基于PLC控制的变频器在自动化生产线中的应用

李益玲

（江苏省盐城技师学院，江苏 盐城 224000）

0 引言

近年来，生产药品领域、机械制造领域、食品生产领域等建立了大量的自动化生产线，自动化生产线的整个生产过程中一般是由变频器、PLC等内容实现控制，而PLC是自动化生产线中十分关键的构成部分。正确利用PLC控制技术，能够准确控制自动化生产线外部各种设备，确保和不断提升生产效率，促使企业生产自动化水平不断进步。

1 PLC自动控制技术概述

PLC自动控制技术指的是一种具有编程功能的逻辑控制器，系统图如图1所示。在运用PLC自动控制技术时，微控制器是关键硬件，在使用过程中发挥十分重要的作用，借助通信接口能够操作微控制器，达到控制生产线中外部设备的目标。基于PLC控制技术的变频器在自动化生产线中运用，一方面可以促使自动化生产线生产效率不断提升，另一方面还可以减少人力资源的投入，节省人工成本，提升生产企业的经济效益[1]。

图1 系统框架

2 基于PLC控制技术变频器的构成部分

在控制自动化生产线时，借助传送单元把工件输送到分拣单元入料口的传输带上，接下来由光电传感器详细检测物料，延迟一秒之后，变频器能够控制电机正转，由传输带把物料传送到分拣检验区内。在此过程中，光纤传感器能够详细检查物料的颜色，金属传感器能够检查物料的材质。物料继续向前行驶，借助PLC控制技术能够按照物料的实际属性将其传送到相应的物料槽上，放到物料槽位置上后，气缸会把物料直接推进物料槽中。将物料推进物料槽中后，气缸会自动缩回，这就是整个工作过程。在自动化控制中，触摸屏频率设定值直接决定变频器频率，控制传输带位置是通过旋转编码器测量得到的信息，测量过后把测量信息传送到PLC控制系统中，PLC控制系统中包括高速计数器，该构成部分能够对测量信号进行计数，借助程序准确控制传输带的停止和开启[2]。

PLC自动控制系统在控制变频器时，主要是借助发送频率值等工作控制变频器。主站通讯触摸屏决定变频器频率的大小，可以通过PPI通讯把主站内部的各个信号输送到分拣站的控制系统中，通过各种程序对其进行处理，处理过后运用PLC模拟量输出将其传输到输入端口。PLC数字输出端口传送电机开启和停止正反转信号，把正反转信号直接传输到变频器的数据输入端口中，收到信号后，变频器控制电机的各个动作。另外，变频器的输出能够返还到PLC自动控制系统中，接着通过模拟量的输入通道返回PLC控制系统内，运用PPI通讯直接把信号输送到主站，主站接收到信号后，和触摸屏开展通讯，把速度直接表现在触摸屏上[3]。

3 以PLC控制技术为基础的变频器在自动化生产线中的实际运用

3.1 PLC自动化程序编制过程

如果想把PLC控制技术运用到自动化生产线中，那么就要准确编制PLC程序。在编制PLC程序时，要时刻关注PLC模拟量的输出格式。通常来说，要在S7-200CPU224XP中借助D/A的变化方式输入模拟量频率，使模拟量频率指令加入到变频器内部。这样能够实现不断调整电机速度的目的。PLC程序信号格式一般分为两种：一种为电压，另一种为电流。工作人员要将前者的信号范围严格控制在0～10 V内，后者的信号要在0～20 mA内。一般PLC数字量程基本上为0～32 000，在编制PLC程序时借助电压信号。变频器频率和PLC模拟量输出电压有着直接关系，两者的关系为正比，数字量借助转化器D/A转换过后得到模拟量输出。由此可见，数字量与模拟量同样也成正比，所以，变频器频率和数字量成正比。在进行分拣单元工作时，借助触摸屏明确变频器频率值，而自动化生产线主站和触摸屏主要是借助RS485开展通讯工作，VW1002是传输地址，通过RS485通讯口和PPI通信协议把数据信息输送到分拣站。在分拣站时，把频率给定值安置到VW1002的传输地址空间内。在编制PLC程序时，要关注VW1002地址存储频率给定值的变换情况，之后在模拟量输出端口M和V传输VW1002地址存储频率给定值，确保其被传送到变频器模拟量输入口3和4端口内。变频器输入区频率在0～50 Hz范围内，PLC对应的数字量在0～32 000的范围内，借助16位的地址AQW0促进整个输出过程的完成。所以，要把对应频率组织变为相应的数字量，用频率给定值乘以640得到相应的数字量。

3.2 实际操作过程

在变频器实际操作自动控制技术时，要在下述几个方面入手，保证实际操作工作的准确性和规范性，促使PLC控制技术的功能在自动化生产线中充分发挥出来。首先，要认真编制与自动化生产有关的程序，全面了解和掌握控制系统中不同设备，确保实际操作时的规范性和标准化。还要全面认识控制对象，确保在实际控制的过程中，可以按照实际生产需求做好操作工作。在对控制对象进行控制时，要严格认真检查硬件和安装的软件，避免发生故障问题，降低自动化生产线的效率。其次，在实际操作时，要认真画好控制程序图纸。在描绘程序图纸时，要按照PLC控制技术的实际结构和控制时的实际状态进行设计。完成设计工作后，要详细检查设计图纸，确保设计图纸符合自动化生产线的各项要求，只有保证设计图纸准确无误之后，才能科学规划及安排设备的单元。设计好图纸后，安排专业工作人员按照实际图纸编写自动化程序。该步骤是实际操作过程中十分重要的一个环节，禁止出现任何错误，必须严格按照设计图纸编写自动化程序，这样可以将PLC控制技术正确运用到自动化生产线中，确保自动化生产线的工作速度，避免发生操作失误问题。最后，完成程序编写工作后，要详细检查程序实际运行情况，避免程序运行过程中出现的问题。另外，要按照程序编制情况编写操作说明书，说明书内详细说明实际操作过程中需要特别注意的地方和极易于出现操作失误的地方，为后续使用者提供有效参考。

4 结语

通过上述可以看出，借助PLC控制技术控制变频器时，要注重硬件连接情况和通信系统连接情况。按照自动化生产线的各项实际要求，科学合理设置变频器和控制的各个参数。另外，相关工作人员要按照自动化生产线的实际控制情况编制PLC程序，实现自动化控制变频器的目的，否则将会直接影响变频器的精准度和控制效率。基于PLC控制的自动化控制技术可以保证实际生产中自动化和智能化水平，逐步提升自动化生产线的生产效率，推动变频器的不断进步和发展，使其被广泛应用到各个领域中。