基于PLC与工业机器人的电机变频调速系统

单保鹏

【摘  要】工业机器人经常与PLC一起构成一个完整的自动化系统。本文将开发一种用于工业机器人控制的电机变频调速系统，工业机器人作为控制器，通过DeviceNet现场总线与PLC进行信号交互，构建机器人-电机控制系统，设备接线简单，性价比高，通用性强，可用于机器人打磨、抛光、去毛刺等应用场合。

【关键词】PLC;工业机器人;电机变频调速系统

引言

为预防电机短路故障的发生，应重点按照故障的特点与情况强化PLC自控系统的防护设计，健全防护模式和机制，有效规避出现电机短路故障问题。驱动轮电机作为电动自行车的重要部件，目前国内基本靠人工或半自动化来完成，存在生产效率低、人员用量大、产品质量不稳定等现象。

1、PLC与工业机器人特点

在电气自动化控制中，采用PLC技术和变频器可以优化以往的控制方式，更适合实际的控制要求和标准。在实际工作中，通过PLC变频器的工作优势，提高了电气设备的自动控制效果，提升实际的管理水平。随着电气设备自动化控制中高压供电形势的不断发展和延伸，产生了一定危险性的行为，因此在实际工作中需要融入PLC技术和变频器加强对电网指的有效调节，并且还可以降低其中的维修率，保证电网能够具备安全性较高的特点。在大中型企业产品生产期间需要生产大批量的产品，在此过程中难免会存在产业链间接断裂的问题，在传统设备操作期间如果单元运行模块出现故障的话，那么会使整个系统出现瘫痪的问题对实际生产造成一定的影响，所以在实际工作中需要充分发挥PLC技术和变频器的优势。当单元模块发生故障的话，那么可以利用系统本身的控制功能，马上控制故障的单位，防止对其他模块造成一定的影响，在此期间其他单元模块可以更加正常的运行。CPU单元在PLC系统中所占据的地位较为突出，大多数的数据传输工作都是由CPU单元而进行的，能够完成自动接收和信息的反馈，使得整个数据工作能够具备系统性和智能化的特征，提升实际的控制效果。

2、电机变频调速系统PLC技术的应用

2.1、开关量控制

操作电气设备时，需要保证电气设备各部分开关的操作效果，利用开关有效控制电气设备的运行状态。而且大部分用电设备涉及的开关数量较多，导致用电设备操作难度急剧增加，用电设备的开关控制和实际操作水平也会受到很大影响。这就应利用PLC技术对电气设备开关量进行有效控制，借助PLC技术帮助人们明确电气设备各个开关量之间的逻辑关系，并通过可编程逻辑调整电气设备开关量之间关系，并在各个开关相互关联的条件下提高电气设备自动化控制水平。此外，还应借助PLC技术对各区域开关操作顺序进行有效控制，严防电气设备开关量在自动化控制时受到不良因素的干扰，借此保障电气设备中开关操作顺序，这就可以在开关支持下对电气设备进行自动化控制。

2.2、程序设计

首先对变频器的通信格式说明，03：读从机参数;06：写从机参数;变频器频率通信设定地址为1000H，读取运行频率地址为1001H。命令字地址为2000H，对其写入0001为正转运行，0002为反转运行，0005为停机。PLC一侧的通信，首先设置选项板CP1W-ClF11的通信参数。欧姆龙CP1H的Modbus-RTU用DM区固定分配，这里使用串口2进行通信时，命令帧的地址范围是D32300～D32349，从站地址放到D32300的低8位地址，功能码放到D32301的低8位地址，通信数据字节数放到D32302，由后面的通信数据决定，通信数据放到D32303～D32349。CRC校验码不需计算，由PLC自动计算。响应帧的地址范围是D32350～D32399，D32350的低8位为从站地址，D32354～D32355为应答内容。

2.3、系统设计模式的完善

在电机短路故障PLC自动控制系统的保护设计中，应完善系统设计模式，改进输入采样模块、程序执行模块和输出刷新模块，提升系统应用水平，充分发挥系统在电机短路故障预防、控制和保护过程中的作用价值。1）在设计输入采样模块的过程中，应重点将控制电机的命令输入到采样模块中，利用PLC系统进行所采集信息的分析、解读、研究，之后将模块、影响区、装置等各类信息输出，合理进行命令传送的情况下，利用电机继电器设备合理接收其中的信号内容，精确、准确地输入电机运行状态数值、开关量模块数值，利用先进的自控系统反馈电机的运作状况数值，反复、循环地处理，便于有关工作部门利用PLC自控系统的防护模式掌握电机的运作状况，实时、动态地监控处理，及时了解电机短路的故障问题和安全隐患，保证防护设计的科学化程度。2）设计电机短路故障原因分析的模块，科学化、动态地分析故障发生原因，预防出现延时问题，合理监控电机设备启动过程中的电流状态，如若有电流过高的现象，就应自动停机，避免出现严重的短路后果，使得系统可以安全、稳定地运作。

2.4、优化系统模块

PLC技术和变频器也有助于实现系统模块化在电气设备自动化控制中的应用，改进以往的模块化工作模式，利用PLC技术和变频器解决电气自动化设备运行中相关性强的问题，根据不同的电机设备和模块编写相应的控制程序，完成指令的输出和输入，也可以直接控制某个单元，如果在实际实施中，某一个环节存在较为严重的意外的话，那么可以马上关停这一故障的模块，防止对其他环节造成严重等影响，也降低了整个生产系统出现瘫痪情况的发生。在可编程控制器实施过程中可以缩短虚拟继电器的反应时间，比如可以通过编程的控制器来控制好断路器。在以往传统断路器应用过程中主要采取的是继电器的控制模式，不仅整个反应时间是比较长的，整个控制系统也无法满足相关的标准以及要求，在精准度方面较差。所以在实际工作中可以利用可编程的控制器，配合着PLC技术来彰显开关量控制的使用价值，满足实际的运行标准。

2.5、控制干扰

电气设备在运行过程中可能会受到各种因素的干扰，影响电气设备的运行和安全效果，电气设备在各种具体工作中的作用也会受到很大影响。因此，电气设备的抗干扰控制要在支撑下进行，发挥PLC技术的抗干扰特性，防止电气设备在自动运行中受到限制。而且不同电气设备的绝缘值规定存在一定差异，这就应在按照各项参数信息调整电气设备绝缘值参数，借此提高电气设备自动化控制水平，在维持电气设备自动化运行和稳定效果的同时，彰显PLC技术在电气设备自动化控制中的实际应用。如果电气设备因各项因素干扰而出现问题，还需要通过现代化手段对电气设备自动化运行过程中的干扰因素进行研究，之后利用PLC技术和各项干扰因素实际表现进行逻辑编程调整，必要情况下还可以对电气设备进行优化升级，及时处理电气设备运行过程中出现的故障问题，进一步提高电气设备自动化控制力度。

结束语

电气设备自动化控制系统也有越来越广泛，为了完善系统应用模式，需要充分发挥PLC制度和变频器的优势，控制伺服电机和螺丝电批等执行元件完成电机装配工作，大幅度降低了控制伺服电机和螺丝电批等执行元件完成电机装配工作，大幅度降低了。

参考文献：

[1]易铭，黄远民，杨曼.变频电机驱动皮带运输系统研究[J].佛山科学技术学院学报（自然科学版），2020，38（06）：53-57.

[2]陈川，唐岚.基于PLC的带式输送机模糊PID控制系统[J].煤矿机械，2020，41（11）：174-177.

作者简介：

单保鵬，男，山东省聊城市，汉族 2001年1月，大专，工业机器人技术。