PLC變頻節(jié)能技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用研究

李莉

摘 要：近年來，節(jié)能降耗問題越來越受到人們的重視，在保證電氣自動(dòng)化設(shè)備正常運(yùn)行的前提下，如何最大程度減少能量損耗是需要相關(guān)工作人員重點(diǎn)研究的問題。下文就將圍繞PLC變頻節(jié)能技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用展開研討。

關(guān)鍵詞：PLC變頻節(jié)能技術(shù)；電氣設(shè)備；自動(dòng)化控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.106

0 引言

PLC變頻節(jié)能技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用優(yōu)勢在于能夠有效結(jié)合傳感器技術(shù)、實(shí)時(shí)控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)通信技術(shù)等，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能優(yōu)化的目的。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)對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)行重點(diǎn)研究。下文就將針對其在電梯系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)與照明系統(tǒng)等電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行具體研究。

1 PLC變頻節(jié)能技術(shù)原理

PLC變頻節(jié)能技術(shù)在電氣設(shè)備當(dāng)中的應(yīng)用目前為止多集中于電梯設(shè)備、建筑電氣設(shè)備、空調(diào)設(shè)備及通風(fēng)設(shè)備等。當(dāng)前電氣自動(dòng)化設(shè)備的最顯著特點(diǎn)就是需要保持長時(shí)間的高速運(yùn)行。在實(shí)際使用過程當(dāng)中為了保證電氣設(shè)備始終具備充足的動(dòng)力又不出現(xiàn)能源浪費(fèi)，就需要在電氣設(shè)備當(dāng)中采用變頻節(jié)能技術(shù)。

1.1 PLC技術(shù)

就PLC技術(shù)本質(zhì)而言，其是一種通過編程邏輯而實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的控制器，其同時(shí)也是基于電力線傳輸數(shù)據(jù)與話音信號而實(shí)現(xiàn)的一種通訊方式。這一技術(shù)最早研發(fā)自上世紀(jì)六十年代的美國，其最初是由通用汽車公司研發(fā)出來的，并逐漸應(yīng)用于實(shí)際工作中。在當(dāng)時(shí)，PLC技術(shù)只具備順序控制功能，適用范圍較小。隨著時(shí)代的發(fā)展，直至上世紀(jì)八十年代，PLC技術(shù)才具備了函數(shù)運(yùn)算與高數(shù)運(yùn)算等計(jì)算功能，提升了控制系統(tǒng)的功能。而當(dāng)前電氣自動(dòng)化模式中就涵蓋了PLC技術(shù)的可編程邏輯控制的特征。在實(shí)際工作中，人們只需要根據(jù)實(shí)際要求與電氣設(shè)備特點(diǎn)等，來對控制程序進(jìn)行提前編寫，并將其與控制設(shè)備進(jìn)行連接操作，進(jìn)而達(dá)到自動(dòng)控制電氣設(shè)備的目標(biāo)。這樣一來，工作人員就能夠連續(xù)操控電氣設(shè)備，對電氣設(shè)備實(shí)際運(yùn)行中可能出現(xiàn)的各種突發(fā)狀況進(jìn)行預(yù)測，并編寫出相應(yīng)的操作處理程序，以便實(shí)際發(fā)生時(shí)，工作人員能夠及時(shí)對其進(jìn)行有效處理，為電氣自動(dòng)化設(shè)備的可靠運(yùn)行奠定良好基礎(chǔ)。

1.2 變頻技術(shù)

變頻技術(shù)從本質(zhì)上來說，就是通過對電流頻率的改變來對電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)速度來進(jìn)行控制，而這種頻率的改變并不需要額外的附加轉(zhuǎn)差損耗，能夠提升電氣設(shè)備自動(dòng)化控制水平，是一種較為先進(jìn)的調(diào)速技術(shù)。而變頻技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵就在于變頻器，其是由整流器、直流環(huán)節(jié)與逆變器以及控制電路等共同構(gòu)成的，其中整流器的效用主要是對交流電進(jìn)行轉(zhuǎn)變，直至成為直流電。而直流環(huán)節(jié)的效用則主要體現(xiàn)在濾波功能上，逆變器的實(shí)際應(yīng)用主要是針對直流電而言的，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽仡l率的交流電，并直接傳輸給電動(dòng)機(jī)。因此，逆變器可謂變頻器實(shí)際運(yùn)行的核心所在。而變頻節(jié)能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用則能夠有效解決以往傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)一直保持額定頻率運(yùn)行而導(dǎo)致的能源浪費(fèi)，能夠有效保障電氣設(shè)備能夠穩(wěn)定安全的運(yùn)行。

