PLC變頻節(jié)能技術(shù)在除塵電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉偉勝 羅全軍

摘要：在中小爐窯、電氣焊加工、零部件鑄造等多種工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)中，都具有生塵、滋塵量小且點(diǎn)位分散的特點(diǎn)，除塵電氣控制系統(tǒng)的工作效率直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益。本文通過(guò)對(duì)PLC變頻節(jié)能技術(shù)進(jìn)行概述，分析了PLC變頻節(jié)能技術(shù)在除塵電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用效果，為相關(guān)企業(yè)提升除塵電氣控制系統(tǒng)工作效率，達(dá)到預(yù)期節(jié)能環(huán)保目標(biāo)提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：PLC變頻節(jié)能技術(shù);除塵;電氣控制系統(tǒng);應(yīng)用

引言

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，可持續(xù)發(fā)展理念成為指導(dǎo)其發(fā)展的根本理念之一。隨著我國(guó)環(huán)境保護(hù)力度的不斷增加，在中小爐窯、鑄造以及電氣焊金屬材料加工等行業(yè)企業(yè)中，提高除塵電氣控制系統(tǒng)工作效率，加快煙塵、灰塵、粉塵的采集凈化處理具有迫切性。PLC變頻節(jié)能技術(shù)在除塵電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠在提高除塵設(shè)備系統(tǒng)自動(dòng)化、高效性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)，促進(jìn)企業(yè)環(huán)境效益的提升。因此，深入分析探討PLC變頻節(jié)能技術(shù)在除塵電氣控制系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、PLC變頻節(jié)能技術(shù)基本原理

PLC主要是指通過(guò)編程邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行控制裝置，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)電力線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)及話(huà)音信號(hào)實(shí)現(xiàn)的一種通訊方式。早在上世紀(jì)六十年代，美國(guó)通用汽車(chē)公司設(shè)備系統(tǒng)中就已經(jīng)出現(xiàn)了PLC技術(shù)，其后隨著技術(shù)的發(fā)展逐漸應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域。最初階段的PLC技術(shù)只是具有順序控制的系統(tǒng)功能，其應(yīng)用范圍不大。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研發(fā)水平的不斷提升，PLC技術(shù)逐漸實(shí)現(xiàn)發(fā)展與完善，開(kāi)始具有能夠?qū)崿F(xiàn)高速運(yùn)行及函數(shù)運(yùn)算分析等系統(tǒng)功能，大大提升了PLC控制系統(tǒng)功能?，F(xiàn)階段，PLC技術(shù)可編程邏輯控制基本特征與電氣自動(dòng)化設(shè)備整體模式的需求具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。在實(shí)際工作中，以電氣設(shè)備基本特征以及實(shí)際控制要求為基礎(chǔ)，進(jìn)行控制程序的編寫(xiě)，將其與控制裝置相連接進(jìn)行操作，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制電氣裝置的效果。如此，操作人員既能夠通過(guò)連接操控電氣設(shè)備，同時(shí)也可以對(duì)電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的突發(fā)狀況進(jìn)行科學(xué)精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)分析，并在提前編寫(xiě)程序過(guò)程中增加相應(yīng)的操作處理程序。這樣一來(lái)，一旦發(fā)生突發(fā)狀況，操作人員可以立即進(jìn)行相應(yīng)處理，保證設(shè)備能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。變頻技術(shù)，即是通過(guò)改變電流頻率，對(duì)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制。頻率的變化不會(huì)引起額外附加轉(zhuǎn)差的損耗，能夠有效提升電氣設(shè)備自動(dòng)化整體控制水平，是當(dāng)前較為先進(jìn)的一種調(diào)速技術(shù)。變頻節(jié)能技術(shù)，能夠很好的解決傳統(tǒng)直流電動(dòng)裝置中，只可以維持額定頻率的運(yùn)行狀態(tài)所造成的能源浪費(fèi)問(wèn)題，并且有效提高電氣設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性。

二、PLC變頻節(jié)能技術(shù)在除塵電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）PLC變頻節(jié)能技術(shù)在除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用改進(jìn)目標(biāo)

以塑燒板除塵器為例，在除塵系統(tǒng)改進(jìn)中，第一，對(duì)塑燒板的保護(hù)，避免含塵氣體溫度超標(biāo)，造成塑燒板燒毀。在管道中設(shè)置三通，將溫度傳感器在入口、中間位置設(shè)置，借助溫度傳感器對(duì)氣體溫度進(jìn)行采集，再由PLC系統(tǒng)進(jìn)行分析。當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，PLC則會(huì)觸發(fā)報(bào)警器做出提示。第二，優(yōu)化除塵效能。固定噴吹時(shí)間的除塵效果不佳，并且存在能源浪費(fèi)問(wèn)題。在改進(jìn)中選擇耐高溫微孔膜過(guò)濾袋，優(yōu)化噴吹周期，設(shè)置合理的噴吹時(shí)間。增加含塵氣體濃度傳感器，利用PLC進(jìn)行模糊控制，設(shè)定含塵氣體濃度值，根據(jù)實(shí)際值與設(shè)定值分析，調(diào)節(jié)電磁閥的噴吹時(shí)間。同時(shí)，加入變頻器，利用引風(fēng)機(jī)調(diào)整轉(zhuǎn)速、降低負(fù)載，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。第三，實(shí)現(xiàn)良好的電磁兼容性。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)往往電磁輻射較多，在除塵電氣控制系統(tǒng)中利用PLC、變頻器，還可以有效降低外界電磁干擾，有效解決電磁兼容問(wèn)題。

