本文以臺達DVP系列PLC為基礎，對PLC與變頻器在電機控制中的應用作出充分研究。該自動控制系統采用PLC來控制變頻器調速，通過PLC的開關量輸入輸出模塊控制變頻器的多功能輸入端、實現對電機的多級調速，這一過程既能充分發揮可編程控制器的高可靠性、靈活性、通用性、擴展性等優點，又能實現對電機的高效精準控制。

隨著運動控制技術朝交流化、數字化、網絡化、智能化的方向發展，運動變量的實時觀測及電機運動狀態的實時改變在工業控制及實驗室研究等領域的應用越來越廣泛，如：廣東陽江盧業通過研究PLC控制在電機變頻調速系統中的應用，構建出一個計算機通過232適配器與PLC通信板相接，PLC通過網線與變頻器相接，變頻器連接電機的一個控制網絡來實現對電極的半自動化控制過程，但該控制網絡并不能使電機轉速連續變化，只能根據已經設定的選速按鈕來對其速度做出選擇；江南大學徐桂華等人研制的基于LabVlEW 和PLC的燃氣鍋爐自動控制系統， 系統中LabVIEW 和PLC的通信技術采用了OPC技術，但實際應用中改技術通信不穩定，并且會出現滯后。目前市面上有很多PLC與變頻器相結合起來控制電機的系統，但這其中很大一部分系統由于受到PLC 自身硬件性能的限制而出現控制延遲、偏離、間斷等問題?；谝陨蠁栴}，本文以臺達DVP系列PLC為硬件基礎，結合一般變頻器設計一種電機自動控制系統，以實現對電機轉速的實時、精準、連續性控制。

2系統構成

本文中控制系統的硬件來自于臺達產品，主要有PC機、PLC(DVP一32E—S00R)、變頻驅動器(ASD—A0721一AB)、伺服電機、電源等部件。其系統構成原理圖如圖1所示。

在系統構成中，PC機與PLC之間利用較為常見的RS-232接口相連。變頻器的輸入信號中包括對運行、停止、正轉、反轉、微動等運行狀態進行操作的開關型指令信號，它常利用繼電器觸點或具有繼電器觸點開關特性的元器件(如晶體管)與PLC相連，得到運行狀態指令。在本文中，變頻器與PLC之間是通過PLC的開關量輸出相連接的，這種連接方式接線簡單，抗干擾能力強。在變頻器與電機之間， 只需要按照所需正常接線即可，無需添加其它多余原件。

3系統硬件

3．1 DVP系列PLC

本文在研究過程中所選取的PLC型號為DVP-32E-S00R，該PLC為可提供32點數的標準功能型主機， 電壓輸入方式為交流輸入，功能主要實現手段為繼電器。這一類型的PLC可外擴，Z大擴展點數可達128點數，幾乎涵蓋了所有的應用場合。這類型的PLC其端子配置圖如圖2所示。

在PLC主機或擴展機的正面均有一個P0wER的LED指示燈，當主機通上電源時，該指示燈LED (綠色)亮。如果主機通上電源時此指示燈不亮， 表示PLC的直流電源供應24V負載過大，此時將端子+24V及24G之端子配線移去，另行準備DC24V的電源供應器。若發現錯誤(ERR0R)指示燈LED快速閃爍， 則表示供應PLC電源+24V：不足。在編程上， 臺達DVP系列可編程控制器具有自己獨特的編程軟件即WPL Soft，其對應用環境的要求只有一個即存在Windows系統環境。臺達PLC采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令， 并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。

3．2變頻器ASD-A0721-AB

變頻器的主電路是給異步電機提供調壓調頻電源的店里變換部分，ASDA型變頻器主電路屬于電壓型，即將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。它由三部分構成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產生的電壓脈動的“平波回路” ，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器” 。

(1)整流器，Z近大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構成可逆變流器， 由于其功率方向可逆，可以進行再生運轉。

(2)平波回路，在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動，采用電感和電容吸收脈動電壓(電流)。裝置容量小時，假如電源和主電路構成器件有余量，可以省往電感采用簡單的平波回路。

(3)逆變器， 同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率， 即他可以將經過整流器后的12v或者24V等較小直流電轉變成為220V、50Hz等類型的交流電。ASD-A0721-AB變頻器輸出額定功率750W， 電壓輸入形式為220V單相輸入，其適用編碼器分辨率為2500ppr。在其主面板上集聚了所有的接口， 其中包括編碼連接器、控制連接器、內外部回生電阻以及伺服電機、電源信號燈等等。這一類型的變頻器只使用過程中，如果預設的DI／DO信號無法滿足需求，可白行設定DI／D0信號，而自設這一過程也較為簡單，因為DI1-8與DO1-5的信號功能是根據P2-10至P2-17與參數P2-18至P2-22來決定的。

3．3硬件接線圖

系統中各部分之間的具體連接方式如圖3所示。

4、實驗驗證

對上述設計的控制系統進行實證性研究，其實驗過程可大致分為以下幾步：組裝硬件、調試裝置、下載試驗程序、結果分析。實驗完成后還需要進行驗證性實驗，即對己得出的結論進行驗證，其過程為實驗人員通過上微機軟件對電極進行初始化設置，實驗開始后電機達到預定的運行狀態。系統測試過程如圖4所示。此時，實驗人員通過控制面板在額定范圍內任意改變電極轉速、轉向，觀察記錄電機達到新的穩定運行狀態的一系列參數， 并將結果與設計目的相對比，從而驗證此控制系統的穩定、合理性。在實驗過程中， 當點擊就達到初始設定穩定狀態1000ms后， 降低其轉速，待其在新的穩定狀態下工作一段時間后再改變其轉速，并給定其加速時間， 電機運行轉速記錄如圖5所示。其結果基本符合給定的控制要求。

經過多次試驗證明，這一系統可實現如下功能：① 通過控制界面對電極進行初始化設置，其中包括轉向、轉速、加速時間、穩定狀態、持續時間等等；② 可以隨時對電機運行狀態進行控制；③ 電極轉速可連續變化。

5、結論

產品要在其整個壽命周期內運行可靠，產品本身制造的質量可靠是基礎，運行過程中的狀態監測以及保養時產品能夠正常使用的關鍵。本文介紹的臺達DVP系列PLC與變頻器在電機自動控制中的應用能完成對電機的正反轉、轉速等運行參數進行實時連續性控制。整個控制系統結構簡單，并且硬件絕大多數都是來自于臺達產品，其兼容性較強， 因此設備運行過程中出現故障的概率也相對較低。在實現基本功能以后，本系統還有很多有待升級的部分，例如可在系統中加入電機運行狀態數據檢測與記錄功能，同時可以通過一些虛擬軟件來對系統進行更加有效的控制，Z終使得該控制系統從操作簡潔性、工作穩定性上得到進一步的提升。