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摘要：本文以三相异步电动机转速控制为研究对象，结合交流电动机的变频调速原理，将PLC-变频器-电动机连接成开环控制系统，设计出硬件连接方式，设置了变频器及PLC的控制程序，实现了对三相异步电机的多级转速的控制。
关键词：三相异步电动机；变频器；PLC
一、引言
三相异步电动机具有结构简单、维护简单、经济性好，制造方便等特点，广泛应用于现代化工业领域中。由于三相异步电动机拖动负载运行时经常需要进行转速调节，目前对于三相异步电动机转速控制方式种类很多，其中效率最高、性能最好、应用最广的是变频调速，根据三相异步电动机转速的数学公式可知，改变电动机通电的频率将会改变电动机的旋转速度，这种调节转速的方式称为变频调速。变频调速需要使用变频器，变频器通过电力电子技术将电源的工频改变为加在三相异步电动机上的可调频率来控制电动机的转速变化，目前变频器不但在传统的电力拖动系统中得到了广泛的应用，而且已扩展到了工业生产的所有领域，以及空调器、洗衣机、电冰箱等家电中。对于变频器的控制可采用可编程序控制器即PLC来实现。PLC是一种工业控制计算机，是集计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简单，等特点，在工业领域中被广泛地使用。将PLC与变频器结合起来可实现良好的三相异步电动机的开环变频调速控制，即首先将控制信号输入给PLC，在利用PLC的输出信号控制变频器的运行，最后通过变频器控制三相异步电动机的转速，以实现电动机的起动，停止，加速，减速等控制。
二、设计方案
1.总体思路
控制系统由PLC、变频器、三相异步电动机三部分组成，采用开环多段速控制，具体如图1所示
2.PLC和变频器的选择
PLC型号的选择需要依据PLC的输入输出（I/O）点数、存储器容量及各项控制功能是否符合控制系统的需要。西门子公司的S7-200系列PLC无论从功能或性价比方面都十分优越，所以设计中可选用S7-200PLC来实现。
正确选择通用型变频器对于传动系统能够正常运行是至关重要的。变频器的选择应根据生产机械的类型、调速范围、速度响应和控制精度、启动转矩等要求来决定采用什么功能的变频器构成控制系统。所选用的通用变频器应是既满足生产工艺要求，又要在技术经济指标上合理。西门子生产的通用变频器MM420具有良好的控制性能和可靠的工作性，可在本设计中使用。
三、硬件连接设计
MM420变频器有三个调速输入端S1、S2、S3，改变输入端S1、S2、S3的通断状态，可控制三相异步电动机产生7种固定频率转速，端口状态设置如表1所示。
将变频器的三个调速输入端子与PLC的输出端相连接，在PLC的输入端连接控制按钮，通过编写PLC内部控制程序，即可利用PLC的对变频器的输出端子的状态进行控制。具体硬件连接如图2所示。
四、变频器和PLC的设置
硬件连接后须进行变频器内部程序的设置，首先根据所控制电动机的要求，进行电动机参数的设置如表2所示。
然后可按固定频率方式设置变频器的七段速的控制频率，例如本次设计分别采用7Hz、14Hz、21Hz、28Hz、35Hz、42Hz及50Hz的7段固定频率来由低到到实现电动机转速的变化，具体设置如表3所示
PLC的设置在进行PLC的硬件连接后应对PLC的I/O口进行地址分配，列出地址分配表如表4所示，根据地址分配表设计出PLC控制程序（程序部分略），即可实现PLC对变频器及三相电动机的转速控制。
五、结束语
变频调速是交流电动机未来的主要调速方式之一，随着全球经济的快速发展，自动化控制程度越来越高，利用变频器实现交流电动机的转速控制将在各行各业中发挥出重要作用。而PLC由于本身强大的控制功能结合在变频器的上位控制中使得變频器的控制更加灵活和智能。基于PLC基础上的变频调速控制系统既可以提高自动化生产效率，又可节约能源降低成本，具有优越的发展前景。
参考文献：
[1]王树编著.变频调速系统设计与应用[M].北京：机械工业出版社，2005.
[2]王永华.现代电气控制及PLC应用技术（第3版）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2013.
[3]刘松编著.电力拖动自动控制系统[M].北京：清华大学出版社，2006.
