数控技术
与皮
谈PLC模拟量控制在变频调速系统中的应用
孟强
(青岛港湾职业技术学院山东青岛266404)
摘要：现今工业控制中PLC的应用越来越广泛，本文以西门子公司生产的PLC为例，同时结合了变频器用于调造系统中的理论和特点，简单的描述了PLC的模拟量控制方法，应用在变频器调节违度的系统，并给出了基于西门子S7-200PLC模拟控制变频调速的系统接线方案。
关键调:PLC模拟量控制变频器调速
中图分类号：TP273
文献标识码：A
伴随现代电力电子技术，计算机技术，通信技术和现代控制理论的不断发展，PLC的设计技术手段也迅速发展，从早期的依靠继电器接触器顺序、定时控制，装置中的器件基本上都是分立的，到现在的采用大规模的集成电路构成系统微处理器，同时拥有模拟量处理、数字运算、人机接口和方使的组网能力，在现代控制设备，机械化与自动化生产中获得了大量的应用，PLC用于工业生产过程的电动机调速的控制枢纽，同时配套与其紧密关联的变频调速技术，在现在或者不久的将来的冶金、石油、化工，机械和工业生产流水线领
域取得更广泛的使用。 1变频器调速系统简介
现实工业过程化的的生产过程需要大量的动力拖动，一般情况下我们采用电动机拖动来满足生产工业过程中的动力需求，目前，随着交流电动机在调速技术方向上的发展，再加上其体积小、重量轻、价格地，运行稳定可靠等优势，逐渐的取代传统的直流电动机调速的地位，在机械电力拖动中的应用更加普速，
根据电动机拖动理论，获知交流异步电动机的调节转速的公式
为：
n
60h (1-s)
60.f
- (1s) : p
2元p
公式中：一—定子通入电源的频率 6一一相应的角频率
D一一交流异步电动机的磁极对数 S——电动机的转差率
交流电动机的转差率定义公式： S = (, ) _ ( 0)
n,
60.f_60g
p2xp 公式中：",一
一交流异步电动机的角频率
①——系统本身固有角频率
(11)(12)(13)
根据公式11、1-2和1-3所示，如果我们想改变交流异步电动
机的转速大小，可以通过改变输人到交流异步电动机定子绕组的电源的频率，来达到最终设定异步电动机的同步转速及和实际转速n，根据电动机转速理论可知，电动机的实际转速和同步转速虽然是同步变化的，但是实际转速一直小于同步转速。因此，当增加或者减少输人电源的频率于时，首先发生改变的是同步转速增加或者减少，然后实际转速紧跟着也发生增加或者减少，通过改变输人电源的频率值的大小来影响异步电动机转速输出值的大小调速方式，
表1PLC的I/O端口的地址分配表
输人信号输出信号
启动按钮SQF 停止按钮SM2 变频器线圈
10.0 10.1 1Q0.0
文章编号：1007-9416(2013)03-0042-0)
称之为变频调速。假使将电源的额定频赖率定位基频，通过把基频变大调速，称之为恒功率调速，相反称之为恒转矩调速，然而，根据公式中的改变电动机的极对数p或者转差率s的调速方式，变频调速更适合现场的操作，经济实惠、调速范围广且稳定、机械特性高，因此
变频调速的未来发展前录广阔。 2PLC模拟量控制变频调速
PLC是由很多的功能模块组成的，这次变频调速使用的模拟量模块也是它所拥有的众多模块的一种。模拟量模块包括模数和数模两种转换模块，它们分别将输人的或输出的模拟量转换成数字量，或者将输人输出的数字量转换成模拟量，并且这种方式的转换精度很高。
本文章以西门子公司生产的S7-200系列的PLC作为设计的控制中心，同时选用有四路模拟量输入和一路模拟量输出和一路电流输出的模拟量模块EM235作为对变频器控制电机转速的信号输出控制端。
2.1参数的设置
在整个变频器调速系统中，变频器的输人信号给定的是0"10V 内的输人电压的控制，有些试验系统中可能为420mA的电流信号控制，所以，模拟量模块EM235的输出信号选择0"10V，具体其输出模拟量的大小受控于映像寄存器AQW0，面AQW0为16位的，应该
按16位来计算，其能输出的电压大小和AQW0之闻的关系为： AQwo=(2"-1)
(21)
10
在实际设计中，根据每个阶段的电动机的运行情况，设置该阶段的电压变化范围。下图给出该PLC的I/O端口的地址分配表(表1)。
2.2系统程序设计
PLC的标准编程语言有梯形图、功能块图和顺序功能图三种，而梯形图设计是现今使用最广泛的一种编程语言，其最大的特点是
直观清晰，因此系统程序设计采用梯形图。 3结语
PLC模拟量变调速系统硬件连接没有大量的开关器件和繁复的连线，软件编程设计也完成了对模拟扩展模块电压的控制，输出了精确稳定的电压波形，通过最后的调试验证，整个系统能完美
的将PLC和变频器结合起来，满足生产工艺的各项指标需求。参考文献
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[2]胡紫岳.现代交流调速技术[M].北京：机械工业出版社,1999.