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三相交流異步電機在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛，它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，維護方便；缺點是不易調(diào)速。隨著變頻技術(shù)的成熟，三相交流異步電機逐漸向變頻調(diào)速發(fā)展。為了尋求一種簡單的實現(xiàn)三相異步電機多段速度控制的方法，本研究以一臺由三相交流異步電機驅(qū)動的小型皮帶輸送機為試驗對象，通過PLC和變頻器與電機的連接實現(xiàn)輸送機的三段速度控制。
可編程序控制器(programmable logic controller，簡稱PLC)，是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專門用于工業(yè)環(huán)境設(shè)計。它的主要特點是可靠性高、使用方便、體積小、重量輕、編程簡單易學，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用 。通過PLC控制變頻器改變異步電動機轉(zhuǎn)速，是自動控制中一種典型的應(yīng)用 。
1、PLC控制電機變頻調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成
本研究中輸送機采用的是三相交流異步電機，功率為1.5kW。變頻器選用基本通用型變頻器SINAMICS Vl0系列。額定輸出功率為1.5kW；輸入頻率為50Hz；輸出功率為0～300Hz。PLC選用SIEMENS公司的s7-200系列PLC，型號為CPU224 XP CN，AC/DC/RELAY。它有14輸入/10輸出，I/O共計24點，滿足系統(tǒng)要求，并有一定的余量。與電腦用USB/PPI通信電纜連接。
PLC控制電機變頻調(diào)速系統(tǒng)由計算機、三相交流異步電機、SINAMICS VIO變頻器、西門子CPU224 XP CN PLC和USB/PPI通信電纜組成。
PLC通過USB/PPI通信電纜與計算機相連，變頻器與PLC之間用、PLC與電機之間普通導線連接，首先根據(jù)使用要求，設(shè)置變頻器參數(shù)，通過計算機在PLC中寫入控制程序，就能改變變頻器的頻率，從而實現(xiàn)PLC對電機頻率的控制，達到改變輸送帶輸送速度的目的，其原理見圖1。
圖1 PLC控制小型輸送機變頻器調(diào)速系統(tǒng)原理
2、變頻器參數(shù)設(shè)置
SINAMICS V10變頻器有1O種典型的接線方式，圖2采用的典型接線方式6，因此，需將接線方式設(shè)定為C06。表3中P0701設(shè)定為1即接通正轉(zhuǎn)/停車指令；結(jié)合圖2看，當PLC輸出端Q 0.0為1時，變頻器啟動；當Q 0.1為1時，變頻器以15Hz運行；當Q 0.2為1時，變頻器以25 Hz運行；當Q 0.1和Q 0.2同時為1時，變頻器以40Hz運行。如此，通過PLC控制，變頻器運行在3種不同的頻率下，相應(yīng)的輸送機的速度也就有3種。此外，可以通過編程的方式，完成輸送機從較快到慢，在由慢到快的速度轉(zhuǎn)變。
3、PLC編程
為了實現(xiàn)輸送機從較快到慢，再從慢到快的速度控制，編寫如下程序，如圖3所示。
由圖3分析程序?qū)崿F(xiàn)功能：M 0.0為1，Q 0.0為1，變頻器啟動；Q 0.0為1，Q 0.1為1，變頻器輸出頻率2，輸送機以頻率2(15Hz)運行；Q 0.0為1，T 37開始工作；10s后，T 37為1，Q 0.2為1，變頻器輸出頻率3，輸送機以頻率3(25Hz)運行，此時Q 0.1為0；M 0.1為1，Q 0.1為1，變頻器輸出頻率2+頻率3，輸送機以頻率2+頻率3(40Hz)快速運行。
