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《PLC变频节能技术在电气自动化设备中的应用》

本文是关于电气自动化和plc类硕士论文范文与自动化设备类自考毕业论文范文.

摘要：当前,随着相关自动化控制技术、智能技术等快速发展,电气自动化程度正在不断提升,相关的电气自动化设备也得到广泛应用,目前生产对于节能减耗的要求不断严格.使企业保持自身的生产竞争优势,须不断提升其技术水平,对此,强化变频节能技术应用很有必要.该文对PLC变频节能技术在电气自动化设备中的应用进行介绍,分析变频器及其节能基本原理,并探究变频节能技术的应用优势和在电气自动化设备中的具体应用情况.

关键词：PLC;变频节能技术;电气自动化设备

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）03-0173-03

Abstract：At present,with the rapid development of related automation control technology and intelligent technology,the degree of electrical automation is constantly improving,and related electrical automation equipment has been widely used. At present,the production requirements for energy sing and consumption reduction are constantly strict. In order to maintain the competitive advantage of production,enterprises must constantly improve their technical level. Therefore,it is necessary to strengthen the application of frequency conversion and energy sing technology. This paper introduces the application of PLC frequency conversion energy sing technology in electrical automation equipment,analyzes the frequency converter and its basic principle of energy sing,and explores the application advantages of frequency conversion energy sing technology and the specific application in electrical automation equipment.

Keywords：PLC;frequency conversion and energy sing technology;electrical automation equipment

0 引言

电气自动化设备对于能耗有一定的要求,一些电气自动化设备的电能消耗比较大,造成生产中的能耗增大,整体的能耗成本也提高了.电能的消耗也需要付出一定的环境代价,因此,提倡要发展绿色低碳经济,就需要不断降低能耗,促进整体电气自动化设备使用效率提升,公司是以箱式变电站、风电、光伏专用箱式变电站、高低压开关柜、干式变压器、油浸变压器产品为主导,集研发、制造与销售为一体的高科技企业,变频节能技术在研发设备中应用普遍,为了减耗生产过程中的能耗,越来越多的人加入到研究中.

1 变频器及其节能原理

1.1 变频器的组成结构

变频器主要应用的是变频技术以及微电子技术,主要是通过针对电机工作电源频率的方式进行改变来实现对于交流电动机相关控制设备的有效控制,就变频器的主要组成机构来看,包含了整流、逆变、滤波、检测单元、驱动单元、制动单元等主要结构,其主要的工作方式是通过针对电源频率进行改变,实现对于电源电压的改变,按照电机的运行需要为电机提供相应的电源和电压支持,实现智能变频和调速目标.此外,在变频器中,还包含了一些保护功能,可以实现过流保护、过压保護、过载保护等.目前,变频器在自动化生产和控制中的应用越来越广泛,在提升电气自动化设备的运行效率上具有显著作用.

1.2 变频器节能原理

就变频器的节能原理来看,主要是通过电力半导体的通断功能对于工频电源进行频率的调整和控制来达到对于设备电能控制的一种设备.目前市场中应用广泛的变频器主要采用的交流电-直流电-交流电的变频控制模式,可以首先将工频交流电源在整流器的作用下变成直流电源,在通过将直流电源按照一定的电压和频率的控制来为电机提供必要的交流电,保证电机的运作,同时实现对于电能的节约.在变频器的电流系统中,包含了整流、中间直流、逆变以及控制这几个重要结构,其中的整流环节可以划分为三相桥式不可控整流器,逆变部分可以分成IGBT三相桥式逆变器,并以PWM的波形进行输出,中间的直流环节也可以根据滤波、直流储能以及缓冲无功功率等实现.

实现变频器的调速控制是保证设备能够进行负载转速的关键,能够有效控制供电电流频率,并根据相应的电压调节需要,为电机的运行提供有效的电能支持.在转速变化的前提下,能够确保电机能够高效运作,对于有效降低能耗,改善电机启动效果,达到对于电机的有效保护以及对于相关负载设备的保护都具有显著作用,能够有效延长电机使用寿命,此外,变频设计还能够有效提升电机的相关负载设备的精确性,相关实践证明,将变频技术应用到风机、泵类的设备驱动控制领域,也能够发挥较好的节能减耗的作用,对于设备的节电效率能够达到30%～50%左右,节能效果比较突出.

2 PLC技术及其在电气自动化控制中的应用优势

PLC也就是可编程逻辑控制器,是在现代化生产领域中广泛应用的一种编程控制技术,这种技术是基于现阶段市场对于生产的需要发展来的,主要是为小批量、多品种的产品生产设计的自动化控制技术.PLC技术自问世以来,就得到广泛的重视和应用,在工业生产领域发挥着重要作用,和数控技术、工业人工智能技术、CAD技术并称为工业自动化的支柱性技术.当前,信息技术以及工业自动化程度不断提升,PLC技术也处于高速发展时期,向着智能化、网络化的方向发展,在促进处理器的运算速度、精确度提升上具有显著作用,同时,还开发了适用于过程控制以及运动控制的功能模块,能夠让这一控制技术在工业自动化中发挥重要作用.此外,PLC技术中还具备网络及通信功能,能够连接全部编程以及通用输入设备,能够通过相关总线来进行相关网络系统的建构,能够为工业自动化提供坚实的技术基础.

