西門子變頻器下PLC控制程序設計探析
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摘要：隨著我國當前自動化技術和網絡通信技術的不斷發(fā)展，在進行生產時轉變了以往的控制方式，由單臺電機控制轉變?yōu)槎喾N方式的控制模式。在當前時代下，西門子變頻器plc控制技術得到了廣泛性的利用，不僅可以構成一體化的電機控制系統(tǒng)，還有助于提升實際工作效果和工作質量。因此實際工作中需要加強對西門子變頻器PLC控制的了解以及認識，從不同的角度中優(yōu)化控制系統(tǒng)以及設計模式，從而彰顯現代化的工作效果。
關鍵詞：西門子變頻器；PLC控制；程序設置
在進行西門子變頻器PLC控制系設計入時，需要結合變頻器的作用和種類，優(yōu)化PLC程序的控制流程，另外還需要融入先進的技術手段以及信息化操作水平，通過不同設備控制進行有效融入來搭建完整性的操作平臺，從而使得PLC控制技術能夠在實際中發(fā)揮其應有的價值和效果，促進我國科技水平的不斷進步和發(fā)展。
1簡述西門子變頻器的性能
西門子變頻器不僅符合我國當前科技水平發(fā)展現狀與需求，還有助于節(jié)約能源的浪費，在節(jié)約能源的同時能夠減少對周邊環(huán)境的污染。隨著我國當前科技水平的不斷提高以及發(fā)展，西門子變頻器的應用范圍逐漸朝著廣泛性的方向而不斷發(fā)展，比如在真空爐電機控制系統(tǒng)中可以對多臺電機進行有效控制。按照一定的比例速度應用于各種功率不同的電機上，最大程度的便捷了現場操作人的操作，有效提升了生產效率［1］。其次，使用變頻器還有助于電機變頻調速，從而保證設備的平穩(wěn)性運行。變頻器還可以對電動機進行有效的保護，延長了電機的使用壽命。從中可以看出變頻器的運用是非常廣泛的，可以應用于傳動調速上，也可以用于各種靜止的電源上，根據實際工作需求和工作要求進行不斷的優(yōu)化以及調整，從而提升實際應用效果和水平。
2西門子變頻器的種類分析
2.1MicroMasterM系列
MicroMaster440系列，包括MM420簡易型，MM430風機水泵用，MM440矢量控制變頻器。其中M440變頻器，采用高性能的矢量控制技術，提供低速高轉矩輸出和良好的動態(tài)性能，是一款廣泛應用的多功能標準變頻器。
2.2G120系列
G120緊湊型變頻器，包括緊湊的尺寸，便捷的快速調試，該系列采用控制單元和功率模塊分離的設計，功率最大到250kW，以后取代MM4系列。SINAMICSG120C是專門為滿足OEM用戶對于高性價比和節(jié)省空間的要求而設計的變頻器，同時它還具有操作簡單和功能豐富的特點。這個系列的變頻器與同類相比相同的功率具有更小的尺寸，并且安裝快速，調試簡便，以及它友好的用戶接線方式和簡單的調試工具都使它與眾不同。集成眾多功能：安全功能（STO，可通過端子或PROFIsafe激活），多種可選的通用的現場總線接口，以及用于參數拷貝的存儲卡槽。并且可選PROFIBUS，等多種通訊接口。操作控制和調試可以快速簡單地采用PC機通過USB接口，或者采用BOP-2面板，通過面板操作可以對變頻器參數進行保存及備份。
2.3S120系列
SINAMICSS120是替換6SE70的高性能變頻器，支持單軸和多軸應用，控制單元CU320-2既可以做伺服控制也可以做速度控制。在當前時代下，變頻器的應用是非常廣闊的，因此需要相關研發(fā)人員加強對變頻器的研究力度，實現技術的不斷創(chuàng)新以及調整，從而充分的發(fā)揮變頻器應用的功能。
2.4變頻器的PLC控制
PLC是可編程邏輯控制器，屬于計算機發(fā)展的范疇中，被廣泛的用于當前工業(yè)生產和控制模塊中。在當前時代下，PLC技術得到了有效的發(fā)展和進步，已經不再局限于傳統(tǒng)的邏輯控制中，還融入了有關數據運算和控制方面的功能。為了彰顯出這些功能的優(yōu)勢，在實際實施的過程中需要通過數字運算操作系統(tǒng)來搭建完整性的電子操作平臺，根據實際工業(yè)設計的要求和應用標準來提升運用的質量［3］。在PLC技術實施過程中可以使用可編程的儲存器，按照儲存器內部的各種機械指令完成邏輯運算和數據的控制，另外還可以通過模擬性或者是數字化的模式完成數據的輸入和輸出來操控在現場生產中的各種設備和機器。對于PLC技術的外圍設計來說，主要是和工業(yè)設計和操作形成一個完整性的系統(tǒng)，并且還要進行功能上的不斷擴張和以及創(chuàng)新，通過PLC技術來完成實際操作過程。從中可以看出PLC技術主要是通過各種程序的指令來控制和操作各種機械設備，從而使機械設備能夠形成一個完整的體系，更加提高實際工作效果和工作水平。PLC技術應用是非常廣泛的，可用于邏輯控制領域和數據控制領域中，PLC技術可以運用數據的采樣和程序的執(zhí)行完成數據的輸出，可以劃分為CPU輸入和輸出板塊等等。隨著我國大型科技水平的不斷進步，PLC技術逐漸朝著小型化的方向而不斷的發(fā)展，更加注重的是PLC技術本身應有的功能。
