黃子宸

南寧軌道交通運(yùn)營(yíng)有限公司 廣西 南寧 530000

PLC以及變頻器作為計(jì)算機(jī)技術(shù)中的重要產(chǎn)物之一，這兩者之間與傳統(tǒng)的控制技術(shù)相互結(jié)合，可以有效強(qiáng)化電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的控制功能，特別是在當(dāng)前信息技術(shù)飛速發(fā)展的環(huán)境下，傳統(tǒng)的設(shè)備系統(tǒng)以及技術(shù)形式很難滿足當(dāng)前諸多電氣企業(yè)的自身發(fā)展需求，再加上市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)的不斷激化，電氣企業(yè)如果想要在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形式中謀求生存之路，并不斷推動(dòng)自身技術(shù)革新，就務(wù)必要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制，而PLC和變頻器的結(jié)合應(yīng)用，將是實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制的關(guān)鍵所在[1]。因此，在不斷的研發(fā)與探索過(guò)程中，需要注重PLC技術(shù)及其原理，并深入分析變頻器技術(shù)應(yīng)用時(shí)的諸多特點(diǎn)，這樣才能夠?qū)LC和變頻器實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行逐一挖掘。

1 PLC技術(shù)及原理優(yōu)勢(shì)

可編程邏輯控制器，也就是人們常說(shuō)的PLC，這是一種重點(diǎn)應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)線領(lǐng)域中的控制系統(tǒng)，在工業(yè)生產(chǎn)線應(yīng)用過(guò)程中，可以對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化的控制。

總體來(lái)說(shuō)，PLC系統(tǒng)在硬件層面與PC是具有一定相同特性的，在運(yùn)行結(jié)構(gòu)中以中央處理單元、電源功能模塊、存儲(chǔ)器、通信模塊等各個(gè)部分所組成，其系統(tǒng)中完全依靠可編程的存儲(chǔ)器執(zhí)行邏輯運(yùn)算等智能化的指定操作，并通過(guò)一系列的指令輸送，借助數(shù)字或模擬輸入輸出的各類機(jī)械實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行。

經(jīng)過(guò)多年來(lái)的研發(fā)與應(yīng)用，PLC整體操作相對(duì)簡(jiǎn)便，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配件齊全、應(yīng)用性價(jià)比極高，加之編程十分簡(jiǎn)單，在如今工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用也極為普遍，并逐漸促使PLC成為了當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域中工業(yè)生產(chǎn)控制的核心主體。

除此之外，正是因?yàn)镻LC本身具有相對(duì)優(yōu)秀的抗干擾能力以及可靠的性能優(yōu)勢(shì)，促使PLC在各個(gè)領(lǐng)域生產(chǎn)線中的應(yīng)用十分關(guān)鍵。現(xiàn)如今，PLC的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中主要體現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)控制、模擬量控制、數(shù)據(jù)控制、過(guò)程控制以及開關(guān)邏輯控制等諸多層面。

另外，在分析PLC常規(guī)性的幾種編程語(yǔ)言時(shí)，主要包括語(yǔ)句表語(yǔ)言、邏輯圖語(yǔ)言、功能表圖語(yǔ)言以及梯形圖語(yǔ)言這四個(gè)類型。

2 變頻器的技術(shù)特點(diǎn)的分析

2.1 安全性

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，變頻器自身的安全性能相對(duì)較高，而這種安全性能主要體現(xiàn)在以下這兩個(gè)層面。

首先，變頻器主要是以軟啟動(dòng)方式為核心，啟動(dòng)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生沖擊電流情況，這樣也將規(guī)避電機(jī)損害問(wèn)題，還可以適當(dāng)性的減弱電網(wǎng)損害，確保相關(guān)企業(yè)內(nèi)部的電網(wǎng)處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境中。

