1、1 第一章 绪论 1.1 控制继电器存在的缺点 今天继电器已应用到家庭及工业控制的各个领域。他们比以往的产品具有更高的可靠性。但是，这也是随之带来的一些问题。如绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。再者，对一个具体使用的装有上百个继电器的设备，其控制箱将是庞大而笨重的。在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统必须是手工接线、安装，如果有简单的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。 1.2 PLC 的介绍 1、 特点： PLC
2、 的应用，电气工程师不再在硬件上花费太多功夫，只考虑将控制按钮或检测传感器连接在 PLC 输入点，再通过 PLC 内部处理，在输出点连接接触器或继电器，来控制大功率的启动设备，而小功率的输出设备直接连接即可。 2、内核：具有中央处理器的 CPU，并带有外部 I/O 口，扩展的 I/O 接口地址和存储器三大组成部分。 CPU 的核心是由一个或多个累加器组成，它们具有逻辑的数学运算能力，并能读取程序存储器的内容，通过计算后去驱除相应的存储器和 I/O 口 ,I/O口将内部累加器和外部的输入和数出系统连接起来，并将相关得数据存入程序存储器或数据存储器中，存储器可以将 I/O 口输入得数据存入存储器中
3、，并在工作时调转到累加器和 I/O 接口上。 3、应用重心： PLC 的抗干扰性是优良的，在设计中更本不用去关心他的使用寿命和工作场合的恶劣环境，而关心的是如何利用 PLC 的内部资源加强设备的控制能力，使设备更具柔性。 PLC 的语言并不是汇编语言或 C 语言，而是采用继电器控制的梯形图，使得电气工程师在编写程序时很容易就理解 PLC 的编程语言，而且很多非电器专业人士也对 PLC 编程很快认识并深入。 4、通信：在实际应用中，仅靠单机控制是无法保证系统顺畅运行的，而需要设备与设备间的信息交流才能实现。 PLC 的通信越来越重要，在 PLC 与 PLC 之间的通信，能够通过信息的交换和数据的
4、共享来保证设备之间的相互协调，以达到互补的效果。 2 5、中断：中断，是一种优先控制处理技术。 PLC 具备这样的功能。它的特点在于，当设备在操作过程中遇到紧急突发事件时，就需要立刻停止当前控制，去处理更重要的事情。 PLC 再去执行紧急任务时，总会先保存目前的状态，比如程序的地址， CPU的累加器数据等。当处理完应急事件后，再继续处理停止的事件。实际应用中，中断并不是只有一个，有时会同是存在几个中断，多中断也具有优先级别，按要求去执行更高级别的中断。这种中断中的中断也就形成了中断嵌套。中断级别跟各种 PLC 内部CPU 的资源有关，同时也跟堆栈的容量大小有关。 PLC 的发展已经从单机模式进
5、入通信的网络时代，并同其他的工控网板和 I/O 板卡轻易的进行共享。组态软件可以将所有的这些硬件连接起来，通过更直观的动画图片进行控制，并可以通过互联网在异地进行控制。 1.3 变频器的介绍 1、特点：变频器是利用电力 半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交 直 交方式（ VVVF 变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制 4 个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为 IGBT 三相桥式逆变器，
6、且输出为 PWM 波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。 2、应用重心： 节能 ， 由于采用变频调速后，风机、泵类负载的节能效果最明显，节电率可达到 20% 60%，这是因为风机水泵的耗用功率与转速的三次方成比例，当用户需要的平均流量较小时，风机、水泵的转速较低，其节能效果也是十分可观的。而传统的挡板和 阀门 进行流量调节时，耗用功率变化不大。由于这类负载很多，约占交流电动机总容量的 20% 30%，它们的节能就具有非常重要的意义。对于一些在低速运行的恒转矩负载，如传送带等，变频调速也可节能。除此之外，原有调速方式耗能较大者（如绕线转子电动机等），原有调速方式比较庞杂，效率较低者（如龙门刨床等），采用了变频调速后，节能效果也很明显。 变频调速在电动机运行方面的优势 变频调速很容易实现电动机的正、反转。只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序，即可实现输出换相，也不存在因换相不当而烧毁电动机的问题。 变频调速系统起动大都是从低速开始，频率较低。加、减速时间可以任意设定，故加、减速时间比较平缓，起动电流较小，可以进行较高频率的起停。