2 PLC變頻節(jié)能技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 應(yīng)用簡單方便

PLC變頻節(jié)能技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備控制中的應(yīng)用較為簡便，這是其最大的應(yīng)用優(yōu)勢，具體來看，PLC變頻節(jié)能技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，并不需要與其他電氣設(shè)備之間建立起實(shí)際聯(lián)系，就能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制，能夠有效保障電氣設(shè)備的控制效率，還能夠在一定程度上降低能源的消耗，降低設(shè)備系統(tǒng)安裝工作的難度。同時(shí)，將PLC變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于電氣自動(dòng)化設(shè)備的控制系統(tǒng)，其向工作人員所呈現(xiàn)的操作界面的風(fēng)格較為簡潔，控制指令可謂一目了然，便于工作人員快速熟悉其具體操作流程，降低操作失誤風(fēng)險(xiǎn)，保障系統(tǒng)操控效果。最后，通過對PLC變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，還能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣自動(dòng)化設(shè)備故障的智能化指示，能夠在設(shè)備故障發(fā)生的第一時(shí)間，向工作人員發(fā)出警示，為故障維修工作的有效開展奠定良好基礎(chǔ)。

2.2 可靠性較高

PLC變頻節(jié)能技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用，主要是依靠其內(nèi)部大面積的集成電路來實(shí)現(xiàn)的，通過對抗干擾處理工藝的綜合應(yīng)用，能夠有效保障電氣自動(dòng)化設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的可靠性。而在實(shí)際工作中，工作人員為了提升電氣設(shè)備硬件部分的抗干擾性能，大多會針對輸入電路、電源與輸出電路、電源等進(jìn)行單獨(dú)的接口設(shè)置，降低其干擾威脅。同時(shí)，還會采取屏蔽內(nèi)部電源與穩(wěn)壓措施等來保障電氣自動(dòng)化設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的節(jié)能與穩(wěn)定。此外，工作人員在實(shí)際工作中，針對惡劣環(huán)境中的可編程控制器還可以進(jìn)行必要的密封處理、接地處理等，或是為其安裝抗震外殼等，降低外界因素對其運(yùn)行的干擾，最大限度的保障其能夠安全運(yùn)行。

3 PLC變頻節(jié)能技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的具體應(yīng)用

3.1 PLC變頻節(jié)能技術(shù)在電梯系統(tǒng)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。

3.2 PLC變頻節(jié)能技術(shù)在空調(diào)系統(tǒng)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

最后，是PLC變頻節(jié)能技術(shù)在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用。當(dāng)前，建筑工程中的照明系統(tǒng)也包含了很多的電氣自動(dòng)化設(shè)備，為人們的日常生活提供了極大便利，但同時(shí)其能耗問題也深深困擾著人們。而通過PLC變頻節(jié)能技術(shù)在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要是指利用電子鎮(zhèn)流器的安裝，來對不同環(huán)境下的照明系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制，最終達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。而PLC變頻節(jié)能技術(shù)在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢主要包括光照效果較好、光衰小、占用面積較少且使用年限較長的特點(diǎn)。通過對LED燈源的應(yīng)用，能夠有效降低以往傳統(tǒng)燈源照明時(shí)的能源消耗量，甚至能夠降低一半的能源消耗率，同時(shí)還能夠合理降低室內(nèi)光照強(qiáng)度，在滿足照明需求的同時(shí)，降低能源消耗量。

4 結(jié)語

綜上所述，本文先是針對PLC技術(shù)與變頻技術(shù)的概念進(jìn)行研究，隨后探討了PLC變頻節(jié)能技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用優(yōu)勢，最終就其具體應(yīng)用過程中的節(jié)能效用進(jìn)行分析。

參考文獻(xiàn)：

[1]覃桂全.電氣自動(dòng)化設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用分析[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2015，42（12）：46，48.

[2]韋思丞.PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的運(yùn)用探討[J].科技尚品，2017（04）：123，132.

[3]張國祥，王登杰.PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用探討[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2014（11）：181.