（二）PLC變頻節(jié)能技術(shù)在除塵電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)

1.PLC控制器應(yīng)用及功能

除塵系統(tǒng)的核心就是PLC控制器，通過(guò)接口系統(tǒng)與軟件，采集與處理各項(xiàng)傳感器信息，利用程序進(jìn)行工業(yè)控制。PLC控制器具有抗干擾性強(qiáng)、穩(wěn)定性高的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，并且還可以進(jìn)行軟件自診，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的故障檢測(cè)、處理。同時(shí)，PLC控制器具有擴(kuò)展功能，組裝靈活，對(duì)于生產(chǎn)工藝的變化適應(yīng)性強(qiáng)，只需要進(jìn)行軟件優(yōu)化，而不用進(jìn)行硬件設(shè)備更換。

2.變頻器技術(shù)應(yīng)用

變頻器是電氣系統(tǒng)調(diào)速的關(guān)鍵，通過(guò)改變電機(jī)的頻率，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度，從而提高工業(yè)控制能力。變頻器根據(jù)構(gòu)成可以分為主回路和控制回路，三相電流經(jīng)過(guò)整流后，負(fù)載的無(wú)功功率由中間直流環(huán)節(jié)緩沖，需要交流電用逆變器轉(zhuǎn)換，信號(hào)檢測(cè)、輸入、輸出控制由控制電路實(shí)現(xiàn)。在除塵系統(tǒng)中，變頻器可以實(shí)現(xiàn)大范圍調(diào)速控制，尤其是在惡劣環(huán)境下仍然能夠滿(mǎn)足調(diào)速控制要求，從而極大的節(jié)省電力能源，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理。

3.系統(tǒng)控制與設(shè)計(jì)

PLC通常采用Modicon TSX Quantum 系列，具有良好的除塵效能，系統(tǒng)安全穩(wěn)定性較強(qiáng)。運(yùn)用雙機(jī)熱備份，再與RIO遠(yuǎn)程輸入輸出控制方案相配合，確保可靠性。主PLC控制器通過(guò)掃描各用戶(hù)邏輯，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程輸入輸出，各控制器應(yīng)用140CHS11000 熱備模塊，與主控制器通信。

4.除塵系統(tǒng)軟件編程與實(shí)現(xiàn)

程序編寫(xiě)滿(mǎn)足模糊控制要求，以除塵現(xiàn)場(chǎng)為依據(jù)，將經(jīng)驗(yàn)化控制系統(tǒng)進(jìn)行近似處理或者模糊邏輯，來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)協(xié)同控制。利用變頻器進(jìn)行風(fēng)機(jī)控制，編寫(xiě)梯形圖程序，開(kāi)關(guān)設(shè)置為R指令，來(lái)實(shí)現(xiàn)啟停風(fēng)機(jī);自動(dòng)狀態(tài)下，以變頻器信號(hào)，控制BPQSw1、BPQSw2，使FGDirStaSw復(fù)位。卸灰機(jī)控制中，編寫(xiě)梯形圖程序，手動(dòng)狀態(tài)下HandOper=1、HandOper=0啟停卸灰按鈕;當(dāng)手動(dòng)、自動(dòng)狀態(tài)信號(hào)改變時(shí)則反轉(zhuǎn)?？諌簷C(jī)控制中，根據(jù)汽缸壓力報(bào)警啟停空壓機(jī)，氣壓不到位則啟動(dòng)，氣壓過(guò)高則停止;自動(dòng)狀態(tài)下，空壓機(jī)壓力為QiGRrLow=1則啟動(dòng)，QiG1PrHig=1則停止。電磁閥噴吹控制中，利用PLC脈沖循環(huán)周期設(shè)置噴吹間隔。三通閥控制中，根據(jù)溫度變量調(diào)整電磁閥，控制除塵器工作狀態(tài)。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制中，借助變頻器由PLC模塊進(jìn)行控制，根據(jù)含塵氣體濃度變化控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，PLC控制電機(jī)電流信號(hào)。

總結(jié)

PLC變頻節(jié)能技術(shù)在除塵電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，并且擴(kuò)展性強(qiáng)，利用三通方法還可以有效延長(zhǎng)除塵器的使用壽命。借助變頻器，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降耗的目的，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

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