电气自动化设备中PLC变频节能技术的应用 顾占华

发表时间:2020/7/1   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:顾占华
[导读] 摘要:工业自动化中一个较为重要的组成部分就是电气自动化,电气自动化技术与我国的工业经济发展有密切的联系,工业经济发展又与国家的经济发展有着较为密切的联系。
        (北京航天长峰科技工业集团有限公司吉林分公司  吉林省长春市  130000)
        摘要:工业自动化中一个较为重要的组成部分就是电气自动化,电气自动化技术与我国的工业经济发展有密切的联系,工业经济发展又与国家的经济发展有着较为密切的联系。由此可见,电气自动化技术与国家的经济发展有间接的关系。我国的电气自动化技术不断发展,为了更好地辅佐电气自动化技术发挥更好的作用,一些新兴的技术也随之发展起来,PLC变频节能技术就属于这些新兴技术中的一种。
        关键词:PLC变频;节能技术;电气自动化技术
        一、PLC变频节能技术在电气自动化设备中的应用优势
        1.1 应用简单方便
        PLC变频节能技术在电气自动化设备控制中的应用较为简便,这是其最大的应用优势,具体来看,PLC变频节能技术在实际应用中,并不需要与其他电气设备之间建立起实际联系,就能够实现对电气设备的自动化控制,能够有效保障电气设备的控制效率,还能够在一定程度上降低能源的消耗,降低设备系统安装工作的难度。同时,将PLC变频节能技术应用于电气自动化设备的控制系统,其向工作人员所呈现的操作界面的风格较为简洁,控制指令可谓一目了然,便于工作人员快速熟悉其具体操作流程,降低操作失误风险,保障系统操控效果。
        1.2 可靠性较高
        PLC变频节能技术在电气自动化设备中的应用,主要是依靠其内部大面积的集成电路来实现的,通过对抗干扰处理工艺的综合应用,能够有效保障电气自动化设备实际运行的可靠性。而在实际工作中,工作人员为了提升电气设备硬件部分的抗干扰性能,大多会针对输入电路、电源与输出电路、电源等进行单独的接口设置,降低其干扰威胁。同时,还会采取屏蔽内部电源与稳压措施等来保障电气自动化设备实际运行的节能与稳定。
        二、PLC变频节能技术的具体应用分析
        2.1 PLC变频节能技术在汽车自动化生产线中的应用
        制造业是我国经济快速发展的基础,是高技术的载体及转化为生产力的桥梁和通道。而汽车制造业更是其中重要的一环。现今汽车制造业在我国有着巨大的经济体量,伴随而来的能源消耗也是巨大的,因此对于汽车自动化生产线节能技术的开发和应用就尤为重要。
        PLC可编程控制器和变频器被广泛的应用于汽车自动化生产线中,生产线的输送系统和升降系统普遍采用三相异步电机来进行驱动。由于工艺上的要求,生产线的输送及升降系统的运行速度会频繁变化,这种速度变化对于电机的寿命和能耗都会产生很大影响。因为电动机在启动时,电流会比额定高5-6倍,不但会影响电机的使用寿命,而且消耗较多的电量。为了解决这个问题,PLC与三相变频器进行以太网通讯,PLC通过编程来控制变频器,而变频器通过改变电机电源的工作频率和电压来实现电机在不同速度间的平滑过渡。当使用变频器时,变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的,所以电机起动电流和冲击要比直接启动小很多。通常,电机产生的转矩要随频率的减小(速度降低)而减小。通过使用磁通矢量控制的变频器,将改善电机低速时转矩的不足,甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。并且,由于变频器内部滤波电容的作用,从而减少无功损耗,增加电网的有功功率,从而起到节能的作用。
        由此可知,在汽车自动化生产线中采用PLC变频节能技术不仅可以节约能源,保护电网的稳定,还能极大的延长电机的使用寿命,使整个自动化生产系统更加稳定的运行。
        2.2 PLC变频节能技术在电梯中的应用
        电梯在工业、生活、商业等方面的应用,给人们带来了极大的便利。

它的性能安全可靠,而且还具有很好的节能效果。PLC变频节能技术在电梯中的应用,可以有效的对电梯的能耗进行控制,电梯的曳引机在拖动负载时,采用PLC变频技术可以自动的对电梯的轿厢进行调节,减少电梯运行能量消耗,进而达到对电梯系统的整体耗能进行控制。PLC变频节能技术也能够有效地将电梯的变动损耗与固定损耗控制,使得电梯的电机能耗值处在最佳的动态变化状态,达到最大的节能效果。
        目前,电梯节能最广泛的应用就是国外引进的VVVF技术,该技术由于采用了变频变压变速的技术,使电梯运行比此前的电梯更加节能。VVVF技术本质上就是PLC变频节能技术,电梯在运行过程中,分为电动运行与发电运行(也叫制动运行)两种状态。当电梯启动达到最高运行速度时产生的机械动能也是最大的,而当电梯到达目的层前要逐步减速,而这个减速的过程就是电梯释放机械动能的一个过程。在系统设计时是通过电动机可以将这一运动过程的机械能转换成电能存储在变频器内部的大电容中(发电运行状态会产生一部分能量,我们称之为再生能源)。对于再生能源的处理,以前的处理方式是通过外置制动电阻将这些能量以热能的方式消耗掉。但是随着科技的发展,对于这一部分的能源再利用研发出了一种“能量回馈”技术,这种技术会为所有配置变频器和耗能电阻的电梯系统加装一套电梯回馈节能装置,为不具备能量回馈功能的电梯带来更好更有效的节能方法。这种设备不影响电梯的原有控制系统,与电梯制动电阻并联,代替电梯原有的散热电阻工作,利用SVPWM调制技术、DSP中央处理器、采用LC滤波技术,能有效的将电梯变频器电容储存的再生电能转换成交流电能回送到电网,让电梯变成绿色“发电厂”为其他设备供电,实现电梯节能。
        综上所述,PLC变频节能技术广泛的应用于电梯控制及系统中,并且在与新的节能技术配合使用中发挥更好的节能效果。
        2.3 PLC变频节能技术在空调中的应用
        目前,市场上出现的变频空调,就是充分的运用了PLC变频节能技术,空调系统主要是采用了大量的电气自动化控制设备,在工作的过程中,会产生巨大的能量消耗,采用PLC变频技术能够有效控制空调系统的能源消耗,控制各个电气设备的工作,达到节能的目标。一般情况下,空调系统主要由水系统和风系统两部分构成,在工作时,主要利用PLC变频技术对空调的电动二通阀控制,来调整水系统末端装置的流量,达到对空调系统的能量控制,冷热水的主管道独立存在,保证二者能通过不同的管道流入。对于空调的主管道采用的是异程式方法进行控制,对于支管采用同程式的方法进行控制,然后利用控制的分水器各个环路供水管的动态平衡阀控制各个管道之间的平衡,进而能够有效地维持整个空调系统的稳定性,不仅能够保证空调的制冷,也能够有效地保证控制供暖效果。
        三、结束语
        PLC变频节能技术是一项能很好地控制设备能耗的技术,它的发展是十分迅速的,已经从单一的工业领域逐渐扩展向更多的行业,并且在电气自动化设备的方面不断更新与完善。国家对PLC变频节能技术进行了更深层次的关注,向PLC变频节能技术投入更大的科研力度,使得PLC变频节能技术能更加完善的应用于电气自动化设备中。
        参考文献:
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