三相异步电动机双速可逆变频调速PLC控制

1、三相异步电动机双速可逆变频调速 PLC 控制异步电动机变频调速所要求的变频电源几乎都采用静止式 变频器。 利用 变频器进行调速控制时， 只需改变变频器内部逆变 电路换流器件的开关顺序， 即可以到达对输出进行换相的目的， 很容易实现电动机的正、 反转切换。本 文介绍了 PLC在三相交流异步电动机变频调速系统方面的设计， 说明了系统 的控制策略和 工作原理，探讨三相异步电动机双速可逆变频调速PLC控制。1、PLC在三相交流异步电动机变频调速系统设计 三相交流异步电动机变频调速系统，以可编程序控制器 PLC 作为核心控制部件，通过速度传感器将电动机的转速信号传给 PLC, PLC经过控制规律的 运算

2、后， 给出控制信号， 改变电动机 输入电压的频率， 来调节电动机的转速， 从而构成了一个闭环的 速度控制系统。如图 1 所示。2、三相异步电动变频器电路连接的要点2.1 变频器前面一定要加接触器 输入侧接触器的作用。一般说来，在断 路器和变频器之间， 应该有接触器。 a. 可通过按钮开关方便地控制变频器的 通电与断 电。 b. 发生故障时可自动切断变频器电源，如：变频器自身发生 故 障，报警输出端子动作时，可使接触器 KM迅速断电，从而使 变频器立即脱离 电源。另外，当控制系统中有其他故障信号时， 也可迅速切断变频器电源。2.2 变频器与电动机之间是否接输出接触器 并不要求和工频进行切换时，

3、变频器与电动机接触器， 那么有 可能在变频器的输出频率较高的致变频器跳闸。a. 当一台变频器 只控制一台电动机， 且并不要求和工频进行切换时， 变频 器与电 动机之间不要接输出接触器。 因为如果接入了输出接触器， 那么有 可 能在变频器的输出频率较高的情况下启动电动机， 产生较大的 启动电流，导 致变频器跳闸。 b. 必须接输出接触器的情况有两种： 当一台变频器接多台电 动机时， 每台电动机必须要有单独控制的 接触器。另外，在变频和工频需要 切换的情况下，当电动机接至 工频电源时，必须切断和变频器之间的联系。通 用变频器，一般 都是采用交、直、交的方式组成，利用普通的电网电源运行的 交 流拖动

4、系统，为了实现电动机的正、反转切换，必须利用触器等 装置对电 源进行换相切换。 因此，电动机和变频器之间的接触器 是必须接的。2.3 变频器与电动机之间是否需要加热继电器。3、PLC在三相交流异步电动机变频调速系统软件设计PLC的控制程序分主程序和定时中断程序两局部。在主程序 中，PLC完 成高速计数、定时中断和相关标志位的初始化操作， 以及对三相异步电动机的 启动/停止控制和正/反转控制等。 在定 时中断中，PLC完成转速的采集、 控制运算和控制量输出的工作。 主程序和中断程序的框图如图 2 和图 3 所示。取得速度信号后， 按照一定的控制规律进行控制运算。 本系 统采用的 是变比例 - 积

5、分别离的控制算法， 即根据设定值与测量 值的偏差大小分为 4 个 区间，在每个区间采用不同的比例系统， 当偏差值进入 -5? +5 的区间内，再 参加积分控制。模拟量输出模块EM232的输出电压为-10? +10V, 12位分辨 率o PLC经 过控制运算后，得到的控制信号需要转换成PLC的D/A模块所规定的数据格式， 通过EM232输出给变频器的频率设定 端，改变变频器的输出频率，从而实现 对电机转速的控制。4、PLC控制三相异步电动机变频调速控制的技术 变频器的数值型如频 率、电压等指令信号的输入，可分 为数字输入和模拟输入两种。 数字输入多采用变频器面板上的键 盘操作和串行接口来给定；

6、模拟输入那么通过接线端子由外部给 定，通常通过0? 10V/5V的电压信号或0/4? 20mA勺电流信号输 入。 由于接口电路因输入信号而异，因此必须根据变频器的输入 阻抗选择PI £的输出模块。采用PI £控制变频器通常有两种方法。4.1 模拟量控制，该方法很直观而且简单，利用变频器的 I/O 端子，将变频器的跟随速度设置为某个模拟量输入，即可实 现对变频器的控制，但是每 个变频器占用PLC的一个模拟量通道。当变频器和PLC的电压信号范围不同时，如变频器的输入信 号为0? 10V, 而PLC的输出电压信号范围为0? 5V时；或PLC一次侧的输出信号电压范围为 0? 10V

7、而变频器的输入电压信号范围为0? 5V时，由于变频器和晶体管的允 许电压、电流等因 素的限制， 需用串联的方式接入限流电阻及分压方式， 以保证进 行开闭时不超 过PLC和变频器的允许容量。变频调速系统的负载惯量大，一般起动转矩小。所以，加 / 减速时间值设置大时，转 矩提升值要设置小。起动转矩大的负载， 一般惯量小。所以，加 / 减速时间设置小时， 转矩提升要设置大一些。 如果 加/ 减速时间 长，大电流流过的时间长。 逐步加大转矩提升， 电流会逐步减 小， 直到电流反而增大时，停止转矩补偿的提升。4.2 采用通信接口， 该方法不仅实现了对变频器的控制， PLC 还能够获取变频器的运行状态，P

8、LC将变频器纳人为其系统中的子设备， 便可读写变频器内部存放器信息， 以实现对变频器的实 时控制。变频器通过接线端子向外部输出相应的监测模拟信号， 电压 信号的范围 通常为0? 10V/5V，电流信号的范围通常为0/4? 20nA。在应用中都应依据PLC一次侧的输入阻抗的大小， 保证电 路中电压和电流不超过电路的允许值， 以 提高系统的可靠性和减少误差。在使用PLC进行顺序控制时，由于CU3行数 据处理需 要时间，存在一定的延迟时间， 故在较精确的控制时应予以考虑。 因 为变频器在运行中会产生较强的电磁干扰，为保证PLC不会因变频器主电路断路器及开关器件等产生的噪声而出现故障，变频器与PLC进

9、行信号线连接时应注意以下事项：421对PLC本身应按规定的接线标准和接地条件进行接地，而且应注意防止和变频器使用共同的接地线， 且在接地时使二者尽可能分开。422在电源质量不高时，应在 PLC的电源模块及输入、输 出模块的电源 线上接入噪声滤波器和降低噪声用的变压器等。 另 外，假设有必要，在变频器 一次侧也应采取相应的措施。当把变频器和PLC安装于同一控制柜中时，应尽可能 使与变频器 有关的导线和与PLC有关的导线分开。4.2.4 PLC 和变频器连接时，应该注意连接时出现的干扰， 防止由于干 扰造成变频器的误动作，或者由于连接不当导致 PLC或变频器的输入、输出端 损坏，其连线应使用屏蔽线和双绞线， 以提高抗噪声干扰的水平。结束语本控制系统用PLC实现电机转速的测量和控