其次，變頻器在應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于其他設(shè)備所產(chǎn)生的干擾影響相對(duì)較小，即便是一臺(tái)設(shè)備采用多個(gè)變頻器時(shí)，也不會(huì)對(duì)其他設(shè)備造成諧波干擾，其他的設(shè)備能夠正常穩(wěn)定的接收到電波訊號(hào)和控制指令，并有效降低設(shè)備故障發(fā)生的概率。也正是如此，相關(guān)企業(yè)也無(wú)需再額外購(gòu)買、安裝濾波器，這樣將有效減少企業(yè)各項(xiàng)設(shè)備的檢修成本投入，為企業(yè)增添經(jīng)濟(jì)效益。

由此能夠看出，變頻器的科學(xué)應(yīng)用具有一定的安全性特點(diǎn)，而這種安全性不僅體現(xiàn)于變頻器自身，也體現(xiàn)于變頻器應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于其他設(shè)備所產(chǎn)生的安全保障。

2.2 保護(hù)性

在分析變頻器技術(shù)特點(diǎn)時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)，變頻器的科學(xué)應(yīng)用能夠有效加強(qiáng)設(shè)備保護(hù)，其保護(hù)性能十分優(yōu)越。

一般而言，變頻器主要應(yīng)用模塊化的單元設(shè)計(jì)理念為核心，并深入對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的各個(gè)零部件控制系統(tǒng)展開模塊化的控制管理，這種系統(tǒng)性的控制形式將有助于保護(hù)變頻器的各個(gè)零部件[2]。如果在應(yīng)用運(yùn)行過(guò)程中，一旦某個(gè)模塊產(chǎn)生故障問(wèn)題，相關(guān)維修人員也可以更為精準(zhǔn)和快速的對(duì)其重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行掃描檢修，這樣也將避免傳統(tǒng)維修工藝中要通過(guò)拆卸變頻機(jī)的方式進(jìn)行維修，同時(shí)也能夠有效提升變頻器的整體使用壽命。

此外，變頻器還可以通過(guò)智能化的方式來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行頻率，尤其能夠?qū)㈦娏骺刂圃陔姍C(jī)負(fù)荷范圍數(shù)值之內(nèi)，這樣將規(guī)避由于電流較大，而導(dǎo)致的電氣元器件損傷問(wèn)題，從而不斷強(qiáng)化電氣設(shè)備的保護(hù)效果。

比如說(shuō)，以某工廠安裝PLC和變頻器的集成系統(tǒng)為例，如果該集成系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中內(nèi)部電機(jī)出現(xiàn)故障后，相關(guān)維修人員能夠通過(guò)切斷部分線路電源的方式進(jìn)行檢修處理，這樣不僅可以確保工廠內(nèi)部其他設(shè)備線路的正常供電運(yùn)行，也將有效降低由于停電行為對(duì)于其他設(shè)備所造成的損傷。由此也能夠看出，變頻器技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，能夠加強(qiáng)設(shè)備保護(hù)，這也足以體現(xiàn)出變頻器技術(shù)的保護(hù)性特點(diǎn)。

2.3 節(jié)能性

變頻器作為電氣設(shè)備中不可或缺的重要組成部分之一，其電機(jī)負(fù)載范圍自然存在不同，一般而言，變頻器能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)編程技術(shù)設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速并有效保障電機(jī)轉(zhuǎn)速能夠處于在自身負(fù)載范圍中進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，整個(gè)過(guò)程都將以科學(xué)化的標(biāo)準(zhǔn)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，這樣將會(huì)防止電機(jī)轉(zhuǎn)速因?yàn)檫^(guò)高而導(dǎo)致資源浪費(fèi)的情況發(fā)生。

另外變頻器能夠有效調(diào)整電機(jī)的專項(xiàng)轉(zhuǎn)速并結(jié)合設(shè)備加工制造生產(chǎn)需要更為合理化的設(shè)定變頻器的復(fù)合值范圍，還可以均衡系統(tǒng)能耗以及電機(jī)轉(zhuǎn)速這兩者之間的關(guān)系，從而減少系統(tǒng)能耗加重并達(dá)到降低設(shè)備燃油與電力消耗的目的，這也足以體現(xiàn)出變頻器所具備的節(jié)能特點(diǎn)。

