變頻器和PLC的關(guān)系和各自含義

1、變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交直交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。 變頻器選型： 變頻器選型時要確定以下幾點： 1) 采用變頻的目的；恒壓控制或恒流控制等。 2) 變頻器的負載類型；如葉片泵或容積泵等，特別注意負載的性能曲

2、線，性能曲線決定了應(yīng)用時的方式方法。 3) 變頻器與負載的匹配問題； I.電壓匹配；變頻器的額定電壓與負載的額定電壓相符。 II. 電流匹配；普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機的額定電流相符。對于特殊的負載如深水泵等則需要參考電機性能參數(shù)，以最大電流確定變頻器電流和過載能力。 III.轉(zhuǎn)矩匹配；這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負載或有減速裝置時有可能發(fā)生。 4) 在使用變頻器驅(qū)動高速電機時，由于高速電機的電抗小，高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大。因此用于高速電機的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機的選型。 5) 變頻器如果要長電纜運行時，此時要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不足，所以在

3、這樣情況下，變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。 6) 對于一些特殊的應(yīng)用場合，如高溫，高海拔，此時會引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。 變頻器控制原理圖設(shè)計： 1) 首先確認變頻器的安裝環(huán)境； I.工作溫度。變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產(chǎn)品一般要求為055，但為了保證工作安全、可靠，使用時應(yīng)考慮留有余地，最好控制在40以下。在控制箱中，變頻器一般應(yīng)安裝在箱體上部，并嚴格遵守產(chǎn)品說明書中的安裝要求，絕對不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。 II. 環(huán)境溫度。溫度太高且溫度變化較大時，變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，其絕緣性能就會大大

4、降低，甚至可能引發(fā)短路事故。必要時，必須在箱中增加干燥劑和加熱器。在水處理間，一般水汽都比較重，如果溫度變化大的話，這個問題會比較突出。 III.腐蝕性氣體。使用環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大，不僅會腐蝕元器件的引線、印刷電路板等，而且還會加速塑料器件的老化，降低絕緣性能。 IV. 振動和沖擊。裝有變頻器的控制柜受到機械振動和沖擊時，會引起電氣接觸不良?；窗矡犭娋统霈F(xiàn)這樣的問題。這時除了提高控制柜的機械強度、遠離振動源和沖擊源外，還應(yīng)使用抗震橡皮墊固定控制柜外和內(nèi)電磁開關(guān)之類產(chǎn)生振動的元器件。設(shè)備運行一段時間后，應(yīng)對其進行檢查和維護。 V. 電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的

5、干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾。因此，柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng)，應(yīng)該選用金屬外殼，屏蔽變頻器對儀表的干擾。所有的元器件均應(yīng)可靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應(yīng)接地。如果處理不好電磁干擾，往往會使整個系統(tǒng)無法工作，導(dǎo)致控制單元失靈或損壞。 2) 變頻器和電機的距離確定電纜和布線方法； I.變頻器和電機的距離應(yīng)該盡量的短。這樣減小了電纜的對地電容，減少干擾的發(fā)射源。 II. 控制電纜選用屏蔽電纜，動力電纜選用屏蔽電纜或者從變頻器到電機全部用穿線管屏蔽。 III.電機電纜應(yīng)獨立于其它電纜走線，其最小距離為500mm。同時應(yīng)避免電機電纜

6、與其它電纜長距離平行走線，這樣才能減少變頻器輸出電壓快速變化而產(chǎn)生的電磁干擾。如果控制電纜和電源電纜交叉，應(yīng)盡可能使它們按90度角交叉。與變頻器有關(guān)的模擬量信號線與主回路線分開走線，即使在控制柜中也要如此。 IV. 與變頻器有關(guān)的模擬信號線最好選用屏蔽雙絞線，動力電纜選用屏蔽的三芯電纜（其規(guī)格要比普通電機的電纜大檔）或遵從變頻器的用戶手冊。 3) 變頻器控制原理圖； I.主回路：電抗器的作用是防止變頻器產(chǎn)生的高次諧波通過電源的輸入回路返回到電網(wǎng)從而影響其他的受電設(shè)備，需要根據(jù)變頻器的容量大小來決定是否需要加電抗器；濾波器是安裝在變頻器的輸出端，減少變頻器輸出的高次諧波，當變頻器到電機的距離較遠

