浅析变频器中PLC自动控制技术的运用

凌家龙

摘 要：通过以西门子公司生产研发的PLC S71500和变频器S120为例，在对PLC自动控制技术的基本内涵与技术原理进行初步探究的基础上，对变频器与PLC可编程控制器的选型以及二者的通讯方式进行说明，以此实现PLC自动控制技术在变频器中的有效运用。通过利用Profinet通讯方式，西门子PLC S71500和变频器S120不仅可以成功完成通讯，同时也为工作人员运用PLC自动控制技术提升工业生产成效提供了巨大帮助。

关键词：变频器 PLC自动控制技术 通讯协议

引言：在以往的变频器当中主要使用的是人工操作这一传统变频技术，但由于其操作相对比较繁琐，难以适应逐渐扩大的工业生产需求，因此需要在变频器中适时引入PLC自动控制技术。通过结合实际情况选择合适的通讯方式，在实现PLC可编程控制器与变频器有效通讯的基础上，达到自动控制的效果，因此本文对变频器中PLC自动控制技术的运用研究具有十分重要的现实意义。

一、PLC自动控制技术的基本内涵与技术原理

（一）基本内涵

PLC自动控制技术从本质上来说指的就是一种具有可编程性能的逻辑控制器，其依托计算机技术完成在线编程。从结构上来看，PLC可编程逻辑控制器主要由硬件和软件两大部分构成，其意见包括存储器以及输入/输出模块等等，而软件系统则大多指的是系统及用户程序[1]。在运行过程中，微控制器需要通过通信接口同外部设备进行信息传递，进而达到通过微控制器对外部设备进行有效控制的效果。PLC自动控制技术本身简单易操作，并且不容易受到干扰，加之其自身使用寿命较长，因而眼下其在我国现代工业制造领域中已经得到了大范围运用。

（二）技术原理

作为PLC最为重要的功能，其在实现顺序控制的过程中需要依次经过输入采样、程序执行以及输出刷新等各个流程。具体来说，PLC通过采用扫描的方式获取全部输入端通断状态，随后在映像寄存器当中进行存储。在执行程序的过程中，根据既定顺序PLC将逐条执行程序指令，并通过利用存放在输出映像寄存器中的状态信息掌握各个元件的通断状态。在参照用户程序自动完成相关运算处理之后，直接将运算结果存入在输出映像寄存器中。输出映像寄存器中的信息在发送至输出锁存器后，将自动进行转化使之成为控制信号，随后再进行对外输出，完成输出设备的驱动工作[2]。

二、PLC与变频器的选型及系统配置

为了有效分析PLC自动控制技术在变频器中的运用，本文选择的PLC和变频器均为西门子公司研发设计的PLC S7-1500系列以及西门子变频器S120。通过使用博途软件对西门子PLC S7-1500进行硬件组态配置，在该PLC中采用的CPU即可以为S7-1500 CPU，也同样可以为ET 200MP接口模块，这也意味着该款PLC不仅可以安装在CPU机架上，同时也可以安装在ET 200MP站点之上。而作为西门子公司旗下具有矢量控制、V/F控制、伺服控制功能于一身的驱动控制系统，西门子变频器S120采用了模块化设计方式，全部组件的高速驱动接口在DRIVER-CLIQ線的帮助下实现有效连接，使得变频器的抗干扰能力得到大幅提升，其通讯速率也得到明显加快。不仅如此，西门子PLC S7-1500直接用以太网连接S120变频器，进而为实现Profinet网络通讯提供了巨大便利。

三、PLC自动控制技术与变频器的连接通讯

在通讯协议方面，西门子PLC S7-1500和变频器S120直接采用Profinet通讯的方式。以r899和r979两个设备参数的读取为例，两个数据分别为单字型与双字型，并且分别为非数组型以及含有31个元素数组。参数填写后下载至PLC当中，参数1和参数2的地质分别为DB1.DBW6为W#16#0383与DB1.DBW12为W#16#03D3，对应着r899和r979组参数。参数1在响应数据块DB2当中的地址是DB2.DBW6，W#16#2240为其值。而在Starter当中r899与2240H完全相等，数值相同[3]。参数2中DB2.DBW10是其第0个元素的地址，DW#16#00005312为其值。第一个元素的地址为DB2.DBD14，其值为DW#16#80000002。在对数值类型进行转换使之成为十进制形式之后，r979[0]为21266，而r979[1]则为2147483650，随后在继续转化其他数值类型后，可以发现DB2返回参数值和Starter数值相同。这也表明此时西门子PLC S7-1500和变频器S120实现了正常Profinet通讯。而在采用此种通讯协议下，通讯数据的限制得到极大拓宽，其不仅可以为单个数值，同时也可以为含有多个数据元素的数组，而通讯报文字长及格式等也更加具有灵活性，使得用户可以同时读写大量变频器数据。值得注意的是，西门子PLC S7-1500在采用Profinet通讯形式和变频器S120进行相互通讯的过程中，用户同样也可以利用该通讯接口和其他西门子的设备进行通讯，西门子变频器S120控制单元则在同西门子PLC S7-1500进行Profinet通讯连接下，完成所有通讯任务。

结束语：本文在使用Profinet通讯协议实现西门子PLC S71500和变频器S120成功通讯下，使得PLC自动控制系统的自身作用可以得到充分发挥，有助于提升工业生产成效。因此在日后的工业生产及其他领域当中，工作人员还应当结合实际情况科学进行PLC系统以及变频器的选型，在实现PLC自动控制技术和变频器的深入融合下，有效完成工业生产工作，推动工业化的长久稳定发展。

参考文献：

[1] 袁帅，彭金仲，李凯. PLC自动控制技术在变频器中的运用[J]. 通讯世界，2017，13（02）：228-230.

[2] 孟祥晖. 探究PLC自动控制技术在变频器中应用[J]. 山东工业技术，2016，05（23）：269-270.

[3] 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，2012，32（03）：86.