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关键词：电机变频；调速系统；PLC控制；摘 要：近数十年，得益于我国社会经济的高速发展，电机调速技术取得了不小的进步，而应用其中的计算机网络技术、微电子技术在各行各业更是被广泛使用，在众多调速运行的方式中，变频调速技术以其调速范围宽、精度高、工作效率和功率因数高等优点脱颖而出，成为异步电机最理想的调速方法，电机变频调速技术因其众多的优点而日益受到人们的重视。目前，基于 PLC 技术发展起来的电机变频调速系统凭借其精确度高、易于调节、速度快、灵活的可变性,从而逐渐取代了其他技术，获得了相关部门的青睐，在多个领域被大量的应用着。本文阐述了电机变频调速在国内外的发展趋势，对目前变频调速系统的应用领域进行分析，同时还将着重阐述PLC在控制电机变频调速方面的应用，通过对这两方面的分析，提出变频调速系统现阶段存在的问题以及尚未解决的问题，下文将会对这些问题进行探讨，并对问题提出合理性的建议和解决方案。
引言
随着变频器性能价格比的提高，变频调速系统已应用到许多领域。由于变频调速显著的节能性、灵活的控制性及较高的可靠性，使得变频器在多个领域都得到了广泛的应用。同时，基于PLC技术控制的电机变频器凭借其编程简单方便、控制稳定可靠、功能强大等优点通常作为控制器广泛应用于现代工业控制领域，它的出现改变优化了此前复杂的控制系统，简化了繁杂的外部线路，在将来的机械化改造过程中PLC控制将逐渐成为主流的控制技术。本文将从近20年的文献中分析和PLC控制变频器的发展，通过分析发展趋势从而发现一些问题，为今后的PLC控制变频调速领域提出合理性建议。
2 研究现状
PLC控制电机变频调速技术的应用和发展
2.1.1 PLC控制电机变频调速技术的背景
在众多调速运行的方式中，变频调速技术以其调速范围宽、精度高、工作效率和功率因数高、可靠性好、操作方便及便于同其它设备接口等优点脱颖而出，成为异步电机最理想的调速方法。它采用最新微机控制功率电子和电机传动技术实现了工业交流电机的无级调速。
在控制电机变频调速的方法上，除PLC控制外，也可以通过其他方法进行控制，例如王辉[1]等提出了基于虚拟磁链预测直接功率控制的双PWM变频调速系统，通过双PWM实现电机的变频调速，能够较好的实现对电机的变频调速，但是操作较为复杂，不适用于一些简单的调速控制系统；刘继[2]等设计了基于Buck-Boost矩阵变换器的异步电机调速系统，适合作为功率变换器应用于异步电机调速系统中，同时也能实现高性能调速控制，但是调速系统装置较为复杂，成本较高，不适用于小型企业的生产加工；罗海龙[3]设计了基于DSP的三相交流异步电机变频调速系统，系统精度更高、功耗要少、同时成本也较为低廉，但在其使用上具有局限性，无法满足各种工业生产的需求。因此，PLC控制电机变频调速系统以其编程简单方便、控制稳定可靠、功能强大等优点，通常作为控制器广泛应用于现代工业控制领域，弥补了其它控制方式的不足。同时在使用上，加入触摸屏作为人机交互界面，在一定程度上减少PLC的外部I/O点的使用以及减轻系统外部按钮开关的连线复杂程度，同时也提高了运行维护的方便性[4]。
PLC控制电机变频调速系统通常又微型处理器、存储器和编程器所组成，随着现代社会的进步，这三种处理器的发展也在带动着PLC的发展，例如现代科技发展下许多处理器例如8031、805处理器，内部片式处理器有ADM2901等，这些处理器常运用于PLC电机变频系统内的单片机处理，同时也是大部分计算机系统内的重要核心部件。微型处理器的位数因为PLC控制器的条件能够增加位数，同时提高其处理器的级别，功能因此不断提高[5]。随着社会不断的发展，PLC控制的电机变频调速系统因其出色的稳定性和丰富的功能，将会逐渐在各个领域中都得到应用，成为机械市场控制系统的主流[6]。
2.1.2 PLC控制电机变频调速技术的应用
PLC控制电机变频调速技术凭借其良好的节能性，能源损耗低，效率高等优点已经在各个领域被使用，例如杜习波[7]等基于变频调速技术和节能原理设计了PLC控制的除尘风机变频调速系统，解决了木工除尘风机系统的节能降耗问题；叶茎[8]等采用触摸屏、PLC和变频器的电机调速设计了一个推杆控制系统，能够广泛地使用在自动生产线的产品偿还送和入库中；同时，该技术在对电梯的控制中应用的最为频繁，因原始的继电器控制已经无法适用编程技术的操作而逐渐被淘汰，取而代之的是可以编程控制的PLC，PLC在自动化的应用中，以其稳定性强、可靠性高、操作相对容易等优点成为了当前电梯行业的热门技术，也为自动检测故障与警报技术的进步做出了卓越的贡献。赵洪恕[9]等以富士NB2-P90PLC控制安川616G5组成的控制系统为例介绍了电梯中PLC控制系统的应用；杨增红[10]眼研究了PLC控制PW-VF型变频变压调速电梯控制系统，都体现了PLC变频器在应用上的优势。电梯是一种自动化程度、安全性和舒适性要求很高的产品，PLC变频器用于电梯的传动控制，可以大大提高电梯的控制水平，使电梯达到了较为理想的控制效果。此外，变频调速可以大大地节约能源，由此可见PLC控制系统有着极为广阔的发展前景[11-12]。近年来国外在PLC控制领域也有许多研究成果，例如S Hassan[13]等对PLC控制步进电机的频率方面作了研究，通过运用PLC控制理论，发现脉冲频率会影响步进电机的运行速率；Ramazan B[14]等设计了一个利用PLC变频控制进行抽水处理的系统，该设计利用PLC布线较为简单的特点，为不可能布线的加工厂提供一种方便的解决方案。安装维护成本低，运行可靠，结构坚固灵活，适合工业应用；Manrong Xing[15]等利用PLC变频控制设计了一个高层建筑变频调速恒压供水系统，通过PLC内部的PID操作，可控制变频、工频切换，自动控制输入泵的台数和电机转速，从而实现闭环自动调压变频供水，实现在保持恒压的同时达到控制水流的目的。同时，国外在对于PLC的应用上略有特色，除PLC变频控制之外，例如Syed Ali Qasim[16]等设计了一种工业控制系统，能够更加有效的防范外部软件的攻击；Ahmed, I[17]等也同样尝试研究了PLC控制应用方面的保密措施，使其在应用时更加安全。由此可见在PLC变频控制的应用上在国内外都有着开阔的市场前景。
2.1.3 PLC控制电机变频调速技术的发展
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