7、時，應(yīng)該安裝濾波器。雖然變頻器本身有各種保護功能，但缺相保護卻并不完美，斷路器在主回路中起到過載，缺相等保護，選型時可按照變頻器的容量進行選擇?？梢杂米冾l器本身的過載保護代替熱繼電器。 II. 控制回路：具有工頻變頻的手動切換，以便在變頻出現(xiàn)故障時可以手動切工頻運行，因輸出端不能加電壓，固工頻和變頻要有互鎖。 4) 變頻器的接地； 變頻器正確接地是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，抑制噪聲能力的重要手段。變頻器的接地端子的接地電阻越小越好，接地導(dǎo)線的截面不小于4mm，長度不超過5m。變頻器的接地應(yīng)和動力設(shè)備的接地點分開，不能共地。信號線的屏蔽層一端接到變頻器的接地端，另一端浮空。變頻器與控制柜之間電氣相通。 變

8、頻器控制柜設(shè)計： 變頻器應(yīng)該安裝在控制柜內(nèi)部，控制柜在設(shè)計時要注意以下問題 1) 散熱問題：變頻器的發(fā)熱是由內(nèi)部的損耗產(chǎn)生的。在變頻器中各部分損耗中主要以主電路為主，約占98%，控制電路占2%。為了保證變頻器正?？煽窟\行，必須對變頻器進行散熱我們通常采用風(fēng)扇散熱；變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇可將變頻器的箱體內(nèi)部散熱帶走，若風(fēng)扇不能正常工作，應(yīng)立即停止變頻器運行；大功率的變頻器還需要在控制柜上加風(fēng)扇，控制柜的風(fēng)道要設(shè)計合理，所有進風(fēng)口要設(shè)置防塵網(wǎng)，排風(fēng)通暢，避免在柜中形成渦流，在固定的位置形成灰塵堆積；根據(jù)變頻器說明書的通風(fēng)量來選擇匹配的風(fēng)扇，風(fēng)扇安裝要注意防震問題。 2) 電磁干擾問題： I.變頻器在工作

9、中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定的干擾，而且會產(chǎn)生高次諧波，這種高次諧波會通過供電回路進入整個供電網(wǎng)絡(luò)，從而影響其他儀表。如果變頻器的功率很大占整個系統(tǒng)25%以上，需要考慮控制電源的抗干擾措施。 II.當系統(tǒng)中有高頻沖擊負載如電焊機、電鍍電源時，變頻器本身會因為干擾而出現(xiàn)保護，則考慮整個系統(tǒng)的電源質(zhì)量問題。 3) 防護問題需要注意以下幾點： I.防水防結(jié)露：如果變頻器放在現(xiàn)場，需要注意變頻器柜上方不的有管道法蘭或其他漏點，在變頻器附近不能有噴濺水流，總之現(xiàn)場柜體防護等級要在IP43以上。 II. 防塵：所有進風(fēng)口要設(shè)置防塵網(wǎng)阻隔絮狀雜物進入，

10、防塵網(wǎng)應(yīng)該設(shè)計為可拆卸式，以方便清理，維護。防塵網(wǎng)的網(wǎng)格根據(jù)現(xiàn)場的具體情況確定，防塵網(wǎng)四周與控制柜的結(jié)合處要處理嚴密。 III.防腐蝕性氣體：在化工行業(yè)這種情況比較多見，此時可以將變頻柜放在控制室中。 變頻器接線規(guī)范： 信號線與動力線必須分開走線：使用模擬量信號進行遠程控制變頻器時，為了減少模擬量受來自變頻器和其它設(shè)備的干擾，請將控制變頻器的信號線與強電回路（主回路及順控回路）分開走線。距離應(yīng)在30cm以上。即使在控制柜內(nèi)，同樣要保持這樣的接線規(guī)范。該信號與變頻器之間的控制回路線最長不得超過50m。 信號線與動力線必須分別放置在不同的金屬管道或者金屬軟管內(nèi)部：連接PLC和變頻器的信號線如果不放

11、置在金屬管道內(nèi)，極易受到變頻器和外部設(shè)備的干擾；同時由于變頻器無內(nèi)置的電抗器，所以變頻器的輸入和輸出級動力線對外部會產(chǎn)生極強的干擾，因此放置信號線的金屬管或金屬軟管一直要延伸到變頻器的控制端子處，以保證信號線與動力線的徹底分開。 1) 模擬量控制信號線應(yīng)使用雙股絞合屏蔽線，電線規(guī)格為0.75mm2。在接線時一定要注意，電纜剝線要盡可能的短（5-7mm左右），同時對剝線以后的屏蔽層要用絕緣膠布包起來，以防止屏蔽線與其它設(shè)備接觸引入干擾。 2) 為了提高接線的簡易性和可靠性，推薦信號線上使用壓線棒端子。 變頻器的運行和相關(guān)參數(shù)的設(shè)置： 變頻器的設(shè)定參數(shù)多，每個參數(shù)均有一定的選擇范圍，使用中常常遇到

