PLC在節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用

摘 要：隨著人們的生活水平的不斷提升，許多與生活息息相關(guān)的設(shè)備、電器以及工業(yè)生產(chǎn)都得到了高速的發(fā)展。但這些設(shè)備的使用過程中，會產(chǎn)生非常大的浪費(fèi)，同時(shí)也增加了各種設(shè)備的運(yùn)行成本。因此，針對PLC在節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用研究，具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：PLC；節(jié)能領(lǐng)域；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.070

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，許多行業(yè)都設(shè)備使用量也在不斷增加。比如：高層建筑以及商場中的電梯、人們?nèi)粘Ｊ褂玫目照{(diào)設(shè)備等。對于這些設(shè)備，在以往使用過程中，如果在空閑時(shí)無法進(jìn)行節(jié)能運(yùn)行，在很大程度上會造成電能的浪費(fèi)。同時(shí)也增加了其設(shè)備的運(yùn)營成本。因此，在其設(shè)備中采用PLC為核心的變頻器來進(jìn)行控制，可以通過對其設(shè)備的改造實(shí)現(xiàn)節(jié)能效。本文以中央空調(diào)的為例，闡述PLC在節(jié)能領(lǐng)域中的應(yīng)用

1 PLC中央空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需要與變頻技術(shù)進(jìn)行結(jié)合。不僅保留了中央空間的自耦變壓器降壓啟動的控制方式，還能夠利用有變頻技術(shù)來對對中央空間中的水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，合理控制其水泵的轉(zhuǎn)速計(jì)加減水泵的時(shí)機(jī)及數(shù)量。通過這種自動控制的方式，起到節(jié)能控制的效果。在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要將PLC當(dāng)作中央空間的控制核心，通過對中央空間循環(huán)水控制系統(tǒng)來完成對整個系統(tǒng)控制。（1）增設(shè)PLC為核心的主控機(jī)變頻控制柜。增設(shè)此控制柜的目的在于能夠?qū)LC與交-直-交變頻器進(jìn)行結(jié)合，將利用結(jié)合后的控制系統(tǒng)來對中央空間循環(huán)水泵系統(tǒng)進(jìn)行整體控制。（2）檢測數(shù)據(jù)與運(yùn)算。在此環(huán)節(jié)中，需要完成溫度傳感器所檢測出的回水溫度，并通過A/D轉(zhuǎn)換器傳送到PLC中與預(yù)定值進(jìn)行對比，然后將所對比出的結(jié)果以模糊PID運(yùn)算的方式進(jìn)行計(jì)算。（3）運(yùn)算結(jié)果傳送與轉(zhuǎn)速控制。通過模糊PID運(yùn)算所得出的結(jié)合，經(jīng)過傳送到變頻器之后，可以由變頻器來根據(jù)預(yù)設(shè)程度來對進(jìn)行輸入電源頻率調(diào)整，從而可以實(shí)現(xiàn)對循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速的調(diào)整與控制。

2 PLC設(shè)計(jì)

2.1 PLC與變頻器的結(jié)合設(shè)計(jì)

在此環(huán)節(jié)中，應(yīng)該行對PLC的運(yùn)行需求進(jìn)行分析，并與變頻器進(jìn)行結(jié)合設(shè)計(jì)。讓所設(shè)計(jì)出來系統(tǒng)能夠通過PLC來進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。PLC與變頻器的結(jié)合以及接線方式如圖1所示。（1）通過連接后的系統(tǒng)，由PLC輸出變頻器的啟動信號。PLC顯示為高電平時(shí)，代表需要啟動變頻器。當(dāng)連接在繼電器上得電，其常開觸點(diǎn)閉合變頻器也隨之啟動。（2）輸出量的傳送。想要完成對水泵電機(jī)的，應(yīng)該將PLC所進(jìn)行的模糊PID算法提出的結(jié)果，轉(zhuǎn)變成為模擬量并傳送到變頻器中。圖中的EM232模塊，就是用于將模擬量進(jìn)行傳送時(shí)的輸出端口，并通過其端口與變頻器的模擬量輸端口進(jìn)行連接，最終完成對中央空間水泵電機(jī)的變頻控制。

