王帅 张新运 姚志猛
山东鲁能控制工程有限公司 山东 济南 250023
摘要：文章先分析了PLC与变频器在电气设备自动化控制中的应用优势，随后介绍了PLC与变频器的应用价值，包括提升系统数据存储能力、提升系统智能水平，PLC与变频器的应用要点，包括电压控制、设备运行成本控制、故障预警，希望能给相关人士提供有效参考。
关键词：PLC与变频器；电气设备；自动化控制
引言：随着国内工业技术持续发展，相关生产活动在电气设备控制方面要求持续提升，为此需要以原有设备为基础，提升自动化控制水平，这也是促进产业发展的主要渠道。通过合理应用PLC与变频器，能够进一步提升设备控制效率和控制质量。
一、PLC与变频器在电气设备自动化控制中的应用优势
PLC也叫做可编程控制器，属于数字逻辑运算为基础的控制系统，广泛应用于工业生产当中。PLC主要利用可编程存储器顺利实施数字运算功能，拥有较强的抗干扰能力，同时还拥有较快的逻辑运算速度等优势功能，在率先编写完成具体的运行程序后，可以通过对端口进行适当调整，促进设备实现自动化控制。
变频器主要是在半导体元器件的基础上顺利转化工频电流频率的操作装置，相关操作装置主要包括检测、驱动单元、制动单元以及滤波等模块组成，具体运行方式为针对电流实施变频和调节，实现工业生产相关电机系统变频调速功能。
首先在联合应用变频器和PLC的过程中，可以对变频器负载范围和负载需求进行合理设置，随后通过对电机转速进行优化控制，减少能源消耗，提高设备运行中的节能环保效果。其次还拥有安全优势。PLC操作相对简单，主要通过针对单元模块实施数字计算编程实现设备的控制目标，不会对设备运行产生任何伤害。最后还可以发挥出电网保护的功能。促进两者的联合应用，可以通过软启动方法对工业设备运行进行合理控制，有效延续电力系统应用寿命，更好保护电力系统。除此之外，该系统于实际的运行中不可避免会形成谐波，导致电力设备于谐波干扰下出现运行不良的现象。通过联合应用PLC与变频器，能够控制电力系统运行中的谐波影响，缩减谐波处理装置，节约运行控制成本。通过变频器和PLC的有效应用能够延长设备寿命，提高操作人员工作中的危险性。
二、PLC与变频器应用价值分析
（一）提升了系统数据储存能力
因为可编程控制系统是计算机应用技术内容，而PLC相关存储器结构属于相对独立状态，所以在连接PLC与电气设备过程中，无需为PLC单独设置储存空间，该种分布式存储模式能够进一步加快计算速度，扩展系统整体存储空间，提高安装工作便捷性。该种结构还能够将各种历史数据清晰、完整的记录下来，一旦出现各种问题，便可以联系相应的历史记录对电气设备故障几率进行准确判断，减轻PLC设备存储压力[1]。
（二）提升了系统智能水平
针对电气设备实施自动化控制中，可以选择可编程控制以及变频器技术，优化设备运行效率，确保产品完整生产周期，借助上述方法，还可以提高电气设备智能化水平和自动化水平，全面解放生产力，降低人工操作中的危险几率。可编程控制器主要是利用软件编程等方法带动整个系统运行发展，确保事先编程可以指导系统根据具体流程工作，同时控制器内中央处理器能够对系统运行中各种数据进行整理分析，最后准确、完整地将指令传递到不同执行模块当中，如此能够促进数据可靠传输到位。从变频器层面分析，其于系统内部能够为电机相关执行机构提供稳定电压。于整个系统运行中，还需要对各个环节运行电压进行合理控制，确保系统稳定流畅运行。
三、PLC与变频器在电气设备自动化控制中的具体应用
（一）电压控制
电压控制对于设备的自动化控制具有重要作用，而在具体应用大型功率电机设备中通常会选择高电压直接供电，进一步增加了系统过电压危险几率，严重威胁工作人员人身安全，使整体维护工作更为繁琐。而利用PLC与变频器实施电压转换与控制工作，对设备系统运行电压进行合理控制，能够进一步提升整体操作安全系数[2]。
（二）设备运行成本控制
在电气设备以往自动化控制中，通常需要对接触、热保护、开关和控制柜等不同装置之间的连接进行合理控制，才能更好驱动电机设备，而多个环节控制增加了能源浪费。但利用PLC与变频器，可以降低控制系统能源损耗，控制节点元器件设置，在运行中合理控制设备成本，削弱系统热效应，避免系统发热所引发的火灾。
（三）故障预警
工业生产中，为了提升整体生产效率，实现大规模生产，通常需要设置多个设备联动运行，而一旦系统内部某一环节产生问题，则会导致系统直接停止运行，影响整体生产，严重情况下，还会对电气设备造成严重损伤，而将PLC与变频器添加到电气设备的自动化控制系统中，能够进一步简化系统操作流程，利用一个电脑即PLC，便能够针对其中的故障问题进行有效定位和预警，如果系统产生各种非正常信号以及过热现象，及时切换系统，控制设备损害。
（四）模块化应用
促进电气设备相关自动化控制系统实现模块化应用属于PLC与变频器主要作用之一。而电气自动化传统控制模式下，如果系统中某一设备产生运行故障，则便会导致整个系统停止运行，不利于整个生产线的操作。但借助PLC与变频器，能够针对不同模块、电气设备分别编制控制程序，选择各种不同指令进行数据传输，顺利实现模块直接控制，所以在其中某个环节产生问题后，只需停止故障设备即可，不会影响其他环节运行，避免生产线的直接瘫痪。
（五）开关量控制
对可编程控制技术应用中，可以进一步减少虚拟继电器反应时间。比如，比如在选择通过可编程控制器对断路器进行控制中，传统模式下的断路器是通过继电器进行控制，因此会消耗较长的反应时间，但选择可编程控制装置，能够从较大程度上提升整体控制速度和控制精度，突出可编程控制器于开关控制中的应用价值。
（六）闭环控制应用
闭环控制中的可编程控制器，即实施转速测量中，需要合理控制调节器。而闭环控制中，主要利用电液执行、转速测量以及电子调节等方式进行闭环控制。而PLC于闭环控制中相关应用优势主要可以从动力泵开启后体现出来，该种技术能够对动力泵运行时间进行准确记录，同时在经历了全面的信息采集以及处理，选择最佳备用泵和主泵，随后于后续操作中，单纯转化成手动挡控制即可。由此能够发现，PLC技术应用进一步简化了相关操作，能够提升闭环控制效率。
（七）数控系统应用
通过系统分析数控系统能够发现，其不但较为复杂，存在点位型、连续型问题，数控系统中应用PLC与变频器使，还可以进一步完善相关数控系统功能，提高数控系统相关全功能性数控装置实现稳定运行。除此之外，和单片控制机系统相比，数控系统中通过合理应用PLC能够提升系统整体抗干扰性能，降低光电效应不良影响，保障系统稳定运行。
结语：综上所述，作为电气设备自动化控制系统中的主要组成内容，和传统模式下的控制系统相比，通过合理应用PLC与变频器，进一步提升了控制系统的灵敏度和精度，强化了系统的抗干扰性能和稳定性，有效降低故障几率，控制运行成本，随着工业控制领域发展，PLC与变频器应用研究也将得到进一步深化发展。
参考文献：
[1]高培畅,杨培宏.基于PLC技术的变频器自动控制研究[J].中国设备工程,2021(04):221-222.
[2]马媛媛.电气设备自动化控制之PLC与变频器应用[J].电子元器件与信息技术,2020,4(08):114-115.