12、因個別參數(shù)設(shè)置不當，導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。 控制方式：即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據(jù)控制精度，需要進行靜態(tài)或動態(tài)辨識。 最低運行頻率：即電機運行的最小轉(zhuǎn)速，電機在低轉(zhuǎn)速下運行時，其散熱性能很差，電機長時間運行在低轉(zhuǎn)速下，會導(dǎo)致電機燒毀。而且低速時，其電纜中的電流也會增大，也會導(dǎo)致電纜發(fā)熱。 最高運行頻率：一般的變頻器最大頻率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高頻率將使電機高速運轉(zhuǎn)，這對普通電機來說，其軸承不能長時間的超額定轉(zhuǎn)速運行，電機的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。 載波頻率：載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長度，電機發(fā)熱，電纜

13、發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的。 電機參數(shù)：變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率，這些參數(shù)可以從電機銘牌中直接得到。 跳頻：在某個頻率點上，有可能會發(fā)生共振現(xiàn)象，特別在整個裝置比較高時；在控制壓縮機時，要避免壓縮機的喘振點。 常見故障分析： 1) 過流故障：過流故障可分為加速、減速、恒速過電流。其可能是由于變頻器的加減速時間太短、負載發(fā)生突變、負荷分配不均，輸出短路等原因引起的。這時一般可通過延長加減速時間、減少負荷的突變、外加能耗制動元件、進行負荷分配設(shè)計、對線路進行檢查。如果斷開負載變頻器還是過流故障，說明變頻器逆變電路已環(huán)，需要更換變頻器。 2) 過載故障：過載故障

14、包括變頻過載和電機過載。其可能是加速時間太短，電網(wǎng)電壓太低、負載過重等原因引起的。一般可通過延長加速時間、延長制動時間、檢查電網(wǎng)電壓等。負載過重，所選的電機和變頻器不能拖動該負載，也可能是由于機械潤滑不好引起。如前者則必須更換大功率的電機和變頻器；如后者則要對生產(chǎn)機械進行檢修。 3) 欠壓：說明變頻器電源輸入部分有問題，需檢查后才可以運行。 小結(jié)： 1) 總之，在設(shè)計、安裝、使用變頻器時一定要遵從變頻器使用說明書的指導(dǎo)。 2) 各電氣設(shè)計人員，現(xiàn)場電氣調(diào)試人員可以在此基礎(chǔ)上完善此變頻器參考。 bbb:/aaachuandongaaa/cdbbs/2008-3/15/083154EB2B9E11

15、.html可編程序控制器 1.什么是可編程控制器可編程控制器也叫工控機，（即：工業(yè)控制計算機）是家庭計算機的上位計算機，也叫PLC機。定義是PLC是一種數(shù)字操作系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計的。2.PLC主要有哪些部分組成？有什么功能？其實和微機差不多。由微處理器（CPU），存儲器（ROM，RAM），輸入/輸出單元（I/O），編程器和電源。CPU相當于人的大腦，存儲器是存儲文件的。把文件掃描，在把文件打印出來，這是I/O的功能，相當與人的五官。編程器用于用戶程序的編制，調(diào)試檢查和監(jiān)視，還可通過鍵盤調(diào)用和顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。電源是提供PLC的能源。3.PLC有什么特點嗎？（1可靠性高，

16、抗抗干擾能力強！（平均無鼓掌時間一般可達35萬小時。）（2維修方便（3靈活：通用（4功能完善（5接線簡單（6編程簡單，使用方便。4.PLC的工作原理是怎樣的？PLC的工作原理就是無限循環(huán)掃描，掃描過程是，初始化處理；處理輸入信號階段；程序處理階段；處理輸出信號階段。掃描周期過程是T=（讀入一點時間*點數(shù)）+（運算速度*程序步數(shù)）+故障診斷時間。5.為什么PLC的可靠性高？從三個方面說：（1）工作環(huán)境，一般PLC的工作的溫度為0設(shè)施度到55設(shè)施度，最高為60設(shè)施度，存儲溫度為-20設(shè)施度之+85設(shè)施度；相對溫度為5%95%。（空氣條件，周圍不能混有可然性，易爆性和腐蝕性氣體）（2）耐振動，沖擊性

