電氣設(shè)備自動(dòng)化控制之PLC與變頻器應(yīng)用

摘要：我國(guó)電力資源的利用受到多個(gè)因素的影響，同時(shí)，現(xiàn)階段的電力能源利用效率也相對(duì)較差。隨著節(jié)能工程理念的提出，我國(guó)電廠設(shè)備實(shí)現(xiàn)了全面改革，利用PLC與變頻器的調(diào)速自動(dòng)化技術(shù)能夠展現(xiàn)出良好的節(jié)能效果，因此，在現(xiàn)階段的電廠發(fā)展中，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)PLC與變頻器的調(diào)速自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)電廠節(jié)能工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析，探討該技術(shù)的可行性，同時(shí)，分析了PLC與變頻器的調(diào)速自動(dòng)化在各個(gè)系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化控制;PLC;變頻器

1 引言

在我國(guó)當(dāng)前的企業(yè)生產(chǎn)中，隨著科技的發(fā)展與相關(guān)技術(shù)的成熟，在一定程度上促進(jìn)了PLC與變頻器的普遍應(yīng)用。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，電氣設(shè)備自動(dòng)化控制技術(shù)既能帶來(lái)較高的經(jīng)濟(jì)效益，也能保證企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的有序進(jìn)行，同時(shí)還能確保在正常運(yùn)轉(zhuǎn)相關(guān)電氣設(shè)備的同時(shí)提高其運(yùn)行效率。

2 PLC模塊和變頻器的型號(hào)選擇

2.1 變頻器型號(hào)的選擇

在購(gòu)買(mǎi)變頻器時(shí)，要考慮多種影響因素，特別是電機(jī)型號(hào)，主要是由于電機(jī)種類(lèi)不同，它對(duì)變頻器性能要求也不同，不同的變頻器放到不同的設(shè)備上，也會(huì)呈現(xiàn)不一樣的效果。為了能夠選擇高質(zhì)量的變頻器，要綜合考慮多方面的問(wèn)題，在進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)的時(shí)候，確保產(chǎn)品的效率和質(zhì)量，最關(guān)鍵的因素就是確保變頻器的穩(wěn)定性，從而也就保障了工業(yè)生產(chǎn)。

2.2 變頻器中PLC模塊的選擇

當(dāng)前變頻器的種類(lèi)繁多，對(duì)于PLC的要求也不一樣。在制造業(yè)領(lǐng)域企業(yè)的相關(guān)部門(mén)需要清楚的了解借助PLC模塊所做的主要任務(wù)，使得變頻器和PLC模塊相互結(jié)合的時(shí)候，工作的效率更高，產(chǎn)品的質(zhì)量得到提升，生產(chǎn)的效率也能夠提高。在信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，企業(yè)部門(mén)選擇的PLC控制模塊要和企業(yè)中原有的變頻器能夠很好地配合，要求PLC控制系統(tǒng)要有足夠的輸入和輸出點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)容量，且有通信聯(lián)網(wǎng)的作用，編程功能等，為了能使PLC模塊和變頻器更好的結(jié)合，要特別分析PLC輸入信號(hào)的種類(lèi)，詳細(xì)了解PLC的電壓和電流的接入情況，每一步驟都不能馬虎，必須要嚴(yán)格謹(jǐn)慎，使得PLC模塊和變頻器更好的服務(wù)于企業(yè)的生產(chǎn)中，提高企業(yè)的生產(chǎn)能力。

3 相關(guān)優(yōu)勢(shì)分析

3.1 方便快捷

在PLC變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，所有電器生產(chǎn)的指令都能夠直觀地呈現(xiàn)在工作人員面前。因此，工作人員出現(xiàn)失誤的概率會(huì)大大降低，而設(shè)備運(yùn)行的概率能夠得到有效的提升。一旦相關(guān)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)突發(fā)性的故障，使用PLC變頻節(jié)能技術(shù)還能幫助技術(shù)人員進(jìn)行故障分析，并且清晰地顯示故障出現(xiàn)的位置。這樣一來(lái)，即便需要對(duì)故障進(jìn)行人工修復(fù)，工作人員也能夠快速準(zhǔn)確地找到故障的位置，縮短故障修復(fù)的時(shí)間，電氣自動(dòng)化設(shè)備的使用就不會(huì)受較大程度的影響。

3.2 安全可靠

相關(guān)技術(shù)研究人員為了使電氣設(shè)備的硬件部分的抗干擾性能得到明顯的提升，會(huì)集中對(duì)電氣設(shè)備硬件當(dāng)中的接口進(jìn)行特殊的設(shè)置。這樣一來(lái)，硬件的抗干擾能力就能夠獲得明顯的提升。如果相應(yīng)的電氣自動(dòng)化設(shè)備處于較為惡劣的自然環(huán)境當(dāng)中，那么為了安全地應(yīng)用PLC變頻節(jié)能技術(shù)，技術(shù)研究人員會(huì)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行密封和接地處理。這樣自動(dòng)化電氣設(shè)備遭受外部環(huán)境干擾的概率就能夠得到控制，有利于提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性和工作效率。

