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，即可以达到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后，给出控

2、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， 变频器与电动机接触器，

3、 则有 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， 则有 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 流拖动系统，为了实现电动机的正、反转切换，必

4、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部分。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 - 积分分离的控制算法，即根据设定值与测量 值的偏差

5、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，再加入积分控制。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；模拟输入则通过接线端子由外部给 定，通常通过010V/5V的电压

6、信号或0/420mA的电流信号输 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010V，而PLC的输出电压信号范围为 05V时；或PLC 一次侧的输出信号电压范围为 010V,而变频器的输入电压信 号范围为05V时，由于变频器和晶体管的允许电压、电流等因 素

7、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，PLC将变频器纳人为其系统中的子设备， 便可读写变频器内部寄存器信息， 以实现对变频器的实 时控

8、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010V/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CUP3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进行信号线连接时应注意以下事项：4.2.1对PLC本身应按规定的接线标准和接地条件进行接 地，而且应注意避免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，若有必要，在变频器一次侧也应采取相应的措施。4.2.3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， 避免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制，