【正文】 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。可見節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。則 ? P1＝ *250*= ? P2=*370*= ? 注：改造后每個(gè)小時(shí)能耗仍可節(jié)約 個(gè)千瓦。 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。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(duì) 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。 根據(jù)改造設(shè)備輸入輸出點(diǎn)數(shù)需求，選用 FX2N16MR 的 PLC。 接下來需要對(duì)變頻器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和接線分配。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。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(duì)該車間風(fēng)機(jī)進(jìn)行了節(jié)能改造。 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 設(shè)計(jì)改造的一個(gè) PLC與變 頻器的風(fēng)機(jī)節(jié)能系統(tǒng)來對(duì) PLC與變頻器在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用進(jìn)一步的說明。而在實(shí)際運(yùn)行中，輕載運(yùn)行的時(shí)間所占比例卻非常高，存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，效率低下，造成電能的大量浪費(fèi)。因此，采用變頻器精確調(diào)速來調(diào)節(jié)流量、風(fēng)量，節(jié)電效果非常可觀，節(jié)電率為 20％～ 50％。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。以風(fēng)機(jī)水泵為例，根據(jù)流體力學(xué)原理，軸功率與轉(zhuǎn)速的 3次方成正比。因此國家大力提倡節(jié)能，并著重推薦了變頻調(diào)速技術(shù)。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％。 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。 每年節(jié)省電量： 554400388080=166329 度；節(jié)電率： 166320247。I=120A。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。 圖 以 75KW 為例改造前實(shí)測數(shù)據(jù)： U=380V。不工作時(shí)，使電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)節(jié)約電能。另外，用變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造不必對(duì)原始系統(tǒng)進(jìn)行大改動(dòng)。安裝了調(diào)速裝置的風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)如圖 所示。電機(jī)功率成立方比下降。 根據(jù)離心泵的特性，風(fēng)機(jī)的流量變化與轉(zhuǎn)速成正比，壓力變化與轉(zhuǎn)速成正比，而功率變化與轉(zhuǎn)速變化立方成正比。 輸出特性可滿足風(fēng)機(jī)性能要求。 工作可靠，能長期穩(wěn)定運(yùn)行。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 。變頻器的使用，使節(jié)電率達(dá)到 50％～ 70％，不但提高了工藝要求，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程自動(dòng)化，而且延長了設(shè)備的使用壽命，提升了產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。某 工廠對(duì)裝置內(nèi)負(fù)載波動(dòng)大，調(diào)節(jié)閥節(jié)流嚴(yán)重的機(jī)泵安裝了 65 臺(tái)變頻器，總?cè)萘繛?3600 kW，其中大部分是閉環(huán)控制系統(tǒng)，即現(xiàn)場一次表經(jīng)變送器將信號(hào)通過屏蔽電纜送到 PID調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)后通地屏蔽電纜將 4mA～ 20mA 直流信號(hào)送到變頻器盼設(shè)定口，控制變頻器的輸出。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。 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)。變頻器經(jīng)接觸器串接于電源與被控三相異步電動(dòng)機(jī)之間，變頻器內(nèi)部由整流器 (整流模塊 )、濾波器 (濾波電容 )和逆變器 (大功率晶體管模塊 )三個(gè)主要部件和以單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)構(gòu)成。 變頻器的工作原理 控制系統(tǒng)由變頻器主電路和外部 二次控制電路組成。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。其基本構(gòu)成如圖 所示。 變頻器的基本構(gòu)成