電氣自動(dòng)化設(shè)備中PLC變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

汪全

摘要：工業(yè)自動(dòng)化中一個(gè)較為重要的組成部分就是電氣自動(dòng)化，電氣自動(dòng)化技術(shù)與我國的工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有密切的聯(lián)系，工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展又與國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著較為密切的聯(lián)系。由此可見，電氣自動(dòng)化技術(shù)與國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有間接的關(guān)系。我國的電氣自動(dòng)化技術(shù)不斷發(fā)展，為了更好地輔佐電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)揮更好的作用，一些新興的技術(shù)也隨之發(fā)展起來，PLC變頻節(jié)能技術(shù)就屬于這些新興技術(shù)中的一種。

關(guān)鍵詞：PLC變頻;節(jié)能技術(shù);電氣自動(dòng)化技術(shù)

引言

近年來，相關(guān)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)者開始對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備中的節(jié)能率管理加以重視，電氣自動(dòng)化的節(jié)能處理是基于電氣辦公設(shè)備方面的節(jié)能控制管理，以及電氣通信設(shè)備的控制管理。PLC自動(dòng)控制技術(shù)的編程優(yōu)勢促使其在數(shù)控領(lǐng)域具有廣泛地應(yīng)用價(jià)值，例如：監(jiān)控排水空調(diào)、通風(fēng)、采暖、變電等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，保證設(shè)備的充分利用，及時(shí)采取控制措施，以便更好地節(jié)約能源。

由于受到電氣自動(dòng)化設(shè)備自身?xiàng)l件的限制，傳統(tǒng)技術(shù)經(jīng)常無法實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制。例如：無法將水壓系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率控制到最佳狀態(tài)，無法將照明系統(tǒng)的照明量按需求提供給需求方等。PLC變頻節(jié)能技術(shù)能夠?qū)鞲衅骷夹g(shù)、時(shí)控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)通信技術(shù)有效融合在一起，保證電氣自動(dòng)化設(shè)備的節(jié)能效果達(dá)到最理想的狀態(tài)。

對(duì)PLC變頻節(jié)能技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行廣泛而深入的研究，重點(diǎn)分析PLC變頻節(jié)能技術(shù)在電梯系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)三方面的應(yīng)用。通過這三方面的具體闡述，從而剖析PLC變頻節(jié)能技術(shù)在保證電氣自動(dòng)化設(shè)備的正常運(yùn)行前提下，如何最大程度實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

一、PLC變頻節(jié)能技術(shù)的概念

PLC運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)控制繼電-控制器，是一種新型的工業(yè)控制器，其基本框架圖如圖1所示。

研發(fā)PLC的主要目的是適應(yīng)當(dāng)下的工業(yè)環(huán)境。PLC也是一種電子系統(tǒng)裝置，其核心是微處理器，它的微處理器核心與傳統(tǒng)的繼電系統(tǒng)相結(jié)合，完成內(nèi)部存儲(chǔ)的邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算等一系列操作。PLC變頻節(jié)能技術(shù)的使用可以幫助電氣自動(dòng)化系統(tǒng)改變使用頻率，從而達(dá)到降低能源消耗的目的。

二、PLC技術(shù)及其在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用優(yōu)勢

PLC也就是可編程邏輯控制器，是在現(xiàn)代化生產(chǎn)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的一種編程控制技術(shù)，這種技術(shù)是基于現(xiàn)階段市場對(duì)于生產(chǎn)的需要發(fā)展來的，主要是為小批量、多品種的產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化控制技術(shù)。PLC技術(shù)自問世以來，就得到廣泛的重視和應(yīng)用，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，和數(shù)控技術(shù)、工業(yè)人工智能技術(shù)、CAD技術(shù)并稱為工業(yè)自動(dòng)化的支柱性技術(shù)。當(dāng)前，信息技術(shù)以及工業(yè)自動(dòng)化程度不斷提升，PLC技術(shù)也處于高速發(fā)展時(shí)期，向著智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，在促進(jìn)中央處理器的運(yùn)算速度、精確度提升上具有顯著作用，同時(shí)，還開發(fā)了適用于過程控制以及運(yùn)動(dòng)控制的功能模塊，能夠讓這一控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中發(fā)揮重要作用。此外，PLC技術(shù)中還具備網(wǎng)絡(luò)及通信功能，能夠連接全部編程以及通用輸入設(shè)備，能夠通過相關(guān)總線來進(jìn)行相關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建構(gòu)，能夠?yàn)楣I(yè)自動(dòng)化提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

