PLC结合变频器在风机节能上的应用(2).pdf

2019年第7期 农机使 用 与 维修 29 PLC结合变频器在风机节能上的应用 马丰威 （黑龙江林业职业技术学院，黑龙江牡丹江157000） 摘 要大多数工厂存在生产中机器产生的木屑和灰尘因处理不当，车间内灰尘度增高的问题。如果采用中央 吸尘系统的话，耗电量急剧上升，增加生产成本。PLC结合变频器相对于普通继电器控制在风机上的应用，可以 提高风机的使用寿命，提供更灵敏的过载保护，以达到节能，降低成本的需求。 关键词PLC；变频器;风机;节能 中图分类号TM921.51 文献标识码A doi 10.14031 /j. cnki. njwx.2019.07.014 PLC 一般由中央处理器、存贮器、输入/输出组件、编 程器及电源等五部分组成。其控制功能是通过存放在存 贮器内的程序来实现的。与传统的继电器系统相比较，两 者区别表现在以下几方面。 1逻辑方面 普通继电器主要使用硬接线逻辑,根据继电器触点的 串并联方式及延迟继电器的滞后动作整合成控制逻辑，连 线相对比较复杂，布线后体积大，自身功率消耗也大。 PLC是程序存贮控制器,逻辑方面以控制程序的方法 贮存在PLC内存之中。逻辑方面仅与程序有一定关系， 当需要改变控制对象或改变生产流程时,只需要修改程序 就可以完成,不必进行大量的硬件改造。所以，灵活方面 和扩展方面有所加强，对产品更新有很大帮助。 2速度方面 继电器控制是根据机械触点的动作来实现，触点的通 断动作主要以毫秒为单位，而且会产生触点的颤动等 问题。 PLC由程序指令控制半导体电路来实现控制,控制速 度非常快。单个程序的执行仅以微秒为计量单位。并且 PLC内部有严格同步，触电颤动的问题则不会产生。 3限时方面 继电器的控制逻辑是根据时间继电器的滞后动作进 行限时控制。可能会产生定时精度不足，定时时间会被周 围环境的温度和温度变化改变，时间调整起来相对繁琐。 PLC使用半导体集成电路作为定时器,时基脉冲由晶 体管振荡器产生,精度高、反应快。定时器的定时范围一 般在0.1 s至若干秒、若干分钟甚至更长。定时时间无法 被周围温度和温度变化改变，调好之后，不会变化。PLC 也会提供计数功能,而一般普通继电器不能计数。 4可靠方面 继电器的接点在通断时会被产生的电弧击打,导致对 使用寿命产生影响。而PLC是以集成电路为基本元件的 电子设备，内部处理依靠程序判定，使用寿命会无限延长。 而且以现在的技术水平,PLC工作时间数万小时,几乎不 会出现任何故障。PLC还可自我检查和监控，能实时监测 自己的工作情况，可以及时显示出来，传达给相关的工作 人员，还能动态地检测控制程序的执行情况，给当场调整 和维修提供了便捷条件。 5设计方面 一个控制项目，如果使用普通继电器来完成，那么从 设计阶段倒施工阶段，再到调试阶段，顺序不能颠倒，而 且周期较长，一旦成型，几乎无法修改。相反，采用PLC完 成一个项目的话，可以先进行整体系统设计，施工阶段、调 试阶段，包括PLC的程序设计几乎可以同步进行,周期较 短，如果出现一些突发状况，可在现场进行调试、维护，不 会影响之前的布局。 变频器由主电路和控制电路两大部分组成，它的工作 原理是先将固定的交流电整流，然后逆变成直流电，再将 直流电通过变频器逆变成频率连续可调的交流电。这种 方法具有节约能源、提高电路控制质量、易于调整等特点。 综合以上考虑，我们采用变频器和PLC结合的方式 来控制吸尘器电机。 用PLC来接收各机器工作的信息，并对投入工作的 机器台数进行分析，依据分析，对应的输出点工作来控制 变频器的多段速端子，实现多段速的控制，节省了部分人 力，可以根据使用机器的数量自动进行风量控制（速度设 定方案如表1）。 表1运行台数和需求频率对应表 运行机器台数对应变频器输出频率备注 125 233 具体设定频 340率，根据现场 445 效果修改 550 我们使用的变频器是三菱FR - A540 - 15K - CH系 列，根据多段速控制的需要和风机运行特点主要设定的参 数如表2。 30 农机使 用 与 维修 2019年第7期 表2基本参数设定表 功能代码编号设定值定义备注 PK2转矩提升 Prl50 Hz上限频率 Pr23 Hz下限频率具体设定频 Pr350 Hz基底频率率，根据现场 Pr74 s加速时间效果修改 Pr83 s减速时间 Pi930 A过流保护 这个系列的变频器进行多端速度控制的端子为RH、 RM、RL。通过三个端子的组合最少可以实现7段速度运 行,进行五段速度控制时端子组合如表3。 图1信号脉冲拾取 表3多段运行参数设定 控制端子参数号设定值 RHPi425 RMPr533 RLPi€40 RM. RLPr2445 RH. RLPr2550 根据改造输入输出点数的要求,PLC选取的是FX2N S14 MR,其输入输出点分配如表4。 表4 PLC输入输出点分配 输入输出 xo启动按钮 XI推台锯工作信号 X2立铳机工作信号 X3电子锯工作信号 X4双面刨工作信号 X5四面刨工作信号 Y10变频器正转运行 Y0变频器端子RH Y1变频器端子RM Y2变频器端子RL Y11变频器端子RM. RL Y12变频器端子RH. RL IINCD0L 4DECDO]. PLC程序主要分为三个部分 ①对各种机器的运行和关闭信号脉冲的拾取,例子程 序如图1。 ② 对运行的机器数进行计算,例子程序如图2。 ③ 根据运算结果进行比较输出，以控制变频器多段速 端子,例子程序如图3。 6结论 PLC与变频器用于风机等设备驱动控制场合,是比较 适合小型企业的控制方式,改善了设备的工作效率,提高 了生产工艺需求,节省了部分人力，程序设计简单明了,重 要的是可以减少设备维护及维修费用，降低了停产周期， 直接和间接效益明显。 参考文献 [1] 桂井诚日.电工实用手册[M] .北京科学出版 社,2006. [2] 程子华，刘小明.PLC原理与编程实例分析[M] .北京 国防出版社,2007. [3]广东省职业技能鉴定知道中心，三菱变频调速器使用 手册[M] .广州广东经济出版社,2006. 05