從現(xiàn)階段的應(yīng)用情況來(lái)看，變頻器與PLC控制技術(shù)之間的有機(jī)結(jié)合，可以借助指令輸送的方式對(duì)電機(jī)電流做出科學(xué)控制，這樣將會(huì)顯著減少電流傳輸期間的流式，而相較于傳統(tǒng)的電力控制形式來(lái)看，這種方式更能夠凸顯節(jié)能效果。

2.4 功能性

在電氣設(shè)備中，最為常見的故障類型便是單元旁路故障問(wèn)題，如果電氣設(shè)備運(yùn)行期間由于變頻器功率問(wèn)題而引發(fā)故障情況，變頻器的通信電路就能夠自動(dòng)向主體控制系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警輸送，此時(shí)的主系統(tǒng)會(huì)通過(guò)深入分析報(bào)警輸送信號(hào)的類型、數(shù)據(jù)信息參數(shù)等，有效判斷變頻器故障類型，還會(huì)判定發(fā)生故障的具體單元區(qū)域。

此外，隨著變頻器能夠精準(zhǔn)性的確定故障單元之后，將會(huì)根據(jù)自動(dòng)切斷功能切斷故障單元旁路，這樣將確保整體系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，還可以幫助相關(guān)維修工作人員提高維修工作效率，實(shí)質(zhì)性的提升變頻器的整體工作質(zhì)量。

通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備中單元旁路故障的分析能夠發(fā)現(xiàn)，變頻器技術(shù)應(yīng)用在電氣設(shè)備中，其功能性特點(diǎn)極為明顯，只要對(duì)其進(jìn)行科學(xué)應(yīng)用，就能夠快速排查單元旁路故障問(wèn)題。

3 PLC和變頻器實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制的關(guān)鍵點(diǎn)

當(dāng)PLC和變頻器應(yīng)用在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中時(shí)，能夠?qū)嵸|(zhì)性的強(qiáng)化電氣設(shè)備產(chǎn)品自身的儲(chǔ)存容量，而PLC本質(zhì)上作為一個(gè)獨(dú)立的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，可以為諸多用戶程序的內(nèi)存儲(chǔ)量提供較大的空間，同時(shí)也可以高效的提升電氣設(shè)備產(chǎn)品自身的智能化水平[3]。從某種角度來(lái)看，將PLC技術(shù)和變頻器同時(shí)應(yīng)用在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中時(shí)，PLC技術(shù)將會(huì)對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行智能化控制，確保各項(xiàng)運(yùn)行工作流程的通暢性，變頻器則能夠?yàn)檎w系統(tǒng)提供安全穩(wěn)定的供電電壓，促使系統(tǒng)運(yùn)行期間不同流程、不同環(huán)節(jié)處于相同的電壓穩(wěn)定環(huán)境中，這樣將會(huì)持續(xù)性的保障整個(gè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行效果，這也足以體現(xiàn)出PLC和變頻器在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用所產(chǎn)生的功能優(yōu)勢(shì)是多方面的。因此，在探討PLC和變頻器實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制關(guān)鍵點(diǎn)時(shí)，主要分為以下幾個(gè)方面：

3.1 PLC和變頻器的科學(xué)選擇

在PLC和變頻器應(yīng)用在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中時(shí)，需要優(yōu)先針對(duì)PLC和變頻器展開科學(xué)性的選擇。

按照常規(guī)情況來(lái)看，變頻器選擇過(guò)程中，要重點(diǎn)考慮變頻器的功率、品牌、電壓、負(fù)載、電流、應(yīng)用場(chǎng)所等多項(xiàng)因素。在選購(gòu)期間，要格外注重變頻器配件是否配備齊全，反復(fù)檢查配件數(shù)量與結(jié)構(gòu)內(nèi)容。

