董一冰

【摘要】本篇文章主要對(duì)PLC通訊在高壓變頻器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和研究，提出通過多種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高壓變頻器的靈活調(diào)節(jié)與能耗控制，為以后的PLC通訊總線的應(yīng)用提供有用的建議。

【關(guān)鍵詞】PLC通訊總線；高壓變頻器；控制系統(tǒng)

使用模塊串聯(lián)的方式構(gòu)成主電路的高壓變頻器主要是通過將多個(gè)相互獨(dú)立的低壓變頻率部位輸出串聯(lián)的手段使高電壓能夠直接輸出，這種高頻電壓器是以電力電子管理技術(shù)、微電子控制技術(shù)、高速光纖通訊技術(shù)、自動(dòng)化智能化技術(shù)以及高壓技術(shù)等多種學(xué)科知識(shí)為基礎(chǔ)而研發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品，它是使用了性能高的結(jié)構(gòu)來(lái)控制系統(tǒng)，利用精準(zhǔn)的數(shù)字移相技術(shù)以及其他相關(guān)控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高壓變頻器的靈活控制和能耗控制。

一、控制系統(tǒng)的構(gòu)成

整個(gè)控制系統(tǒng)主要是由觸屏、PLC和相關(guān)的控制器這三部分構(gòu)成，觸屏用于數(shù)據(jù)信息的交互，例如輸入指令、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)情況、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息、尋找歷史信息、實(shí)時(shí)輸出錯(cuò)誤信息、查找歷史錯(cuò)誤、記錄歷史信息、記錄歷史錯(cuò)誤等，從而實(shí)現(xiàn)與使用者在數(shù)據(jù)信息上的相互交流。PLC作為一個(gè)綜合性很高的系統(tǒng)，在高壓變頻器控制管理系統(tǒng)中主要是對(duì)高壓變頻器的電氣邏輯進(jìn)行處理，同時(shí)也控制著執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，還有整個(gè)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的流程和向外通訊的接口，在這個(gè)過程中運(yùn)用了其對(duì)外部電氣的管理和控制、保護(hù)、外部問題的監(jiān)測(cè)以及控制器的各項(xiàng)指令等功能，實(shí)現(xiàn)高壓變頻器的變頻變壓功能和保護(hù)數(shù)據(jù)信息的通訊功能。

二、旁路系統(tǒng)

我們知道，高電壓的電源通過高電壓隔離開關(guān)和真空接觸儀器到達(dá)高電壓變頻器中，高壓變頻器輸出又通過高電壓隔離開關(guān)和真空接觸儀器到達(dá)高壓電機(jī)中，在高壓電機(jī)中進(jìn)行變頻的運(yùn)轉(zhuǎn)，另外，高壓電源可以直接通過真空接觸儀器來(lái)引動(dòng)高電壓電機(jī)。PLC是整個(gè)系統(tǒng)在邏輯運(yùn)算中的控制中心，尤其是在旁路系統(tǒng)中起著非常重要的作用。如果高壓變頻器在發(fā)生故障停止工作的時(shí)候便可以快速地、自動(dòng)地進(jìn)行切換，將變頻運(yùn)行變?yōu)楣ゎl旁路系統(tǒng)來(lái)運(yùn)行，等到故障解除之后，高壓變頻器又可以自動(dòng)地變換為變頻運(yùn)行。

三、PLC通訊控制程序

PLC控制程序采取了模塊化的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，可以獲得很好的效果。模塊化后的PLC控制程序能夠極大地提高系統(tǒng)的工作效率、更好地控制質(zhì)量、有助于多個(gè)人進(jìn)行合作，擴(kuò)大了各種功能，從而強(qiáng)化了對(duì)PLC的管理和控制，這樣一來(lái)，現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)的調(diào)試工作人員在對(duì)高壓變頻器進(jìn)行調(diào)試時(shí)，就可以盡可能地減少PLC程序的失誤，充分發(fā)揮高壓變頻器管理和控制的靈活性以及在實(shí)際操作中的可擴(kuò)展性。

（一）PLC開關(guān)量信號(hào)

要知道，PLC的數(shù)據(jù)輸出口與高壓變頻器的正轉(zhuǎn)啟動(dòng)、高速運(yùn)轉(zhuǎn)、中速運(yùn)轉(zhuǎn)、低速以及輸入端口是分別連接的?？梢灾苯涌刂聘邏鹤冾l器的啟動(dòng)、初始化等，也能控制高壓變頻器在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的高速、中速以及低速之間的不同組合，從而使得高壓變頻器在工作時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)多段速度的運(yùn)行，不過由于PLC使用開關(guān)量來(lái)控制和管理的，這就使得調(diào)整速度的曲線不能呈現(xiàn)出一條連續(xù)平滑的曲線，想要精細(xì)化地進(jìn)行調(diào)整速度也是很難實(shí)現(xiàn)得?？傊ㄟ^PLC開關(guān)量來(lái)控制的方式其調(diào)節(jié)速度的精準(zhǔn)度與采取擴(kuò)展儲(chǔ)存器系統(tǒng)相比，效果是比較差的。

（二）PLC模擬量信號(hào)

