，提高生产活动的实施效率。从而保证PLC和变频器的合理应用，节省电气自动化控制工程中的资源损耗，节省工程的实际成本。所以，PLC和变频器的联合操作方式可以实现电气自动化控制，完成对电气设备的自动化管理。

2PLC 控制变频器的连接方法及工作模式

2.1PLC 控制变频器的连接方法

PLC 与变频器在功能上具有一定的重合，两者均可应用于控制电动机设备，但 PLC 应用的范围和领域更广，其性能也更强，控制精度更高。 变频器在应用过程中则无法实现编程、改变电源频率以及电压参数等操作，但其可由PLC 进行动态控制，以达到对应目的。 同时使用两种设备时，需要进行两者的有效连接。 目前，PLC 与变频器之间进行通信所采用的主要为串行接口协议（USS），该协议按照串行总线的主从通信原理确定访问方法。通常串行总线可连接 1 个主站和最多 31 个从站。工作过程中，主站能以报文中的字符选择所需要传输数据的从站，同时，当主站未提出对应通信要求的情况下，从站无法进行信号数据的主动发送， 且不同从站也无法进行相互间的信息传输。

2.2 PLC 控制下的变频器工作模式

PLC 在控制变频器的过程中，需要依托对节点信息的持续分析与把握，评估实际情况与预期之间的差距，并通过持续性的调节优化控制过程，达到减小误差和保障系统自动化程度的目的。 因此，提升两种设备之间的协同性至关重要。 为了确保 PLC 设备与变频器之间的高度协调，在实际工作中，相关单位和人员必须严格保证两种设备在语法方面的高度一致，如传输向量、信号格式和信息解读方法等。同时，为了避免在控制过程中出现严重干扰现象。

2.3RS-485 控制变频器

在 RS-485 控制变频器的方法下，PLC 设备可控制变频器，同时通过整合系统各节点信息，对变频器的整体工作状态实施调整。 需要注意的是，实际工作中变频器的工作状态信息会传输至系统中的状态估计器，这些信息的存在会对 PLC 的控制过程形成一定影响。 因此，也可以了解到， 在相关系统中，PLC 和变频器始终处于相互制约和资源共享的状态下。 RS-485 通信口通信方式是现阶段PLC 与变频器进行通信的重要方法之一， 以三 菱 FR-A540 型变频器为例， 这类型的变频器存在一个与操作面板进行连接的 PU 接口，这接口在实际应用过程中可应用于 RS-485 通信。

3电气自动化控制内 PLC、变频器的应用

3.1PLC 与变频器选择

要综合品牌、功率、电流、电压、实际负载、运用场所等因素后再选择变频器，购置产品过程中要认真检查配件是否齐全，明确是否需要单独购置控制面板，是否需配备滤波器、制动电阻单元等。关于 PLC 的选用，一般是从其实际运用的视角出发，一般建议依照控制功能或输入输出点数多少选择产品型号。依照功能差异选用大、中、小不同档次的 PLC ，对于用户群体而言，很难选出整体性高的 PLC 产品。基本输入输出点数、品牌对 PLC 型号起到了决定作用。模块型 PLC 能对外提供多种拓展模块，能够帮助用户结合输入输出点数灵活进行搭配选用。

3.2PLC 在变频器内的应用

将 PLC 控制技术用在变频器内，能够显著提升通讯协议的使用效率。通常情况下，通讯协议有自由口与 m od-bus 通信协议之分，应结合电气设备的现实生产情况选用最合适的通信协议，组合 PLC 控制与变频器能建立出一种新的专用型通信协议。通常状况下，PLC 控制系统要连接变频器端子，而变频器端子有模拟量端子、数字端子之分，与模拟端子进行连接相比较，PLC 控制系统和变频器数字端子进行连接能进一步提升操作额定便捷性，也使系统运行状态的稳定性得到更大保障，在这样的工况下 PLC 系统能发挥出更大的功能价值。

3.3变频器在电气自动化控制内的应用

在电气自动化控制领域内，运用变频器可以替代电网控制柜、空气开关等诸多模块，进而精简系统的运行流程，降低成本费用，节省能源资源，全面提升生产效率。可以采用变频器调节控制电气设备的功率。电气自动化控制时间实践中，设备功率过高时会运用高压供电，运行安全性明显降低，在这种工况下配合运用变频器能快速地把很多大功率电气设备的供电电压调节成低电压，进而提高电气设备现场使用的安全性，有益于延长设备的使用寿命。

3.4PLC 与变频器结合实现电气自动化控制的办法

变频器能以现场总线系统作为依托把相关信息完整地传送至 PLC 系统内，PLC 专门执行通信管理的调控任务，PLC 将信息转发至后台控制中心，D C S 运用 PLC 联网至变频器，共同组成了过程控制系统，达到了对生产工艺过程的精准控制。PLC 与变频器两者的结合应用是传统电气控制技术的革新形式，为电气企业稳定发展提供了技术支持。过往部分电气设备使用过程中潜在着诸多隐患因素，电气自动化控制水平长期未见提升，通过结合运用PLC 与变频器，能显著提升电气设备运行的安全性、可靠度。

结语

综上所述，为实现现代工业自动化控制管理，需增加PLC和变频器的应用，重视其在生产活动中的作用。同时，还要展现出 PLC 和变频器的强大功能，使其在应用环节免受外界因素干扰，增加生产活动的可靠性，完成对电气自动化的控制，进而提升系统的性能，满足当前社会对电气自动化的需求。

参考文献

[1]卜伟伟.电气自动化工程中 PLC 的应用分析与发展探讨[J].新疆有色金属,2022,45(03):87-88.

[2]谈太良.基于 PLC 的大型仪器仪表自动化控制系统设计[J].中国设备工程,2022,74(09):142-144.

[3]尚建楠.PLC 技术在可再生能源制氢自动化中的应用探索[J].中国设备工程,2022,45(08):88-89.

[4]张继伟,文立菊.PLC 在继电器自动化控制中的应用[J].齐齐哈尔大学学报(自然科学版),2022,38(03):37-41.