变频器在PLC自动控制技术中的运用研究

周 会

（江苏省盐城技师学院，江苏 盐城 224000）

0 引言

PLC自动控制技术其实就是一种可进行编程的逻辑控制器，对于电气控制领域的发展具有重要意义，变频技术作为电气控制领域的核心内容近年来在我国也获得了很好的发展，在未来，变频技术有可能会取代直流调速技术，变频技术必须要用到变频器，而传统的变频器通常是需要通过人工来操作，但是PLC自动控制技术与变频器技术的融合，刚好可以改变传统的变频器操作模式，实现人机互动，用机器来操作变频器，在实际应用中提高变频器处理数据的能力，提高企业生产的自动化水平，促进我国经济水平的提高。

1 PLC自动控制技术概况

存储器、控制器、输入板块和输出板块共同构成了PLC自动控制系统，这项技术的实际操作相对简单，同时还具有稳定性强、抗干扰能力强和控制精度高的优点。PLC自动控制技术控制下的产品使用寿命相比于其他技术形式要长，在使用上也比较方便。变频器在PLC自动控制技术中的应用可以使变频器得到更好的控制，传感器可以收集到变频器的运行状态，而PLC自动控制技术刚好可以将变频器的运行状态进行反馈、分析与处理，比如远端变频器在工作过程中出现了问题，PLC自动控制技术就会有所反应，相关工作人员就可以根据提示对机器故障进行检修[1]。

PLC自动控制系统就像是人的大脑中枢，首先它可以将与传感器与变频器相关的所有信息进行收集，然后可以根据这些收集来的信息做出判断，然后将这些判断传送到变频器与危险报警显示装置，这些装置由此可以产生相应的反应，输入信号会传送到变频器的控制端，从而根据指令及时调整电机的运行状态，与此同时，PLC自动控制系统也会时刻监督变频器的反应，如果变频器反应失灵，系统就会自动发现警报，提醒工作人员设备运行出现了问题。这就是PLC自动控制系统的运行原理。

2 变频器中的常见故障

2.1 过电流故障

通常来说，变频器的功率通常稳定在75 kW左右，然而在设备运行过程中，功率通常会超过变频器所能承受的范围，导致电流故障和工作质量下降。过电流故障主要分为加速过电流故障和减速过电流故障，加速过电流故障主要是因为变频器在运作过程中加速过快，功率过大导致，而变频器在减速的时候，减速的时间不足以缓冲过高的负荷惯性，这时同样会导致功率过大而出现减速过电流故障，过电流故障会严重影响变频器的使用寿命与质量。

2.2 电动机超载故障

在实际操作过程中，还会出现电动机过载现象从而导致电动机过载故障，进而加大对变频器的消耗，导致变频器工作效率降低，变频器工作质量也随之下降，此外，电动机散热功能差的话也容易导致变频器出现问题。

2.3 变频器中的噪音与振动现象

变频器在运行过程中出现的噪音与振动现象比较普遍，当变频器在运行中出现了噪音，可能是通风出现了问题，或者是电磁与机械的运行出现了问题，变频器运行中出现的振动主要是电磁振动与机械振动导致的，当变频器在运行中出现了噪音与振动现象，意味着变频器出现了问题，相关工作人员可以对故障的原因进行排查。

2.4 变频器受热故障

机械在运行过程中会产生机械能与热量，变频器在运行过程中同样会产生大量的热量，这会使变压器的温度在短时间内升高，从而导致变频器出现故障，同时变频器所处的环境会影响变频器与变压器的散热，从而导致变频器因过热无法正常工作[2]。

2.5 变频器参数设置问题

传统的变频器运行通常由人工来操作，在参数的设置上如果出现了失误，就会导致变频器出现故障。

3 变频器在PLC自动控制技术中的应用

3.1 变频器与PLC模块型号的选择

在我国经济社会不断发展，科学技术水平不断提高的背景下，当前我国的工业生产已经离不开了变频器的使用，市场上同变频器相关的产品也很多，工业企业面临着很多的选择，只有选择合适的变频器与PLC模块型号，才能在最大限度上提高生产效率。在对变频器进行选择时，相关工作人员应该按照一定的选择标准对变频器进行选择，在选择的过程中应该结合自家企业的需要，而不能一味地追求变频器的性能与种类的多样。在对变频器进行选择的过程中还应该考虑电机负荷是否能够满足机械运行的整体需求，避免不符合要求而造成变频器的故障，同时还要考虑变频器的可靠性与稳定性，总之在对变频器与PLC模块型号进行选择时，一定要全方面地考虑工厂的真正需要。

3.2 通信协议的实现

当前我国企业已经可以通过变频器对PLC自动控制技术进行控制，而这种控制是通过通信协议来实现的，我国目前应用的通信协议主要包括专用协议 和统一通信协议，而PLC自动控制系统对变频器的控制主要是通过专用通信协议来实现的，专用通信协议根据自身条件又可以分为modbus通信协议与自由口通信协议。自由口通信协议对变频器的控制主要是控制变频器的多自动控制系统，变频器与PLC自动控制系统可以通过自由口通信协议来进行沟通，从而实现对程序的自由控制，不同型号的变频器输出的信号可以相互转换。利用自由口通信模式可以让变频器的运行更加自由、可靠与安全，所以工厂生产企业在程序编写完成后通常都会用到自由口通信模式[3]。

modbus 通信协议本质上属于串行通信运行应用中的一种，所以 PLC 自动控制系统与变频器使用 modbus 通信协议的工作中，可以支持各种形式的检验。PLC 自动控制系统采取合理的通信协议规划，有效进行通信协议系统规划，这些细节关乎了电器的使用质量，及时有效地对机器进行监督和控制，提升变频器的使用质量，降低变频器在运行过程中的风险，提高工作效率。提高了 PLC 自动控制系统在运行过程中，对变频器的效率，满足工业企业发展的各种需求（见图1）。

图1 PLC连接图

3.3 PLC自动控制系统与变频器的连接

为了让变频器与PLC自动控制系统之间能够更好地融合，还可以采用变频器端子与PLC系统连接的方式进行连接，PLC系统与模拟量端子可以进行连接，PLC系统与数字段也可以进行连接，连接方式的选择通常由变频器的自身条件来决定，PLC系统与数字端的连接既可以实现对变频器的自动控制，又可以预定程序来调节机器。变频器与 PLC 自动控制系统连接后运行过程中的预定频率同变频器上具备的数字量输入端子数量成正比。在当前的工业生产中，大部分的企业都具有选择隔离连接方式的能力，连接方式的合理需要考虑PLC系统与变频器的自身特点，同时还要同企业自身的生产需求相结合，对频率进行调节，从而尽可能地满足企业不同的生产需求。PLC自动控制系统能够满足变频器的需求，从而帮助企业提高生产效率。

综上所述，变频器的出现改变了原有的生产模式，在很大程度上提高了生产效率，让工厂生产活动更加便捷，不过单一的变频器技术的数据处理能力仍然相对有限，而PLC自动控制系统与变频器技术的融合使双方的性能都得到了优化，变频器的数据处理能力更加的强大，生产活动变得更加便利，极大地提高了生产效率。