在PLC技術(shù)應(yīng)用中，采樣輸入、自動(dòng)化程序以及輸出刷新系統(tǒng)等是最主要的技術(shù)應(yīng)用流程，通過數(shù)據(jù)掃描的形式進(jìn)行采樣輸入，在完成輸入后，能夠進(jìn)行相應(yīng)的輸出以及刷新，還需要關(guān)注的是，PLC技術(shù)的應(yīng)用順序也是自上而下的，在輸出和刷新的過程中，能夠借助中央處理器以及I/O映像狀態(tài)及上一過程中的輸入數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合，在完成電路鎖存后，進(jìn)行外設(shè)驅(qū)動(dòng)實(shí)施操作。所以在當(dāng)前的PLC技術(shù)應(yīng)用中，相關(guān)的開關(guān)控制、順序控制、閉環(huán)控制中都是可以實(shí)現(xiàn)的，這一技術(shù)在設(shè)計(jì)中也很靈活，操作起來也比較方便，能夠應(yīng)付復(fù)雜的環(huán)境。就PLC變頻控制技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用來看，優(yōu)勢比較突出，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

第一，PLC變頻控制技術(shù)對(duì)于提升相關(guān)電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行效率具有顯著作用，能夠?qū)崿F(xiàn)直接的節(jié)能減耗目標(biāo);

第二，PLC變頻控制技術(shù)具有較好的技術(shù)穩(wěn)定性，整體來說比較簡單，所以能夠有效地確保相關(guān)電氣設(shè)備的有效運(yùn)行，保證電氣設(shè)備能夠達(dá)到預(yù)期的效果;

第三，PLC變頻控制技術(shù)應(yīng)用中，技術(shù)的相關(guān)功能比較多，可以在相應(yīng)電氣裝置中實(shí)現(xiàn)有效應(yīng)用，能夠適應(yīng)相關(guān)電氣設(shè)備的復(fù)雜多樣的電氣控制需要，借助PLC變頻控制技術(shù)，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)電氣設(shè)備在使用中出現(xiàn)的操作過于復(fù)雜，整體應(yīng)用操作繁瑣的現(xiàn)狀，促進(jìn)電氣自動(dòng)化水平不斷提升。

