基于PLC与变频器模拟量方式的闭环调速系统
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇基于PLC与变频器模拟量方式的闭环调速系统范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
[摘 要]本文主要介绍了基于可编程控制器的变频调速系统，系统主要由plc、A/D转换器 D/A转换器、变频器、触摸屏、传感器、电动机等几部分组成。PLC是能进行行逻辑运算，顺序运算，计时，计数，和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程的工业计算机。
[关键词]PLC 变频器 传感器 A/D D/A转换器
中图分类号：TM725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）46-0005-01
作为通用工业控制计算机，30多年来，可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃，其功能从弱到强，实现了逻辑控制的到数字控制的进步，其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及离散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业领域的主流控制设备，在世界工业控制中发挥着越来越大的作用。
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算的电子装置。它采用可编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序运算，计时，计数，和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
1、开关量的逻辑控制
它PLC最基本的功能、最广泛的应用领域，取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，即可用于单台设备的控制，又可以用于多机群控及自动化流水线。
2、模拟量的闭环控制
PLC具有A/D、D/A转换算术运算功能，因此可实现模拟量控制，有的PLC还具有PID调节控制或模糊控制的功能。可用于闭环的位置控制速度控制和过程控制。
3、数字量的智能控制
利用PLC能接收和输出高速脉冲的功能，在配置相应的传感装置（如旋转编码器）或脉冲伺服装置（如环行分配器、公放、步进电机）就能实现数字量的智能控制。较高级的PLC还专门开发了位控单元模块、运动单元模块等。可实现曲线插补。新开发的运动单元还能识别数控技术的编程语言，为PLC进行数字量的智能控制提供了方便。
4、数据采集与监控
PLC实现控制时，可把现场的数据实时的显示出来或采集保存下来，供进一步的分析研究。较普遍使用的是PLC加上触摸屏，可随时观察采集来的数据。
5、通讯、联网及离散控制
PLC通讯联网能力很强 ，除了PLC和PLC之间的通信联网外，PLC还可以与计算机进行通讯联网，计算机来实现对其编程和管理。PLC还可以与计算机进行联网通讯，计算机来实现对其编程和管理。PLC也能与智能仪表，智能执行装置（如变频器的）进行通信和联网，互相交换数据并对其实施控制。
6、变频器的分类
变频器在国民经济的各部门得到了广泛的应用。从使用对象的角度，变频器可分为通用变频器和专用变频器。专用变频器用于特定的控制对象，例如机床的主轴、进给部分的控制器等。通用变频器是相对专用变频器而言的，我们通常把系列化、批量化、占市场量最大的中小功率变频器称为通用变频器。在一切需要进行速度控制的场合，变频器传动以其操作方便、体积小、控制性能高而成为目前世界上最受欢迎的调速方式，它的优越性已带来了巨大的社会效益和经济效益。静止式变频器从主电路的结构形式上又可分为两种：交-直-交型和交-交型。（见图1）
（1）交-直-交型变频器：它根据直流部分电流，电压的不同形式，又可分为电压型和电流型两种。由于电压型变频器是作为电压源向交流电动机提供交流电功率，所以其主要优点是运行几乎不受负载的功率因数或换流的影响，它主要适用于中、小容量的交流传动系统。与其相比，电流型变频器施加于负载上的电流值稳定不变，其特性类似于电流源，它主要应用在大容量的电机传动系统以及大容量风机、泵类节能调速中。
（2）交-交型变频器：它的功能是把一种频率的电直接变成另一种频率的交流电。由于中间不经过直流环节，不需换流，因而多用于低速大功率系统中，如回转窑，轧钢机等。但这种控制方式决定了最高输出频率只能达到电源频率的1/3～1/2，所以不能高速运行。
7、系统总体结构设计图
系统的工作过程，首先用将计算机里的一个数字量传送到PLC中，PLC在传送到D/A转换器中，经过转换，D/A转换器输出模拟量到变频器中（输出0-5V的电压），通过变频器控制电动机工作。工作后，电动机上接有传感检测器将速度的模拟量输送到A/D转换器中，经过转换，输出数字量传到PLC中，在PLC 中经PID 调节，使其更准确，构成一个闭环负反馈控制系统。通过触摸屏对系统进行监控。
本系统主以PLC和变频器为主，PLC是能进行行逻辑运算，顺序运算，计时，计数，和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程的工业计算机。它灵活、通用、I/O接口丰富，可靠性高、抗干扰能力强，编程简单、使用方便，设计施工周期短、接线简单、维护工作量小，体积小，重量轻、能耗低、易于实现机电一体化，联网方便，便于系统集成。变频器操作方便、体积小、控制性能高而成为目前世界上最受欢迎的调速方式，在工业工厂中应用十分广泛，所以本系统为我们今后到工厂发展打下很好的铺垫，很有实用价值。
参考文献
（1） 张万钟主编，周渊深主审〈可编程控制器应用技术〉，化学工业出版社2007
（2） 张明金、于静主编，〈电工电子技术〉，北京师范大学出版社2005
（3） 常斗南 ，〈可编程控制器（第2版）〉，北京：高等教育出版社 1994
（4） 魏天路 、倪依纯主编，〈机电一体化系统设计〉，机械工业出版社2007