2.2 PLC主程序設(shè)計(jì)及工作原理

在進(jìn)行PLC主程序設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合其不同的工作方式，設(shè)計(jì)合理化的PLC主程序。對于PLC控制程序的設(shè)計(jì)，需要從控制按鈕模塊、報(bào)警處理模塊、變頻器給定模塊、變頻器設(shè)定模塊等幾個關(guān)鍵模塊進(jìn)行切入?？刂瓢粹o模式的主要功能是針對不同電機(jī)和電磁閥的啟動與停止進(jìn)行控制；變頻給定模式主要是通過變頻器設(shè)定模塊來進(jìn)行調(diào)整變頻器的工作方式；報(bào)警處理模塊的功能是針對系統(tǒng)中不同元件故障信息進(jìn)行報(bào)警提示；變頻器設(shè)定模塊的功能是對轉(zhuǎn)換之后的速度傳感器信息的接收。依照PLC工作原因，當(dāng)其主程序啟動運(yùn)行時(shí)，其系統(tǒng)會進(jìn)行采用，并根據(jù)用戶設(shè)定程序來執(zhí)行相關(guān)操作，最終完成輸出刷新工作。PLC通過重復(fù)的對此三個環(huán)節(jié)進(jìn)行執(zhí)行，讓主程序在每一次循環(huán)運(yùn)行過程中，針對主程序的語句進(jìn)行掃描，從而能夠完成對主程序初始化、遙信自處理、通信處理三個環(huán)節(jié)的工作。在進(jìn)行初始化程序過程中，只有在第一次掃描時(shí)進(jìn)行執(zhí)行，進(jìn)入調(diào)用遙信自處理程序后，一旦發(fā)現(xiàn)有通信要求，主程序會針對其要求進(jìn)行處理。如果沒有接收到通信要求，會給主程序的運(yùn)行。

2.3 結(jié)合使用情況制定PLC 抗干擾措施

對于PLC的在中央空調(diào)節(jié)能環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，主要是針對一些較為復(fù)雜的工業(yè)場地及環(huán)境進(jìn)行應(yīng)用，但對于運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性也會給PLC形成一定的影響。因此，在進(jìn)行PLC使用過程中，需要結(jié)合使用情況制定出有效的抗干擾措施，來確保整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。PLC的結(jié)構(gòu)是由傳感器、按鈕、接觸器、電磁閥線圈等等組成，這些組成元件分散在不同位置中。雖然PLC控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，已經(jīng)具有了一定的硬件以及軟件干擾功能，但對于較大數(shù)據(jù)的干擾信號會導(dǎo)致其系統(tǒng)出現(xiàn)異常。因此，根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行特征，可以通過以下幾個方面的工作來完成抗干擾措施。（1）合理化選擇PLC安裝位置。在進(jìn)行PLC設(shè)備安裝時(shí)，要避免安裝多灰塵、腐蝕性環(huán)境以及熱源較為集中的位置。要將PLC設(shè)備安裝在通風(fēng)效果較好的位置處。（2）信號電纜鋪設(shè)不應(yīng)該過于集中，避免形成相互干擾。（3）設(shè)備備用芯線需要進(jìn)行接地連接。通過接地連接，可以減少芯線間的互相干擾。（4）安裝獨(dú)立的PLC電柜接地線。在進(jìn)行PLC電柜接地線連接時(shí)，要控制其接地電阻>10Ω。（5）不同信號傳輸采用不同類型的電纜。PLC控制系統(tǒng)會有數(shù)字信號以及模擬信號兩種傳輸形式。為了避免兩種信號的相互干擾，需要使用不同類型的電纜來進(jìn)行傳輸。

3 結(jié)語

總而言之，PLC在節(jié)能領(lǐng)域中的應(yīng)用非常廣泛。本文主要是以中央空調(diào)為例，介紹PLC對其系統(tǒng)的節(jié)能作用，解決中央空調(diào)耗能量大的問題。通過PLC與變頻技術(shù)的結(jié)合，設(shè)計(jì)出適合于中央空調(diào)的節(jié)能控制系統(tǒng)，通過制定有效的PLC抗干擾措施，確保其系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，讓PLC的節(jié)能作用得用充分地體現(xiàn)。

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作者簡介：馮軍（1985-），男，回族，甘肅蘭州人，助教。