基于PLC结合变频器调速控制的探讨

PLC结合变频器调速控制是目前变频器控制和处理环节中的重要应用形式。本文以某通风电机的工作运行现状为实例，实现基于PLC的风机变频调速控制。通过具体的分析和设计，实现高性能、低能耗的系统设计，加强风机调速控制，促进电动机整体运行有效。旨在通过本文论述，为PLC与变频器相结合的调速方式更好应用提供理论参考。

【关键词】PLC（可编程逻辑控制器） 变频器 调速控制

本文将对PLC和交流变频器结合进行针对性分析，促进调速控制更加高效、平稳、安全。下面本文将结合某通风电机的工作运行现状，实现基于PLC的风机变频调速控制。

1 PLC结合变频器优势分析

PLC即可编程逻辑控制器，在工业及电力等行业中的广泛应用，主要因为其自身优势：

1.1 便利性

PLC主要采用的编程语言为梯形图、语句表等，对计算机专业知识要求较少，使系统周期不长，调试较为便利。同时修改程序可在线实现，无需拆动硬件。

1.2 功能性

PLC内部具有上千个编成元件，功能强大，能够实现复杂控制功能，且性价比价高。PLC能够实现通信联网，达到集中管理目的。

1.3 适应性

由于PLC产品已实现其标准化，且各类型硬件装置齐全，用户选择性较强，便于系统配置，使其满足不同功能和系统，适应性较强。PLC安装便利，可通过接线端子进行接线。其负载能力强，可驱动交流接触器。

1.4 维修性

PLC出现故障的几率较小，并且具有较为完善的自行诊断功能及显示功能，使其维修十分便利。PLC与外部执行机构出现故障时，能够通过PLC发光二极管所提示的信息进行及时故障诊断和排查，并通过更换模块方式是吸纳快速排除故障。

2 实例分析与系统设计

2.1 实例概况分析

某工业建筑楼面积1100m2，工位80个，通风电机4个。由于室内通风系统主要依靠工频电源进行控制，为实现室内通风除尘主要采取通风电机。在冬季建筑物室内封闭性较强，通风电机运行不畅，主要是由于室内负压造成的；在夏季建筑整体通风性良好，使通风机不需要太大的风量即可运行。基于这种现状，室内空气有害气体浓度不定，因此相关设计部门提出应用PLC结合变频器实现调速控制系统设计。

2.2 设计方案

基于PLC结合变频器的调速控制系统设计，PLC为主控单元，变频通风机为被控元件，有害气体浓度为主控参数，模糊控制为主要算法。有害气体主要是通过传感器进入PLC内存，并读出其浓度系数，在模糊控制算法处理下进行变频器输出控制，达到调节通风机转速目的，控制气体浓度，达到空气清洁效果。

2.3 硬件选择

2.3.1 PLC选择

在进行系统设计硬件选择时，要结合性价比进行分析，同时结合被控对象I/O 点数、扫描功能以及其他工艺需求进行考虑。本次选择的PLC型号为三菱FX2N系列。为更好达到风机控制，保证其精准性和稳定性，定为FX2N-64MR晶体管输出PLC。

2.3.2 变频器选择

主要选择三菱FR-A540 变频器。功率为0.4～3.7KW，可进行6Hz 时 150%转矩输出。拨盘采用数字化形式，使参数设置更便捷。柔性 PWM，运行性能更高。

2.3.3 通风机选择

根据本次设计需要为实现有效通风换气，对通风机选择较为慎重。选择四台BF4-72-12 型离心通风机，额定功率2.2kW，额定转速 600r/min，每台通风机配置 Y100L1-4 异步电动机一台，GB11544-89标准 B-2000型三角皮带2根，65-B2-315 风机槽轮1个，28-B2-160 电机槽轮 1个，RT0201-02 电机滑轨 2 套，RT1201 地脚螺栓 M24×630、M16×400、M10×220 各4套。

2.4 变频器与 PLC 接线

该系统的PLC和变频器的接线图如图1所示。

5 结果分析

通过对设计方案的分析确定，进行系统调速控制方案制定，选择高性能、合理硬件，实现完成系统的设计。该实例项目的设计以复杂的逻辑控制为基础，进行多种功能制定，有效提高了调速控制的稳定性和抗干扰性，使通风机得到高效调控。以变频器为主要控制核心，实现PLC与变频器结合，依据气体浓度进行有效算法控制输出，对电动机转速和整个运行过程进行控制，最终达到通风机安全、节能运行效果。

6 结束语

综上所述，通过对PLC与变频通风机电机的结合有效实现变频调速控制。通过具体方案的分析和设计实现对变频器输出的控制，进而实现对通风机电机的控制。通过有效控制达到对通风质量的提升，并实现节能与清洁双重目的。在未来应用和研究中，要进一步实现PLC和变频器的结合，促进更加高效工作的完成。

参考文献

[1]毕海婷，任大伟.PLC与变频器的调速自动化在节能工程中的应用分析[J].甘肃联合大学学报（自然科学版），2013，05（10）：322-324.

[2]燕培荣.基于PLC实现的自动化电气控制应用研究[J].科技资讯，2011，10（03）：154-156.

[3]李世伟，郑萍，邵子惠，杨超，任凤娟，任芳.基于PLC的现代大综合实验系统的设计与实现[J].中国现代教育装备，2011，11（15）：109-110.

作者简介

李洋（1983-），男，山东莱阳人，现为山东省冶金设计院股份有限公司工程师。大学本科学历。研究方向：电气。

作者单位

山东省冶金设计院股份有限公司 山东省莱芜市 271100