【正文】 變頻器與節(jié)能 第三章 PLC 與變頻器在風(fēng)機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 整改方 案 方案實(shí)施 整改后的節(jié)能效果分析 結(jié)論 參考文獻(xiàn) 第一章 PLC 在工業(yè)生產(chǎn)中的的應(yīng)用 一、 PLC 可編程控制器簡介 1 、 PLC 的定義 PLC 也叫可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。這時(shí)，才是 PLC 的真正輸出。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)將定子繞組接成星形，實(shí)現(xiàn)減壓起動(dòng)。 在輸入程序 前，需清除存儲(chǔ)器中內(nèi)容，按照以上控制的梯形圖或程序指令將控制程序?qū)懭?PLC，當(dāng)程序輸入到 PLC 指令如下表 對應(yīng)的指令如下表： 表 三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的指令語句表 步 序 指 令 數(shù)據(jù) 步 序 指 令 數(shù)據(jù) 0 LD X001 7 OR Y002 1 OR Y001 8 ANI X000 2 ANI X000 9 ANI X003 3 ANI X003 10 ANI Y001 4 ANI Y002 11 OUT Y002 5 OUT Y001 12 END 6 LD X002 PLC 控制三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 在生產(chǎn)過程中，有些設(shè)備電動(dòng)機(jī)斷電后由于慣性作用，停機(jī)時(shí)間拖得過長，導(dǎo)致生產(chǎn)率降低，還會(huì)造成停機(jī)位置不準(zhǔn)確，工作不安全。整流器把三相交流電整流成直流電；逆變器是利用半導(dǎo)體主開關(guān)器件組成的三相橋式逆變電路，通過有規(guī)律地控制逆變器中主開關(guān)器件的通與斷，可以得到任意頻率的三相交流電輸出；中間直流環(huán)節(jié)作為儲(chǔ)能環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)與感性負(fù)載的異步電動(dòng)機(jī)交換無功功率，緩沖無功能量。其主要優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)能效果好，可高達(dá) 55％以上；調(diào)速范圍寬，調(diào)速比可達(dá)到 20： 1；啟動(dòng)及制動(dòng)性能好，可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、自動(dòng)平滑加減速及快速制動(dòng)；保護(hù)功能完善，可實(shí)現(xiàn)過壓、欠壓、過載、過流、瞬間停電、短路、失速等多種保護(hù)方式，且能實(shí)現(xiàn)故障判斷顯示；易于在電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中使用，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。 工作可靠，能長期穩(wěn)定運(yùn)行。安裝了調(diào)速裝置的風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)如圖 所示。cos∮ = P= cos∮ =*380*120*=70KW 改造前年耗電量（一年以 330 天計(jì)算）為： 70KW*24*330=554400 度。據(jù)統(tǒng)計(jì)；在我國電網(wǎng)的總負(fù)載中，動(dòng)力類占 59％，其中的 90％是異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)所耗電能占整個(gè)工業(yè)用電的 60％～70％。因此，采用變頻器精確調(diào)速來調(diào)節(jié)流量、風(fēng)量，節(jié)電效果非?？捎^，節(jié)電率為 20％～ 50％。由于該車間共有五臺(tái)切割設(shè)備，故采用五段調(diào)速控制。 整改后的節(jié)能效果分析 實(shí)測能耗 當(dāng)變頻器在 50Hz 和 40Hz 運(yùn)行時(shí)在變頻器輸出側(cè)實(shí)測數(shù)據(jù)： 40Hz 時(shí)電流為 , 電壓 250V。為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和節(jié)能控制提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。在進(jìn)行程序編寫前，需要制定一個(gè) PLC 的 I/O 分配變；PLC的 I/O 分配表 輸入 輸出 X0設(shè)備一輸入信號(hào) X1設(shè)備二輸入信號(hào) X2設(shè)備三輸入信號(hào) X3設(shè) 備四輸入信號(hào) X4設(shè)備五輸入信號(hào) Y0變頻器正轉(zhuǎn)信號(hào) Y1變頻器 RH端子信號(hào) Y2變頻器 RM端子信號(hào) Y3變頻器 RL端子信號(hào) X5啟動(dòng)按鈕信號(hào) X6停止按鈕信號(hào) COM、 COM1 、 SD 公共端子 完成 PLC 的 I/O 分配后，接下來就是對 PLC 程序的編寫，在這個(gè)程序里，將會(huì)用到很多的指令系統(tǒng)，通過程序的編寫，就能把我們的設(shè)計(jì)理念變成現(xiàn)實(shí)的控制過程；編寫的程序如下： 基于 PLC 與變頻器吸塵風(fēng)機(jī)的節(jié)能控制程序 啟動(dòng)停止程 序 設(shè)備上升沿信號(hào)檢測程序 設(shè)備下降沿信號(hào)檢測程序 比較程序 比較結(jié)果輸出程序 以上是該控制系統(tǒng)的的梯形圖。為不造成能源的巨大浪費(fèi)， 經(jīng)過現(xiàn)場察看，利用其現(xiàn)有資源，對該車間風(fēng)機(jī)進(jìn)行了節(jié)能改造。如果水泵的效率一定，當(dāng)要求調(diào)節(jié)流量下降時(shí)，轉(zhuǎn)速可成比例的下降，而此時(shí)軸輸出功率成立方關(guān)系下降，即水泵電機(jī)的耗電功率與轉(zhuǎn)速近似成立方比的關(guān)系。 變頻器與節(jié)能 變頻器的最初用途是速度控制，但目前在國內(nèi)應(yīng)用較多的是節(jié)能。 圖 以 75KW 為例改造前實(shí)測數(shù)據(jù)： U=380V。電機(jī)功率成立方比下降。變頻器的出現(xiàn)很好的解決了根據(jù)工況而直接控制風(fēng)量的大小，滿足了工況的要求 。 圖 變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn) 變頻調(diào)速是調(diào)速性能最好且最具有發(fā)展前途的調(diào)速技術(shù)。其基本構(gòu)成如圖 所示。 輸入 輸出 SB1： X1