3西門子變頻器的PLC控制程序設計
3.1控制系統(tǒng)分析
在西門子變頻器PLC控制程序設計時，需加強對控制系統(tǒng)的合理性設計，為后續(xù)設備使用奠定堅實的基礎?？刂葡到y(tǒng)可分為工業(yè)現場和控制器兩個組成部分，在工業(yè)現場中需要控制對象是大石傳送帶和小石傳送帶相對應的電動機和其他的設備等，除了各種電動機和變頻器應用之外，還需要控制光感傳感器和光電傳感器來檢測各個設備的運行情況以及在設備實施過程中所存在的問題以及偏差。在實際實施過程中，要通過PLC技術利用繼電器和傳感器的本身功能來控制好各個對象，防止在設備后續(xù)運行時存在諸多的偏差以及困擾，降低設備的運用效果。利用PLC技術首先要進行信息的有效性輸入，根據采集到的信息來明確各個控制對象的信息之后，再反饋到控制對象中，將處理好的信息傳送到上一級別的監(jiān)控設備中，之后發(fā)出綜合性的控制信號，從而實現各個設備的綜合性控制。在使用時需要利用PLC技術分析不同的指令做好判斷工作，從而為后續(xù)控制工作實施奠定堅實的基礎。在現場控制實施時，除了控制現場功能之外，還需要進行控制室的有效處理，融入計算機打印機和其他的監(jiān)控設備，從而提升實際工作效果和工作水平，接收PLC所傳遞到的信息同時要進行控制對象的有效輸出，明確控制對象的各個參數，當控制對象發(fā)出故障警告時，要發(fā)出相對應的報警信號，從而方便維修人員適用到現場中進行有效的處理和應對，保證系統(tǒng)的平穩(wěn)性運行。在實際設計時向遵從這一理念更加科學有序的進行日常的設計，從而保證控制效果的提升。在這一系統(tǒng)應用的過程中，利用一臺電動機和一臺變頻器來進行頻率的調節(jié)和控制，利用PLC輸出的模擬性信號為主要的輸入信號，變頻器調速器要對驅動物料傳送帶進行有效控制，還要融入自我保護功能和電動機保護功能，通過接收PLC信號來保證電動機的平穩(wěn)性運行。另外還要反饋自身的工作狀態(tài)信息，當發(fā)生故障時要傳遞故障信號。由于變頻器調速是改變電動機定子供電頻率來進行實際工作，因此在實際實施時要保持有限的轉差功率，通過高效率和寬范圍的性能來保證系統(tǒng)的平穩(wěn)性。運行在實際工作中要采取較高性能的PLC技術，根據工業(yè)現場的概況以及工業(yè)實施的流程，選擇合適的工業(yè)現場應用數據采集模塊，制定與之匹配的變頻器，提升控制效果和工作質量。
3.2PLC控制程序的設計
在進行控制程序設計工作中，需要融入step7和博圖編程語言，從而保證控制效果的提高。在實際實施過程中，需要在Windows環(huán)境下應用于通用的微機中，這種編程語言不僅可以實現信息的廣泛性流通和通信，在后續(xù)工作中，還可以通過某一個模塊實現動態(tài)化的控制，采集多方位的信息實現數據多方位管理以及融合。在實際程序設計時，要采取模塊化的設計理念，以模塊化的形式進行數據的管理以及采集。PLC程序設計，主要是對各種設備信號進行有效的整合以及分析，明確輸入設備的開關信號，對當前系統(tǒng)運行狀態(tài)進行多方位的控制以及判斷。同時還需要通過各種設備的控制來滿足相關各種任務的操作需求。除了接受上位PC功能之外，還需進行數據的采集，根據不同控制對象進行全過程和全自動的積極采樣工作。PLC設計程序要分為變頻器設定和變頻器處理模塊等各個模塊，要充分發(fā)揮各自的功能，從而起到一體化設計和控制的效果，提升實際運用水平和運用質量。在進行程序設計時，主要任務要通過開關信號的輸入而判斷當前系統(tǒng)的運行情況，再控制接觸器和繼電器等，提升現場控制的效果和水平。另外還要接受上機位的控制命令，實現全自動的控制效果，在進行變頻器給定模塊處理工作中要確定好變頻器的最終工作模式，通過調用變頻器來設置相對應的工作模型。變頻器設計模塊要接收由模擬量輸入模塊的傳感器信息而得出來的完整性信號，之后再轉變?yōu)槟M量傳送給變頻器，完成整個控制過程。
4結語
在進行西門子變頻器PLC控制程序設計工作中需要融入先進的技術，并加強對PLC技術的了解和認識，結合現場控制對象和控制信息提出優(yōu)化性的解決方案，從而使得性能子變頻器PLC控制程序設計能夠在實際中發(fā)揮應有的價值和效果。為了獲取強大的經濟效益，促進各行各業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，需要加強對PLC控制技術的研發(fā)，推動我國科技水平的不斷進步。
參考文獻
［1］祖孝奎.西門子PLC控制變頻器在除塵器引風機上的應用［J］.信息周刊，2020，（1）：127-128.
作者:王鍵 單位:南京鋼鐵股份有限公司第二煉鋼廠