針對(duì)PLC的選擇，則是要以實(shí)際應(yīng)用角度作為出發(fā)點(diǎn)，可以根據(jù)控制功能以及輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)PLC展開選型，尤其可以按照功能選擇大中小不同的等級(jí)選擇PLC。這里需要注意的是，整體性PLC對(duì)于用戶程序而言，選擇余地相對(duì)較小。

因此，基本輸入以及輸出點(diǎn)數(shù)，外加品牌將會(huì)深入決定著PLC的型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。而其中的模塊型PLC大多是以多種擴(kuò)展模塊為主，對(duì)于用戶程序而言，可以相對(duì)靈活的按照輸入以及輸出點(diǎn)數(shù)科學(xué)性展開搭配與選擇。

與此同時(shí)，PLC和變頻器的型號(hào)選擇過(guò)程中，也可以按照不同質(zhì)量需求進(jìn)行考察選擇，整體選擇標(biāo)準(zhǔn)要以適合PLC控制器作為重點(diǎn)；在變頻器選擇期間，務(wù)必要以選擇高質(zhì)量的變頻器為前提條件，確保實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行效率和質(zhì)量，尤其是系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定效果極為重要。

3.2 PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

PLC技術(shù)擁有著多項(xiàng)功能優(yōu)勢(shì)，其中較強(qiáng)的通用性，能夠促使PLC在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用更為流暢，再加上PLC自身的軟件功能，可以實(shí)質(zhì)性的取代繼電器控制系統(tǒng)中的個(gè)別器件，這樣將會(huì)從本質(zhì)上降低接線工作總量[4]。而且，PLC技術(shù)的合理應(yīng)用，也能夠促使電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中產(chǎn)生較強(qiáng)的抗干擾能力，整體設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行更為可靠穩(wěn)定。在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中，PLC技術(shù)一般會(huì)以閉環(huán)控制、開關(guān)量控制以及順序控制為主。

首先，在閉環(huán)控制中，PLC技術(shù)可以促使各類數(shù)據(jù)和信息展開輸出及錄入，為了可以真正達(dá)到預(yù)期設(shè)定的目標(biāo)效果，可以在運(yùn)行期間對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修正處理。

其次，在開關(guān)量控制過(guò)程中，可以相對(duì)合理性的提高電氣系統(tǒng)綜合運(yùn)行效率，顯著強(qiáng)化電氣設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，借助PLC技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，相關(guān)專業(yè)人員也能夠?qū)﹄姎庾詣?dòng)化控制系統(tǒng)的順序性展開便捷性的控制管理，從而也能夠?qū)LC系統(tǒng)更為流暢的接入到順序控制結(jié)構(gòu)內(nèi)。

此時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)呈現(xiàn)出現(xiàn)場(chǎng)傳感狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制模塊的多元功能，由此也將體現(xiàn)出PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以促使電氣設(shè)備的運(yùn)行變得更為高效流暢。

3.3 變頻器在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，應(yīng)用變頻器可以實(shí)質(zhì)性的替代傳統(tǒng)電網(wǎng)控制柜或者是空氣開關(guān)等多個(gè)功能模塊，這樣也能夠促使系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)節(jié)變得更為精簡(jiǎn)，不斷降低經(jīng)濟(jì)成本的投入，同時(shí)也將提高整體運(yùn)行生產(chǎn)效率。

從綜合角度來(lái)看，變頻器的應(yīng)用可以針對(duì)電氣設(shè)備的功率展開高強(qiáng)度的控制，尤其在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，電氣設(shè)備的功率如果過(guò)高，就需要采用高壓供電這樣，其整體的安全性能也會(huì)大大折扣。

彼時(shí)，注重科學(xué)化的應(yīng)用變頻器時(shí)，將會(huì)促使絕大多數(shù)的大功率電氣設(shè)備的供電電壓轉(zhuǎn)化為低電壓狀態(tài)，這種轉(zhuǎn)變也將有效增強(qiáng)電氣設(shè)備在使用過(guò)程中的整體安全性，也將有助于電器設(shè)備整體的維護(hù)和保養(yǎng)。