三、PLC變頻節(jié)能技術(shù)的具體應(yīng)用分析

3.1 PLC變頻節(jié)能技術(shù)在電梯中的應(yīng)用

首先，是PLC變頻節(jié)能技術(shù)在電梯系統(tǒng)中的應(yīng)用。電梯在當(dāng)前人們的社會(huì)生活中扮演著重要的角色，特別是在現(xiàn)代化城市中的高層建筑中，其是人們上行下行的重要交通工具，其安全性能是社會(huì)各界的關(guān)注焦點(diǎn)。同時(shí)，其也是當(dāng)前建筑工程中運(yùn)行較為頻繁的電氣設(shè)備之一，因此，其能耗問題也受到各方面的關(guān)注。為此，PLC變頻節(jié)能技術(shù)在電梯系統(tǒng)中的應(yīng)用是必要且必然的。而當(dāng)前建筑電氣系統(tǒng)中除了包括電梯設(shè)備外，還包括空調(diào)設(shè)備、排水設(shè)備與通風(fēng)設(shè)備等相關(guān)部分，其構(gòu)成較為復(fù)雜，因此其能耗也相對(duì)較高。而如何有效降低建筑電氣系統(tǒng)的能源消耗總量，就需要工作人員進(jìn)行重點(diǎn)研究，而保證各個(gè)系統(tǒng)的安全有序運(yùn)行，就可以作為其中一個(gè)切入點(diǎn)。而PLC變頻節(jié)能技術(shù)在電梯系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在能夠利用重物來對(duì)曳引機(jī)拖動(dòng)負(fù)載時(shí)而產(chǎn)生的轎廂質(zhì)量變化情況進(jìn)行合理的動(dòng)量調(diào)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到降低電梯系統(tǒng)整體能耗的目的。通常情況下，電梯在啟動(dòng)后其負(fù)載情況就會(huì)隨之發(fā)生變化，而此時(shí)電梯內(nèi)部電動(dòng)機(jī)功率與電流值均是逐漸遞增的。通過對(duì)PLC變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，就能夠?qū)㈦娞菹到y(tǒng)的變動(dòng)損耗值與固定損耗值控制在相同水平，確保電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，保障電梯運(yùn)行能夠滿足節(jié)能要求。其原理在于通過電梯電頻機(jī)械動(dòng)能與三相交流變頻電壓的控制，來保障電梯系統(tǒng)曳引機(jī)機(jī)械動(dòng)能的充分釋放，并通過控制芯片來保證電梯機(jī)械動(dòng)能的穩(wěn)定釋放。

3.2PLC變頻節(jié)能技術(shù)在空調(diào)中的應(yīng)用

其次，是PLC變頻節(jié)能技術(shù)在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用。就我國目前的變頻技術(shù)而言，其在企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用較為廣泛，特別是在空調(diào)系統(tǒng)的生產(chǎn)過程中，其應(yīng)用反饋較好。當(dāng)前建筑空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行涉及到了大量的電氣自動(dòng)化設(shè)備，因此空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗也是較高的。通過對(duì)PLC變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，就能夠有效降低空調(diào)系統(tǒng)整體能耗，提升空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性能。眾所周知，空調(diào)系統(tǒng)主要包括水系統(tǒng)與風(fēng)系統(tǒng)兩個(gè)部分，通過對(duì)PLC變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，電動(dòng)二通閥就能夠?qū)λ到y(tǒng)的末端裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而調(diào)整其流量，而其中的冷水主管道與熱水主管道都是獨(dú)立設(shè)置的，冷水與熱水并不流經(jīng)統(tǒng)一管道進(jìn)入，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)能源消耗量的有效控制。而冷熱水的主管道使用的是異程式建設(shè)法，而支管道則是使用的同程式建設(shè)法。工作人員可以在空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)房的分水器中設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)平衡閥，保障各個(gè)環(huán)路的供水管上均能配置到位，并在供水管的支管道上安裝好數(shù)字鎖定平衡閥。這樣一來，在冷水系統(tǒng)的流量發(fā)生變化后，各個(gè)支管道也都能夠保持平衡運(yùn)行，既能夠滿足系統(tǒng)制冷需求，又能夠滿足系統(tǒng)供暖要求。同時(shí)，工作人員還可以在空調(diào)系統(tǒng)中進(jìn)行智能軟件的安裝，來實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)水泵電壓的合理調(diào)節(jié)，并在通風(fēng)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)與新風(fēng)系統(tǒng)等，滿足空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)一年四季的制冷制熱功能要求的同時(shí)，降低其整體能耗。在實(shí)際工作中，一旦風(fēng)量超出一定標(biāo)準(zhǔn)，PLC變頻節(jié)能技術(shù)就能夠自動(dòng)開啟熱回收設(shè)備，通過對(duì)電動(dòng)密閉風(fēng)閥與風(fēng)機(jī)在空調(diào)新風(fēng)入口處的有效聯(lián)合，并選擇電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥來作為新風(fēng)回風(fēng)與送風(fēng)的調(diào)節(jié)閥，以便保障在過渡季節(jié)，全新風(fēng)能夠順利運(yùn)行。