17、能強，一般PLC能承受振動和沖擊頻率為1055HZ，振幅為0.5mm加速度為2g，沖擊為10g（3）循環(huán)掃描，一周期掃描時間為10ms左右，因此PLC故障率低，不易壞，可靠性高。6PLC應(yīng)用領(lǐng)域都有哪些？（1開關(guān)量邏輯控制（2. 模擬量閉環(huán)控制（3 數(shù)字量智能控制（4 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（5 通訊，聯(lián)網(wǎng)及采集控制7.那有沒有PLC的分類呢？有，PLC的分類。整體試和組合試整體試：CPU單元，存儲器，I/O單元，安裝在同一機體內(nèi)，構(gòu)成主機。組合試：所有單元都分散在模塊上，不同的模塊可以實現(xiàn)不同的功能。小型機：控制點數(shù)100500點左右。（整體試）中形機：控制點數(shù)5001000點左右。（整體試）大型機

18、：控制點數(shù)1000以上（組合試）8.與傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC主要有什么優(yōu)點？傳統(tǒng)的繼電器控制只能進行開關(guān)量控制，而PLC可進行開關(guān)量和模擬量控制，能與計算機聯(lián)機實現(xiàn)分級控制。9.有沒有PLC有品牌嗎？著名PLC廠家有：德國西門子公司（流行）日本歐姆龍公司法國施耐德公美國A-B公司日本三菱公司(流行).松下.日立.東芝.富士.可編程序控制器的設(shè)計理論:什么是開關(guān)量?什么是模擬量? 開關(guān)量僅有兩種相反的工作狀態(tài),例如高電平和低電平,繼電器線圈的通電和斷電,觸電的接通和斷開,PLC可以直接輸入和輸出開關(guān)量信號.有的PLC(例如西門子的S7系列)將開關(guān)量稱為數(shù)字量. 模擬量是連續(xù)變化的物理量,

19、例如電壓,溫度,壓力和轉(zhuǎn)速等PLC，不能直接處理模擬量,需要用模擬量輸入模塊中的A/D轉(zhuǎn)換器,將模擬量轉(zhuǎn)換為與輸入信號成正比的數(shù)字量.PLC中的數(shù)字量(例如PID控制器的輸出)需要用模擬量輸出模塊中的D/A轉(zhuǎn)換器將它們轉(zhuǎn)換為與相應(yīng)數(shù)字成比例電壓或電流,供外部執(zhí)行機構(gòu)(例如電動調(diào)節(jié)閥或變頻器)使用. 那么什么是開關(guān)量?什么是模擬量? 開關(guān)量不是通電,就是斷電,或稱為0和1,0代表通電,1代表斷電.例如,按鈕,開關(guān),時間繼電器,過電流壓力繼電器,這類屬于輸入,輸出的有接觸器,繼電器,電磁閥,等 模擬量是一種連續(xù)變化的量,例如,輸入的有:傳感器,(好多種)輸出的有:伺服電動機,電磁閥,距離,速度,等

20、控制信號. 換句說法說:開關(guān)量是真實物體,而模擬量是一個虛擬物體,比如在電腦上畫畫等哪些編程語言最常用? 梯形圖是使用最多的PLC圖形語言.梯形圖與繼電器電路相似,具有直觀易懂的優(yōu)點,很容易被工廠熟悉繼電器控制的電氣人員掌握,特別適合于開關(guān)量邏輯控制. 語句表是一種類似于微機的匯編語言的文本語言,多條語句組成一個程序段.語句表的輸入方便快捷,還可以在沒條語句的后面加上注釋,便于復(fù)雜程序的閱讀和理解.在設(shè)計通訊,數(shù)字運算等高級應(yīng)用程序時建議使用語句表,語句表程序較難閱讀,其中的邏輯關(guān)系很難一眼看出,在設(shè)計有復(fù)雜的觸電控制電路的程序時最好使用梯形圖語言. 功能塊圖用類似于與門,或門的方框來表示邏輯運算關(guān)系,一些復(fù)雜的功能(例如數(shù)字運算功能等)用指令框來表示,功能塊圖適合于熟悉數(shù)字電路的人使用.國內(nèi)使用梯形圖的人最多,指令表語言使用的也較多,歐洲人比較偏愛功能塊