3.4 PLC和變頻器實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制流程

當(dāng)變頻器可以借助現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)將數(shù)據(jù)信息快速傳輸?shù)絇LC中時(shí)，PLC將會(huì)專門負(fù)責(zé)通信數(shù)據(jù)信息的管理控制，隨后再將數(shù)據(jù)信息以轉(zhuǎn)發(fā)的形式，發(fā)送到后臺(tái)控制中心中，而此時(shí)的DCS將會(huì)借助PLC的聯(lián)網(wǎng)功能連接到變頻器內(nèi)，從而組成了過(guò)程控制系統(tǒng)，這將有效達(dá)成工藝與生產(chǎn)之間的組合控制[5]。

從當(dāng)前現(xiàn)狀來(lái)看，PLC和變頻器的組合應(yīng)用，能夠?qū)鹘y(tǒng)技術(shù)形成創(chuàng)新調(diào)整，有效為相關(guān)企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供科技革新，相較于以往的電氣設(shè)備而言，當(dāng)電氣設(shè)備使用運(yùn)行過(guò)程中，其危險(xiǎn)性一般較大，并且存在隱蔽性危險(xiǎn)，這也導(dǎo)致電氣自動(dòng)化控制很難通過(guò)固有運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行增強(qiáng)，而借助PLC技術(shù)和變頻器之間的組合使用，可以實(shí)質(zhì)性的提升設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的安全性與穩(wěn)定性。

此外，電氣自動(dòng)化控制本身是一項(xiàng)相對(duì)復(fù)雜的工程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)備與整體操作流程相對(duì)繁瑣，采用PLC和變頻器時(shí)，可以相對(duì)降低中間環(huán)節(jié)的復(fù)雜程序，這也將促使電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠變得更加高效快捷[6]。當(dāng)前的PLC和變頻器主要以計(jì)算機(jī)控制展開連接，所以這種計(jì)算機(jī)連接形式在實(shí)際的工作運(yùn)行期間能夠顯著降低電氣設(shè)備所產(chǎn)生的電力消耗情況，并穩(wěn)定性的提高設(shè)備運(yùn)行速度，真正實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約目標(biāo)。

從兩者實(shí)現(xiàn)結(jié)合的流程角度來(lái)看，PLC和變頻器的有機(jī)結(jié)合，促使計(jì)算機(jī)智能化的操作能夠融入到設(shè)備運(yùn)行中，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行覆蓋性的檢驗(yàn)，這樣可以觀察設(shè)備電流輸送變化情況，探明設(shè)備存在的故障因素，并在短時(shí)間內(nèi)制定出更為合理的維修計(jì)劃，而PLC和變頻器之間的組合使用，也轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的供電形式，其中的中間復(fù)雜環(huán)節(jié)明顯減少，這樣將提升設(shè)備運(yùn)行的高效生產(chǎn)功能。

由此可見，在當(dāng)前的發(fā)展形勢(shì)下，針對(duì)PLC和變頻器實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制工作時(shí)，需要對(duì)PLC和變頻器的主體工作原理進(jìn)行深入分析，并有效強(qiáng)化PLC與變頻器之間的技術(shù)創(chuàng)新調(diào)整，這樣才能夠真正實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備工作運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)化管理控制效果。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代化工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制管理已經(jīng)成為了諸多企業(yè)追尋的目標(biāo)，而為了能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制管理效果，需要有效加強(qiáng)對(duì)于PLC和變頻器的科學(xué)應(yīng)用，通過(guò)一系列規(guī)劃設(shè)計(jì)，真正體現(xiàn)出PLC和變頻器在實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)功能中的價(jià)值作用，持續(xù)完善對(duì)于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能提升，而這也將真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制管理的目標(biāo)。