3.3 PLC變頻節(jié)能技術(shù)在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著大規(guī)模的照明系統(tǒng)的應(yīng)用，也會(huì)消耗大量的能量，在照明系統(tǒng)中也有大量的電氣自動(dòng)化設(shè)備，通過采用PLC變頻節(jié)能控制技術(shù)，可以有效地減少照明系統(tǒng)的能源損耗。在照明系統(tǒng)的電子鎮(zhèn)流器中主要采用了PLC變頻節(jié)能技術(shù)，將照明系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置為COS%>0.9，色溫設(shè)定在3500～6500K，結(jié)合不同場合的使用情況，將照明系統(tǒng)的光源顯色指數(shù)大設(shè)置為大于85，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同場合的照明系統(tǒng)的控制，采用PLC變頻節(jié)能技術(shù)的LED的燈源，不僅能夠有效的降低能源消耗50%。而且在各個(gè)照明系統(tǒng)中安裝HW-BA5204模塊，不僅能夠降低室內(nèi)照明系統(tǒng)的光照強(qiáng)度，還能縮短光照的時(shí)間，減少照明系統(tǒng)的能耗，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的效果。

四、電氣自動(dòng)化發(fā)展趨勢

4.1電氣自動(dòng)化的安全性不斷提高

在新形勢下，電氣自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展已成為一種必然趨勢，電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)之中勢不可擋。綜合分析之后得出，主要原因在于電氣自動(dòng)化機(jī)器設(shè)備的安全性、先進(jìn)性不斷提高，在實(shí)際運(yùn)用過程中可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的隱患和問題，快速顯示故障點(diǎn)位置，以便于維修人員盡快確定故障類型，在短時(shí)間內(nèi)修復(fù)設(shè)備內(nèi)部受損的位置，確保自動(dòng)化的機(jī)器始終高效運(yùn)轉(zhuǎn)，不因故障而耽誤生產(chǎn)。

4.2企業(yè)信息化程度不斷提高

現(xiàn)如今，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)興起，在開發(fā)和研究電氣自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，將網(wǎng)絡(luò)與電氣自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建信息化平臺(tái)。運(yùn)用電子信息平臺(tái)可查找數(shù)據(jù)、搜索想要獲取的信息，充分了解各種產(chǎn)品立體的模型以及多種零部件的形狀，按照模板進(jìn)行加工制造，生產(chǎn)出符合要求的零件、構(gòu)件，避免因產(chǎn)品不合格而重新生產(chǎn)，從根本上防止出現(xiàn)返工的情況，有效提高生產(chǎn)效率。此外，還可以發(fā)揮出網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的先進(jìn)性、靈活性、實(shí)用性，隨時(shí)構(gòu)建信息交流平臺(tái)，機(jī)械加工企業(yè)運(yùn)用平臺(tái)相互溝通和交流，不斷改進(jìn)不足的地方。同時(shí)，意識(shí)到生產(chǎn)中運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)非常重要，促使各大企業(yè)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備提高重視程度，運(yùn)用信息化平臺(tái)了解自動(dòng)化機(jī)器的性能，積極引進(jìn)自動(dòng)化裝置、設(shè)備等，促使企業(yè)加工制造的速度明顯加快。

五、結(jié)論

綜上所述，在進(jìn)行電氣自動(dòng)化設(shè)置時(shí)，要應(yīng)用PLC變頻節(jié)能技術(shù)，以最大程度上的降低電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行時(shí)消耗的能源，對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的控制和管理，采用編程邏輯的方式對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備將進(jìn)行控制，以便有效提高電力信號(hào)傳輸?shù)男?，提升電氣自?dòng)化設(shè)備運(yùn)行安全性和節(jié)能性。

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