作者简介：
常青杨，1995年10月生，辽宁省铁岭人，现为沈阳工程学院电气工程与智能控制专业在校学生。
关键词：三相异步电动机；变频器；PLC
一、引言
三相异步电动机具有结构简单、维护简单、经济性好，制造方便等特点，广泛应用于现代化工业领域中。由于三相异步电动机拖动负载运行时经常需要进行转速调节，目前对于三相异步电动机转速控制方式种类很多，其中效率最高、性能最好、应用最广的是变频调速，根据三相异步电动机转速的数学公式可知，改变电动机通电的频率将会改变电动机的旋转速度，这种调节转速的方式称为变频调速。变频调速需要使用变频器，变频器通过电力电子技术将电源的工频改变为加在三相异步电动机上的可调频率来控制电动机的转速变化，目前变频器不但在传统的电力拖动系统中得到了广泛的应用，而且已扩展到了工业生产的所有领域，以及空调器、洗衣机、电冰箱等家电中。对于变频器的控制可采用可编程序控制器即PLC来实现。PLC是一种工业控制计算机，是集计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简单，等特点，在工业领域中被广泛地使用。将PLC与变频器结合起来可实现良好的三相异步电动机的开环变频调速控制，即首先将控制信号输入给PLC，在利用PLC的输出信号控制变频器的运行，最后通过变频器控制三相异步电动机的转速，以实现电动机的起动，停止，加速，减速等控制。
二、设计方案
1.总体思路
控制系统由PLC、变频器、三相异步电动机三部分组成，采用开环多段速控制，具体如图1所示
2.PLC和变频器的选择
PLC型号的选择需要依据PLC的输入输出（I/O）点数、存储器容量及各项控制功能是否符合控制系统的需要。西门子公司的S7-200系列PLC无论从功能或性价比方面都十分优越，所以设计中可选用S7-200PLC来实现。
正确选择通用型变频器对于传动系统能够正常运行是至关重要的。变频器的选择应根据生产机械的类型、调速范围、速度响应和控制精度、启动转矩等要求来决定采用什么功能的变频器构成控制系统。所选用的通用变频器应是既满足生产工艺要求，又要在技术经济指标上合理。西门子生产的通用变频器MM420具有良好的控制性能和可靠的工作性，可在本设计中使用。
三、硬件连接设计
MM420变频器有三个调速输入端S1、S2、S3，改变输入端S1、S2、S3的通断状态，可控制三相异步电动机产生7种固定频率转速，端口状态设置如表1所示。
将变频器的三个调速输入端子与PLC的输出端相连接，在PLC的输入端连接控制按钮，通过编写PLC内部控制程序，即可利用PLC的对变频器的输出端子的状态进行控制。具体硬件连接如图2所示。
四、变频器和PLC的设置
硬件连接后须进行变频器内部程序的设置，首先根据所控制电动机的要求，进行电动机参数的设置如表2所示。
然后可按固定频率方式设置变频器的七段速的控制频率，例如本次设计分别采用7Hz、14Hz、21Hz、28Hz、35Hz、42Hz及50Hz的7段固定频率来由低到到实现电动机转速的变化，具体设置如表3所示
PLC的设置在进行PLC的硬件连接后应对PLC的I/O口进行地址分配，列出地址分配表如表4所示，根据地址分配表设计出PLC控制程序（程序部分略），即可实现PLC对变频器及三相电动机的转速控制。
五、结束语
变频调速是交流电动机未来的主要调速方式之一，随着全球经济的快速发展，自动化控制程度越来越高，利用变频器实现交流电动机的转速控制将在各行各业中发挥出重要作用。而PLC由于本身强大的控制功能结合在变频器的上位控制中使得變频器的控制更加灵活和智能。基于PLC基础上的变频调速控制系统既可以提高自动化生产效率，又可节约能源降低成本，具有优越的发展前景。
参考文献：
[1]王树编著.变频调速系统设计与应用[M].北京：机械工业出版社，2005.
[2]王永华.现代电气控制及PLC应用技术（第3版）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2013.
[3]刘松编著.电力拖动自动控制系统[M].北京：清华大学出版社，2006.
作者简介：
常青杨，1995年10月生，辽宁省铁岭人，现为沈阳工程学院电气工程与智能控制专业在校学生。