4 在電氣自動(dòng)化控制中PLC與變頻器的控制過(guò)程

4.1 矢量控制法

所謂的矢量控制，就是將異步電動(dòng)機(jī)的定子交流電流在三相坐標(biāo)下，Ia、Ib、Ic、之間實(shí)行三相到二相的轉(zhuǎn)換，把交流電流是在兩相靜止坐標(biāo)系下的Ia1和Ib1的效果進(jìn)行相等，然后在使用磁場(chǎng)定向（按轉(zhuǎn)子）對(duì)它們變換旋轉(zhuǎn)，達(dá)到Im1、It1的相等效果。通過(guò)這種方式對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行控制方式的模仿，在直流電機(jī)方面，實(shí)現(xiàn)控制量，與其對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，進(jìn)行反交換，可以有效的實(shí)現(xiàn)控制異步電動(dòng)機(jī)。使用這種控制的方式，實(shí)際上就是將直流電機(jī)與交流電機(jī)的效果相等，分別控制其中速度和磁場(chǎng)這兩個(gè)分量，通過(guò)控制轉(zhuǎn)子磁鏈，讓轉(zhuǎn)子磁鏈變成定向，分解定子電流，最后可以收獲磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)矩這兩個(gè)分量，通過(guò)交換坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)正交或者解耦控制。但是還是會(huì)有一些問(wèn)題，譬如，很難對(duì)轉(zhuǎn)子磁鏈進(jìn)行準(zhǔn)確的觀測(cè)，而且矢量變換是比較復(fù)雜的，實(shí)際的效果可能達(dá)不到預(yù)期的目標(biāo)。雖然提出了矢量控制的方法，但是結(jié)合實(shí)際情況，還是存在很多影響，使得實(shí)際的結(jié)果與理想的結(jié)果存在差距。

4.2 PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)和變頻器端子的聯(lián)系

在具體的工業(yè)化進(jìn)程中，加強(qiáng)變頻器和PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的聯(lián)系的具體措施是有良好的通信協(xié)議的連接方式和加強(qiáng)PLC自動(dòng)控制技術(shù)和變頻器的端子之間的聯(lián)系，二者相輔相成才能夠使企業(yè)在工業(yè)化生產(chǎn)中提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品本身的品質(zhì)。變頻器端子和PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)之間最主要的連接措施分為兩個(gè)部分：第一部分為連接PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)和變頻器的模擬量端子，第二部分是連接變頻器的數(shù)字端和PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)。在整個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中，應(yīng)用范圍更加廣泛的是連接PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)和變頻器的數(shù)字端，這種方法使用起來(lái)更加便捷，操作起來(lái)比較方便，調(diào)節(jié)能力比較靈活。連接變頻器的數(shù)字端對(duì)于系統(tǒng)本身非常的穩(wěn)定，使PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)和變頻器發(fā)揮最大的價(jià)值。一般情況下，企業(yè)大多數(shù)都是選擇連接變頻器的數(shù)字端和PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，因?yàn)檫@種方法對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量都有很大的益處。因此，變頻器的數(shù)字端和PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)相連接的措施越來(lái)越受企業(yè)的青睞。

4.3 在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用

照明系統(tǒng)是電氣系統(tǒng)當(dāng)中十分重要的組成部分，現(xiàn)階段人類(lèi)的生存與發(fā)展無(wú)法離開(kāi)照明系統(tǒng)。但需要注意的是，在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，照明系統(tǒng)一旦開(kāi)啟就會(huì)出現(xiàn)能源過(guò)度消耗的現(xiàn)象，這不僅會(huì)增加有關(guān)企業(yè)和人民群眾的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，還會(huì)造成能源的浪費(fèi)。為了解決這一問(wèn)題，有關(guān)技術(shù)研究人員嘗試使用PLC變頻技術(shù)改進(jìn)與完善照明系統(tǒng)。在照明系統(tǒng)中運(yùn)用PLC變頻節(jié)能技術(shù)后，燈光亮度就不會(huì)一直保持在同一水平線上，而是會(huì)根據(jù)對(duì)周遭環(huán)境進(jìn)行亮度的自動(dòng)調(diào)解。換句話說(shuō)，在無(wú)人使用照明系統(tǒng)時(shí)，燈光亮度會(huì)調(diào)至最低，當(dāng)有人使用時(shí)燈光亮度會(huì)發(fā)生變化。傍晚與清晨戶(hù)外有光線映射時(shí)，燈光亮度也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。這樣一來(lái)，照明系統(tǒng)使用過(guò)程中所需要耗費(fèi)的能源及消耗的資金就能夠得到控制。從這個(gè)方面來(lái)看，照明系統(tǒng)中使用PLC變頻節(jié)能技術(shù)是很有必要的，也是很有意義的。

5 結(jié)束語(yǔ)

在變頻器上安裝PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，為了能夠更好地讓變頻器達(dá)到自動(dòng)控制的目的，借助PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)所發(fā)出的控制信號(hào)，更加精準(zhǔn)高效地使變頻器進(jìn)行工作。變頻器的自動(dòng)化控制大大減少了工作人員的負(fù)擔(dān)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)管和控制的主要措施就是利用警報(bào)系統(tǒng)，將變頻器的性能進(jìn)一步的提高，使變頻器在實(shí)際生產(chǎn)中能夠穩(wěn)定地運(yùn)行，保障生產(chǎn)任務(wù)高效有序地完成。

參考文獻(xiàn)：

[1] 頡未鳳.變頻器在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2019（12）：183.

[2] 羅有慶，羅欣.基于PLC和變頻器的龍舌蘭纖維針紡機(jī)控制[J].電世界，2018，59（12）：40-42.

[3] 廖良芳，鐘芳清.PLC和變頻器在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2017（10）：165+167.

[4] 朱琴.PLC、變頻器實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制的構(gòu)想分析[J].信息通信，2013（03）：47.

[5] 陳鏡波.PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2013（09）：106-107.

作者簡(jiǎn)介：吳勇 性別：?男 出生年月：? 1986.8.24 民族：? 漢 籍貫：? 遼寧省大連市 學(xué)歷：?? 專(zhuān)科 畢業(yè)專(zhuān)業(yè)：電氣自動(dòng)化技術(shù) 畢業(yè)時(shí)間：2009.07 現(xiàn)有職稱(chēng)：? 無(wú) 研究方向： 電氣 身份證號(hào)碼：? 21020319860824101X 郵編：110100