通過PLC年模擬量信號(hào)來(lái)控制高壓變頻器的優(yōu)點(diǎn)在于PLC控制程序的編程比較簡(jiǎn)單而且方便，同時(shí)調(diào)節(jié)速度所呈現(xiàn)的曲線是一條平滑連續(xù)的曲線，使得整個(gè)系統(tǒng)能夠平穩(wěn)的運(yùn)作。但是這種控制方式也有明顯的缺點(diǎn)，一方面它所需要的控制纜線會(huì)比較長(zhǎng)，特別是DA模塊使用電壓信號(hào)輸出的時(shí)候，其線路會(huì)出現(xiàn)較大的電壓降低現(xiàn)象，從而使系統(tǒng)的可靠性得不到保證；另一個(gè)方面這種控制方式的造價(jià)比擴(kuò)展式通訊控制系統(tǒng)高很多，經(jīng)濟(jì)性比較差。

（三）PLC通訊程序的實(shí)際應(yīng)用

主要包括了程序的初始化、高壓變頻就緒的判定、高壓分離和合起的控制、觸屏的相關(guān)接口、整個(gè)系統(tǒng)的通訊、高壓電機(jī)的控制、問題故障的解決、問題故障的分析以及其他相關(guān)的部分。下面簡(jiǎn)述關(guān)于這些部分所實(shí)現(xiàn)的功能。

（1）主程序會(huì)依據(jù)實(shí)際的條件來(lái)調(diào)整各個(gè)子程序的運(yùn)作；

（2）當(dāng)PLC通訊總線程序上電之后，PLC程序初始化模塊就會(huì)開始運(yùn)作，它會(huì)對(duì)通訊的接口進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，使得通訊的接口能夠?qū)崿F(xiàn)PLC與控制器之間通信，還能使PLC和主控制器專門性的寄存器與發(fā)生的各種問題故障進(jìn)行初始化工作。

（3）然后利用PLC通訊系統(tǒng)的邏輯功能對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)給出相應(yīng)的標(biāo)志位，例如系統(tǒng)已經(jīng)準(zhǔn)備就緒、高電壓合閘允許、高電壓已經(jīng)合上、請(qǐng)求進(jìn)一步的運(yùn)行等等。（4）用戶可以對(duì)高電壓的開關(guān)以及高壓變頻器相關(guān)的開關(guān)的分合閘來(lái)控制和管理工頻運(yùn)行和變頻運(yùn)行之前的轉(zhuǎn)換，還可以通過控制來(lái)保護(hù)問題故障出現(xiàn)時(shí)導(dǎo)致的跳閘情況。

（5）工作人員可以通過觸屏接口來(lái)查看整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的電流大小、電壓大小、頻率高低等情況，從而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行科學(xué)、合理地設(shè)置。

（6）高壓電機(jī)控制模塊主要是控制和處理電機(jī)的啟動(dòng)、停止運(yùn)作、初始化、工頻運(yùn)行和變頻運(yùn)行之間的變換等。

（7）如果系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，那么相應(yīng)的控制器就會(huì)發(fā)出故障信息，要是遇到比較嚴(yán)重的故障，便會(huì)直接斷開高壓變頻器前端口，從而切斷了相關(guān)設(shè)備的電源或者是將其快速轉(zhuǎn)換為工頻的運(yùn)行模式，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。

（8）故障分析模塊主要是將控制器輸送到PLC通訊系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行翻譯，從而將相應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示在觸屏上。

（9）模擬量處理系統(tǒng)可以將從外部收集到的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為高壓頻率相應(yīng)的信號(hào)，或者是直接將控制器輸送的一定頻率和運(yùn)行的頻率通過觸屏顯示出來(lái)。

（10）PLC控制系統(tǒng)還包括了其他的功能，主要有溫度顯示功能、新擴(kuò)展功能、遠(yuǎn)程讀取功能等。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)PLC在高壓變頻器中的應(yīng)用探究，有利于提高變頻控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加科學(xué)性、合理性和先進(jìn)性。總的來(lái)說，PLC通訊總線在高壓變頻器中的應(yīng)用是比較廣泛的，采取PLC對(duì)外部獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理、電氣相關(guān)邏輯進(jìn)行處理以及高效地控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以說PLC是一個(gè)綜合性很高的系統(tǒng)。旁路系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)工頻運(yùn)行與模式變頻運(yùn)行模式之間的相互轉(zhuǎn)化，新型的高壓變頻器具有速度快、節(jié)能多、運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)勢(shì)，適用于不同的生產(chǎn)環(huán)境當(dāng)中，還能滿足高壓電機(jī)變頻調(diào)速等多種要求，其未來(lái)的發(fā)展前景是非常好的。

參考文獻(xiàn)：

[1]王嘯東.基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].消費(fèi)電子.

[2]魏永生.用PLC變頻器改造供水系統(tǒng)[J].電子制作.2014（15）

[3]邵禎，牛永錢.關(guān)于大型機(jī)電設(shè)備變頻節(jié)能的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程.2014（17）

[4]賈華，李濤.高壓同步電動(dòng)機(jī)的變頻控制[J].內(nèi)蒙古科技大學(xué)學(xué)報(bào).2014（03）