基于PLC與變頻器的交流電機調速控制系統

劉偉立

摘? 要：變頻調速系統中，變頻控制與 PLC的應用是十分關鍵的。所以，要根據現場實際情況，對變頻器和 PLC進行優化控制，以確保二者都能實現真正的自動控制，希望能在一定程度上減少交流電動機調速系統的能耗，本論文以 PLC和變頻調速為基礎，對我國電動機行業的發展起到了積極作用。

關鍵詞：PLC;變頻器;交流電機

采用變頻調速器可以有效地提高工業的自動化程度和提高工作的工作效率。為此，設計者必須加強對變頻調速的研究，深入理解其工作機理，并利用其自身的制動、調速、啟動特性，并運用組合程序 Wincc進行控制，確保調速的穩定。

1、PLC概述

PLC是一種常用的計算機控制軟件，它所使用的內存都是可編程的，具有儲存程式的功能，可執行順序控制、計數及邏輯運算等有關運算，并以模擬量、數字等形式進行資料的輸出與輸入，對各類機器的運作進行高效控制。

PLC供電在電力供應中占有舉足輕重的地位。PLC的控制中心是微機，該軟件受 PLC軟件編程的支配，具有從編程軟件輸入的程序和資料的接收和儲存，并可以進行故障診斷。此外， PLC的相關設備能夠適應用戶對變頻調速器的要求，提高 PLC的抗干擾性和穩定性。另外，通過 PLC配線與程序的設計可以達到某種程度上的同步，既可以大大減少研發周期，又可以大大地提升交流電動機的工作性能。

2、變頻器概述

本工程在進行交流電動機的控制時，十分注重變頻器的應用，并將它應用于電工、電力、信息和控制等方面。另外，采用變頻技術可以有效地解決傳統的 DC電機自身的抽水問題，確保了交流電機的優越性。由于其自身堅固耐用，結構簡單，采用變頻技術可有效地克服交流電機的速度問題。

2.1變頻器在交流電機調速控制系統節能結合方面的運用

通過對變頻調速器的詳細研究，可以看出它是一種典型的泵、風機，它可以在一定程度上減少電力的損耗，通?？梢怨澥?0%～60%的電力，再加上風機和泵的負荷，它的功耗與速度成正比，既可以達到節能的目的，又可以改善整個系統的性能。另外，水泵負荷和風扇自身的負荷占到了總功率的5%，而從實際運行中的諸多影響因素來看，水泵負荷和風扇自身還有很大的改進余地，采用變頻技術既可以節省大量的電力，又可以節省大量的電力。還可以減少你的投資收益。從以上公式可以看出，變頻調速器在變頻調速器中占有舉足輕重的地位，具有很高的實用意義。

2.2變頻器在精度自控系統中的運用

為了提高變頻調速器的工作穩定，應注重對變頻調速器的技術應用，從變頻調速器自身的功能出發，它自身具備了智能化、復雜的數學計算能力。著重對其輸出的準確率進行了研究，其準確率通常在0.1～0.01%，并對其進行了合理的防護與測試，使其應用于自動控制，提高了整個轉速的控制水準，保證裝置的操作安全。

2.3變頻器在提升產品質量和工藝水平中的應用

通過對變頻調速技術在提高產品品質、提高技術水平等方面的運用，可以明顯地減少設備在運行時產生的噪音、振動，并能提高設備的使用壽命，降低設備在使用后發生故障的可能性。另外，在產品生產中使用變頻調速裝置，可以對現有的設備進行優化、精簡，從而使裝置的運行與控制更加人性化，更改原來的技術規格，以改善整體設備的性能。

3、PLC 控制器變頻調節特點

3.1變頻調速具有良好的節能性

PLC的變頻調速系統，可以對電機的各個環節進行調整和控制，最大限度地發揮出設備的作用。經過研究和操作，采用 PLC控制的變頻調速系統不僅可以節約能耗，而且還可以有效地降低系統運行時的能耗，從而保護自然環境。這樣可以極大地節約能源、節約資金，合理使用能源，促進同電力公司的迅速發展。此外，在實際應用中，還可大大降低電網在運行時的負荷，降低了原有的電動機容量。保證馬達的工作速度和穩定性。另外，采用 PLC控制的變頻調速系統可以對原有的龍門刨床、繞線電動機進行節能控制，從而大大降低了電網的投資成本，保證了 PLC電機變頻調速在電網中的廣泛應用。

3.2 PLC 控制器能夠提升電機效率

PLC控制器可廣泛用于起重機械、機床和輸送等各個方面。同時，它的使用壽命也有所提高，并有效地提高了使用的效率。另外，采用 PLC進行變頻調速，對某些電力系統及產品進行了優化，從而改善了電力系統及產品的使用品質與效率。PLC變頻調速系統是一種系統性、綜合性的高技術。該系統在微電子技術和計算機技術中得到了廣泛的應用，能夠對電動機的頻率進行基本的調節。同時， PLC的變頻調速系統也能實現對電力系統及產品的加熱，降低了電流對電動機的沖擊，確保了電動機的安全與安全。同時，本系統還能有效地降低電動機的負載水平，對電動機的工作狀況進行監測，對故障原因進行分析，并提出相應的對策。同時，本系統還能對電動機進行有效地保護，保證電動機的安全性，降低人為和自然因素對電動機的破壞。

4、基于PLC與變頻器的控制方法

4.1變頻器端子控制

終端控制是最早的一種控制方式，通過 PLC的開關量信號來控制變頻器，它的控制過程是由可變控制器 PLC來控制輸出信號，同時輸出信號控制變頻器停止、啟動和復位，以及對三個結合變頻器、高-低三個終端進行控制，從而達到多級工作。通常情況下，變頻調速器的數量越多，對 PLC的輸入、輸出點的要求也就越高，從而增加了控制費用，而且這種控制方式都是由開關量來控制，不能實現連續平滑的線性調速。一般用于對速度的要求不高，頻率變換器數量少，不需要反饋信號的控制系統。

4.2模擬量與通信控制方法

仿真控制采用 PLC的 DA仿真值來進行變頻調制解調器，一般 DA模組每一路只能對一組變頻調速器進行一次控制，其工作原理如下：通過 DA仿真的模組將 PLC的數字值轉換成4～20 mA的電流信號，或低于10 V的電壓信號來進行變頻，使 PLC的數字值發生變化，由此變化模數，達到電動機換擋速度。該仿真量控制方式具有程序設計簡便、速度平穩、工作性能可靠等優點，但是采用了電壓信號進行仿真。當線纜長度過大時，會使控制線發生電壓下降，從而對電網的安全性造成一定的不利影響。

結束語

為有效地改善交流電動機的節能效果，需要對電動機的結構進行優化，加強變頻調速、PLC的使用，并做好數據的收集。最大限度地減少環境因素對設備的影響，提高 PLC的工作可靠性。

參考文獻

[1]葛文爽.基于PLC與變頻器的交流電機調速系統的探究[J].電子測試，2021（5）：117-118.

[2]王卉.PLC與變頻器交流電機調速控制系統[J].信息技術與信息化，2019（8）：68-70.

[3]張增亮，吳曉靜.淺談PLC自動控制技術在變頻器中的應用[J].石河子科技，2020（6）：27-28.BE2AC842-10F1-472C-9D4F-46DD673A4EE9