数控技术
PLC 自动控制技术在变频器中的应用研究
郭传奇
(烟台市联通人力资源服务有限公司山东烟台264000)
数事术与点用
摘要：本文首先对PLC和变频器的原理进行介绍,并在此基础上对PLC自动控制技术在变频器中的具体应用进行研究。期望通过本文的研究能够对变频器自动化控制的实现有所等助。
关键词:PLC变频器控制
中图分类号：TM921.51 1PLC与变频器的原理
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2014)05-0010-01
器的信号为模拟信号，该信号经过A/D转换成数字信号后传输会给
1.1PLC的原理
PLC即可编程逻辑控制器，是一种以计算机技术为基础的新型工业控制装置，近年来在工业生产自动化领城得到了广泛应用。PLC 的硬件系绕主要由中央处理单元、输人输出电路、存储器等构成，软件系统主要由系统程序和用户程序构成。PLC的主要功能为顺序控制，工作过程可依次分为输人采样、程序执行、输出剧新，其控制系统如(图1)所示
循环、连续扫描是PLC的工作方式，可以有效避免继电器控制系统中出现时序失配、触点竞争等间题，在输人采样环节，PLC利用扫描获取所有输人端的通断状态，之后将其存人映像寄存器。在程序执行环节，PLC按照一定顺序对程序指令进行逐条执行，利用输人，输出映像寄存器从而获取元件通断状态，并按照用户程序进行运算，在输出映像寄存器中存人运算结果。在输出剧新环节，输出锁存器会接收到输出映像寄存器中的信息，将其转化为控制信号对外输出，进而驱动输出设备，以上的工作过程为PLC循环扫描中的一个扫描周期，一般情况下，扫描周期为几ms到几十ms。
1.2变频器的原理
所谓的变频器具体是指能够将50-60Hz的工频电源转变为各种频率的交流电源，实现电动机变速运行的装置。其结构如图2所示。
变频器的控制电路为高性能的微处理器，其利用A/D和D/A 接口接收相关信号并加以处理，具体包括启停及正反转操作控制信号的处理。通常情况下，在PLC自动控制系统当中，PLC输人至变频
CPU
接
外部输入
存储器通信接口
外部设备
输
出按日
图1PLC控制系统结构示意图
定流电
整流电路
电网电
武话中间电路
控朗电路
送变电路
图2变频器结构框架示意图
10
方方数据
8 外部输出
交流电
载车和电乐可话
微处理器。虽然变频器的种类相对较多，但其基本工作原理却大致相同，控制方式主要有以下几种：量控制、转矩控制、转差频率控制、协调控制等等。
2PLC自动控制技术在变频器中的具体应用
2.1PLC与变频器选型
(1)PLC,在整个控制系统当中,PLC是核心，在充分考虑工业生产现场环境恶劣的前提下，并经过技术经济性比选之后，决定选用西门子公司研制开发的S7系列PLC中的S7-300PLC.大量的应用实践表明，该系列的PLC在自动化系统中具有着强大的控制功能，其使用范围较广，从替代继电器的简单控制到复杂的自动化控制均有所涉及。
(2)变频器，目前，在电力电子，微电子等技术的发展非常迅速同时，半导体生产工艺的改进使其价格大幅度降低，从而使得变频调速装置在工业领域中的应用越来越广泛，为了确保变频器与PLC 之间的通信，故此选用西门子公司出品的G120系列的变频器
2.2变频器自动化控制的实现方法
(1)通过I/O端子实现自动化控制，PLC自动化控制技术需要利用PLC和变频器的I/O端子予以实现，在实现的过程中可根据实际情况的不同，将其划分为两个不同的实现方向，即模拟量端子与PLC 连接和数字输人端与PLC连接。前者是指在PLC自身不带模拟量端子的情况下，只需连接PLC的扩展模块与变频器模拟量端子，便可以实现自动化控制，后者是指在PLC自身携带1/O端子的情况下，可利用导线连接PLC与变频器的输人端子实现自动化控制。这种实现方法可有效启动或停止变频器，对变频器的预定频率进行设置，若变频器的数字量输人端子较多，则可获取较多的固定频率。
(2)借助DP通信协议实现自动化控制。可将S7-300PLC作为主站，并将G120变频器作为从站，由PLC向G120传送运行指令，同时接受来自于G120反馈回来的运行状态及故障报警信号。变频器现场总线控制系统的核心是通信协议，可借助DP通信协议来实现自动化控制的目标，DP通信协议的数据电报结构分为网络数据、协议层和电报头，其中网络数据具体是指PPO，包括参数值PKW和过程数据 PZD，前者是G120变频器运行时需要定义的一些功能码，后者则是变频器运行过程中要输人和输出的一些数据值，如速度反馈值，频率给定值等等，DP通信协议共有两种类型的网络PPO，一类是无 PKW却有2或6个字的PZD，另一类是有PKW并且还有2.6或10个字的PZD。对网络数据进行如此定义的主要目的是为了完成不同的任务，这样PKW与PZD之间的传输便可以互不影响，两者均能够独立
工作，从而使变频器能根据上一级自动化系统的指令运行。 3结语
总面言之，PLC自动控制技术以其自身诸多的优点被广泛应用于工业领城，本文重点对该技术在变额器中的应用进行了研究。在具体应用中，变额器自动化控制的实现是关键环节，采用DP通信协议可以使自动化控制的实现变得更加简单，在未来一段时期应当重点加大对PLC自动控制技术的研究力度，并在现有的基础上进行不断改进和完善，使其能够更好地为工业生产服务，这对于促进我国
工业发展意义重大。参考文献
[1]梁锋,陈洋.刘江.关于PLC变频器技术的特点及实现的分析研究[J].中国石油和化工标准与质量.2012(3).