基于西门子变频器的PLC控制程序设计
摘要：在进行西门子变频器PLC控制系设计入时，需要结合变频器的作用和种类，优化PLC程序的控制流程，另外还需要融入先进的技术手段以及信息化操作水平，通过不同设备控制进行有效融入来搭建完整性的操作平台，从而使得PLC控制技术能够在实际中发挥其应有的价值和效果，促进我国科技水平的不断进步和发展。
关键词：西门子变频器；PLC控制；程序设置
引言
在工业生产运行中，PLC分散控制多应用于大型而复杂的生产控制系统，而多PLC之间程序通信相互协调与同步、数据以及参数之间共享成了工业生产控制中亟待解决的问题。在工业生产中，PLC之间都是通过工业以太网来进行数据传输，以S7协议来进行数据间的通信和传递，并通过工程师站和中控室的监控软件来对数据信息进行监控与操作。通过现场传感器、现场仪表等数据输入，由中控室操作人员结合数据信息发出指令进行阀门开关和变频器大小调节。本文主要以西门子PCS7软件和工业以太网来实现多PLC之间程序通信及相互协调与同步。
1简述西门子变频器的性能
西门子变频器不仅符合我国当前科技水平发展现状与需求，还有助于节约能源的浪费，在节约能源的同时能够减少对周边环境的污染。随着我国当前科技水平的不断提高以及发展，西门子变频器的应用范围逐渐朝着广泛性的方向而不断发展，比如在多功能行车电机控制系统中可以对多台电机进行有效控制。按照一定的比例速度应用于各种功率不同的电机上，最大程度的便捷了现场操作人的操作，有效提升了生产效率。其次，使用变频器还有助于电机变频调速，从而保证设备的平稳性运行。变频器还可以对电动机进行有效的保护，延长了电机的使用寿命。从中可以看出变频器的运用是非常广泛的，可以应用于传动调速上，也可以用于各种静止的电源上，根据实际工作需求和工作要求进行不断的优化以及调整，从而提升实际应用效果和水平。
2变频器电机调速的基本工作原理
变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等组成。变频器靠内部绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供电源电压，进而达到节能、调速的目的。另
外，变频器还具有过流、过压、过载保护等功能。简单来说，变频器就是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备。
3西门子变频器的PLC控制程序设计
3.1 PLC控制程序的设计
在进行控制程序设计工作中，需要融入step7和博图编程语言，从而保证控制效果的提高。在实际实施过程中，需要在Windows环境下应用于通用的微机中，这种编程语言不仅可以实现信息的广泛性流通和通信，在后续工作中，还可以通过某一个模块实现动态化的控制，采集多方位的信息实现数据多方位管理以及融合。在实际程序设计时，要采取模块化的设计理念，以模块化的形式进行数据的管理以及采集。PLC程序设计，主要是对各种设备信号进行有效的整合以及分析，明确输入设备的开关信号，对当前系统运行状态进行多方位的控制以及判断。同时还需要通过各种设备的控制来满足相关各种任务的操作需求。除了接受上位PC功能之外，还需进行数据的采集，根据不同控制对象进行全过程和全自动的积极采样工作。PLC设计程序要分为变频器设定和变频器处理模块等各个模块，要充分发挥各自的功能，从而起到一体化设计和控制的效果，提升实际运用水平和运用质量。在进行程序设计时，主要
任务要通过开关信号的输入而判断当前系统的运行情况，再控制接触器和继电器等，提升现场控制的效果和水平。
3.2程序切换
在消防控制系统中，消防控制中心主要负责发出火灾信息，一旦消防控制中心发现建筑内有火灾发生，控制中心便会立即向S7-1500PLC系统发送火灾信号的指令。从控制中心收到信号指令后，系统便会自动退出当前执行的任务，同时会立即调用子程序以最快的速度启动消防泵。如果平时没有接到火灾信息，该系统的主要工作就是控制水泵的启停，并定期进行巡检任务。通常来说，水泵巡检一个周期为10d，相关人员也可以按照实际的需求，远程设置间隔的时间。在巡检过程中，控制变频器就是系统当前的主要工作，使其能够始终处于低频驱动的状态运行。这样不仅可以起到一定的节能的作用，而且此状态下水泵的出水速度比较缓慢，也就不会对管网产生压力。
3.3通信双方的通信数据模块
在被请求方及CIP控制站PLC程序中首先确定了DB880和DB881两个数据模块，CIP运行参数
通过BBT进行接收并保存于DB880模块上，而CIP运行参数则通过综合间进行接收并保存于DB881模块上。二者之间的数据结构模式和内部变量定义方式都与DB13模块相同。如果在通信方的程序中调取数据库中的通信模块GET(从对方读取数据)以及PUT(向对方传送数据)都需要代表远程CPU中的数据块并定义在本地，并且其远程数据模块中与其同名的数据模块在数据结构和内部变量上必须完全一致。此外，还需要定义相应的本地数据模块与前面的数据模块相互对应，也必须保持内部结构以及变量定义完全一样。通过PUT、GET模块将本地程序实际读写的内容写入本地映像数据模块，再将其写入远程CPU数据模块中。每个请求方需要分别定义自身的数据模块，并且在本地CPU中编写相应的功能模块来解决模块间的冲突。
3.4控制方式
模块化管理
在巡检系统中，一般采用的是自动与手动两种控制方式，其中手动控制操作很简单，也就是在巡检控制柜上旋转按钮，直至按钮指示手动模式即可，这样工作人员便可以按照柜面启动按钮的流程完成巡检的任务。对于消防泵与喷洒泵的手动控制也是一样，将按钮旋转到手动模式即可。这样工作人员就可以用手动的方式启停消防泵与喷洒泵。而在自动模式下，按钮旋转后便可自动运行，一般没有特殊要求，消防泵启停则以10d为周期，定时完成巡检工作；
有要求时，可以按照要求启动消防泵与喷洒泵，若是已在运行中发生故障，可以及时启动备用泵，以保持设备正常工作。
3.5主要元器件选用
实现对电机进行调速的变频器选用阿西布朗勃法瑞（ABB）公司生产的变频器。该变频器主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度，具有稳定的性能、丰富的组合功能、高性能的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性及超强的过载能力，在变频器市场占据着重要地位。此外，该系列变频器具有共直流母线端子排，可满足采用共直流母线技术的设计需要。
结束语
综上所述，在自动控制系统中，西门子S7-1500PLC系统相比之前的系统具有明显的优势，具有处理速度快、联网能力强、诊断能力和安全性更高的特点，在各大工程领域的应用非常广泛，不仅操作简便、节约成本，系统安全性也大幅提高，同时大大降低了系统维护的难度。目前，S7-1500PLC系统应用在诸多行业中取得了良好的成果。
参考文献
[1]沈盛阳,徐凯,唐坚.西门子S7-1500PLC串行通信的应用[J].锻压装备与制造技术,2020,55(06):77-79
[2]张帆,贾泽峰,徐飞飞.一种基于西门子S7-300PLC的耐温光纤生产设备系统设计[J].中国设备工程,2020(24):83-84.
[3]欧阳敏.基于西门子PLC的电梯控制系统的设计[J].数字技术与应用,2020,38(12):13-15.
[4]方亚梅.基于西门子S7-200PLC和步进电机的自动换刀控制程序设计[J].工业控制计算机,2020,33(12):135-136.
[5]马福贵.西门子PLC在液压送料机控制系统中的应用[J].工程技术研究,2020,5(23):101-102.