在PLC技术应用中,采样输入、自动化程序以及输出刷新系统等是最主要的技术应用流程,通过数据扫描的形式进行采样输入,在完成输入后,能够进行相应的输出以及刷新,还需要关注的是,PLC技术的应用顺序也是自上而下的,在输出和刷新的过程中,能够借助处理器以及I/O映像状态及上一过程中的输入数据来实现有机结合,在完成电路锁存后,进行外设驱动实施操作.所以在当前的PLC技术应用中,相关的开关控制、顺序控制、闭环控制中都是可以实现的,这一技术在设计中也很灵活,操作起来也比较方便,能够应付复杂的环境.就PLC变频控制技术在电气自动化设备中的应用来看,优势比较突出,主要表现在以下几点：

第一,PLC变频控制技术对于提升相关电气自动化设备的运行效率具有显著作用,能够实现直接的节能减耗目标;

第二,PLC变频控制技术具有较好的技术稳定性,整体来说比较简单,所以能够有效地确保相关电气设备的有效运行,保证电气设备能够达到预期的效果;

第三,PLC变频控制技术应用中,技术的相关功能比较多,可以在相应电气装置中实现有效应用,能够适应相关电气设备的复杂多样的电气控制需要,借助PLC变频控制技术,能够弥补传统电气设备在使用中出现的操作过于复杂,整体应用操作繁琐的现状,促进电气自动化水平不断提升.

3 PLC变频节能技术在电气自动化设备中的具体应用

3.1 在电梯系统中的具体应用

就PLC变频节能技术在电梯系统中的应用来看,其发挥的节能效益比较突出,电梯作为当前城市化建设中不可或缺的重要设备,其运转时长长,需要随时保持待机状态,其中还涉及和很多电气设备的关联,整体的构成比较复杂,所以实际能耗也比较高.要针对电梯实施节能设计,是十分必要的,在电梯系统的节能设计中,首先要保证电梯运行的安全性,其次才是变频节能技术的引入,可以通过使用重物来对于曳引机拖动负载时产生的轿厢质量变化情况来实现合理的动量调节,保证在降低电梯系统整体能耗的情况下进行.一般情况下,电梯在启动后相关负载情况就会随之产生,这时候电梯内部的电动机功率以及电流值就会不断上涨,PLC变频节能技术应用,能够将电梯系统的变动损耗值以及固定损耗值控制保持在同一标准,确保电机能够保持良好的运行状态,这一技术的应用原理是通过电频机械动能以及三相交流变频电压控制,确保电梯需要的曳引机机械动能得到有效的发挥,借助控制芯片来确保机械动能能够稳定释放.

3.2 PLC变频节能技术在空调系统中的应用

基于我国目前的变频技术来看,其在实际的企业生产领域的应用比较多,在空调领域有广泛应用,对于发挥暖通设备的节能功效具有重要作用.目前的建筑空调系统在实际的运行中需要用到很多的电气自动化设备,所以空调的能耗是很高的,以往人们感叹买得起空调但是用不起,就是强调空调的电能消耗大.现阶段,空调成为广泛应用的家电,而其变频节能也成为主要卖点之一,借助相关的PLC变频节能技术应用,对于降低空调系统的整体能耗具有显著作用,对于切实提升节能效果意义重大.在空调系统中,水系统以及风系统是两大组成部分,在变频节能技术应用汇总,借助电动二通阀实现对于水系统的末端装置调节,不断调整其相关流量,且设计中的冷水主管道以及热水主管道是相对独立的,冷凝管热水不会流经同一管道,能够实现对于能耗的节能控制,在冷热水主管道中设计异程式建设法,支管道采用同程式建设法,因此相关工作人员能在空调系统主机房的分水器中设计相关的动态平衡阀,确保相关环路供水管配置有效性.这种情况下,在冷水系统流量出现变化的情况下,相关支管道依然能够保持平衡状态,为系统的制冷提供必要的支持,还能够满足供暖需要.此外,相关工作人员能够在空调系统中进行智能软件的安装,这样就能够针对空调水泵电压实施调节,在相应的通风系统中设计风机盘管系统以及新风系统,这样空调一年的制冷制热都能够有效实现,还能够降低整体的能耗.

空调企业根据市场的发展需要,正在积极强化技术提升和应用,才能切实提升整体的能效指标水平,促进能效达标,实现节能减耗目标.为适应这一能效指标要求,相关的企业也在积极尝试进行能效指标改造,探索有效的升级技术应用.例如,2017年,LG空调推出最新一代风冷多联机产品：MULTI V5,其APF能效指标再上一个新台阶,集节能和高技术性能于一身,再次刷新LG的空调专业技术,MULTI V5的面世为客户的节能需求提供更加有力的保障.

4 结论

PLC变频节能技术应用对于切实提升整体电气自动化水平具有显著作用,在实际的应用中,具有很好的效益.目前的这一技术在很多领域都发挥了重要作用,是绿色低碳经济发展中的重要节能技术.

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作者简介：石艳春（1979-）,女,汉族,辽宁铁岭人,工程师,研究生,研究方向：电力系统及其自动化.