PLC变频节能技术在电气自动化设备中的应用研究

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　　【摘 要】由于受到电气自动化设备自身条件的限制，传统技术经常无法实现节能控制。如：无法将水压系统和空调系统的运行效率控制到最佳状态，无法将照明系统的照明量按需求提供给需求方等。PLC变频节能技术能够将传感器技术、实时控制技术以及计算机通信技术有效融合在一起，保证电气自动化设备的节能效果达到最理想的状态。
　　【关键词】PLC变频节能技术；电气设备；自动化设备；
　　近几年来，相关产业生产者开始对电气自动化设备中的节能率管理加以重视，电气自动化的节能处理是基于电气办公设备方面的节能控制管理，以及电气通信设备的控制管理。在保证电气自动化设备正常运行的前提下，如何最大程度减少能量损耗是需要重点研究的问题。
　　一、PLC变频节能技术在电气自动化设备中的应用优势
　　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。
　　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。此外，工作人员在实际工作中，针对恶劣环境中的可编程控制器还可以进行必要的密封处理、接地处理等，或是为其安装抗震外壳等，降低外界因素对其运行的干扰，最大限度的保障其能够安全运行。
　　二、PLC变频节能技术原理
　　1.PLC技术。其是一种通过编程逻辑而实现运行的控制器，其同时也是基于电力线传输数据与话音信号而实现的一种通讯方式。这一技术最早研发自上世纪六十年代的美国，其最初是由通用汽车公司研发出来的，并逐渐应用于实际工作中。在当时，PLC技术只具备顺序控制功能，适用范围较小。随着时代的发展，直至上世纪八十年代，PLC技术才具备了函数运算与高数运算等计算功能，提升了控制系统的功能。而当前电气自动化模式中就涵盖了PLC技术的可编程逻辑控制的特征。在实际工作中，人们只需要根据实际要求与电气设备特点等，来对控制程序进行提前编写，并将其与控制设备进行连接操作，进而达到自动控制电气设备的目标。这样一来，工作人员就能够连续操控电气设备，对电气设备实际运行中可能出现的各种突发状况进行预测，并编写出相应的操作处理程序，以便实际发生时，工作人员能够及时对其进行有效处理，为电气自动化设备的可靠运行奠定良好基础。
　　2.变频技术。变频技术从本质上来说，就是通过对电流频率的改变来对电机的实际运转速度来进行控制，而这种频率的改变并不需要额外的附加转差损耗，能够提升电气设备自动化控制水平，是一种较为先进的调速技术。而变频技术的应用关键就在于变频器，其是由整流器、直流环节与逆变器以及控制电路等共同构成的，其中整流器的效用主要是对交流电进行转变，直至成为直流电。而直流环节的效用则主要体现在滤波功能上，逆变器的实际应用主要是针对直流电而言的，将其转变为可控频率的交流电，并直接传输给电动机。因此，逆变器可谓变频器实际运行的核心所在。而变频节能技术的实际应用则能够有效解决以往传统直流电动机一直保持额定频率运行而导致的能源浪费，能够有效保障电气设备能够稳定安全的运行。
　　三、PLC变频节能技术在电气自动化设备中的具体应用
　　1.在采煤机中的应用。采煤机综合性比较强，主要体现在系统组成以及技术组成等方面，这种错综复杂性也决定了其消耗电能比例较大性。若使采煤机更加现代化、机械化，相关人员还要将其与变频节能技术结合起来。该种技术不仅会使采煤机的运行速度受到调控，使能源消耗量减至最低，还会促使采煤机运行安全系数提高，如此采煤机生产效率也会得到提高。为了减少煤矿的生产成本，煤矿企业一般会从变频器类型方面入手，选择能减少采煤机能耗量和故障的能量回馈性四象限变频器，结合了这种装置的采煤机生产效率会更高。
　　2.在风机中的应用。风机主要应用在矿井中，为矿井内部进行通风换气，矿井内部的作业完成程度不同，对风机的速度要求也不同，所以风机要时刻处于更新状态，以使风机满足速度、范围以及精度等方面的要求。更新的风机在运行中也需要维修，频繁维修会造成大量成本。基于此，相关人员有必要将变频节能技术与风机结合起来，使风机更加节能有效。风机中的变频技术是在原电机调速技术上集成其他信息技术和控制技术的综合技术，所以其不仅能对风机运行效率形成控制作用，还会对能源消耗量进行控制，在该技术运用中，风机可以自行调速，不需要更换，所以维修成本也会降低。风机一直处于正常运行状态，而不是频繁开启关闭，则开启关闭消耗的巨大能量也会得到节约。另外风机在闭环控制中，也会有效减少能源消耗。
　　3.在带式输送机中的应用。带式输送机的驱动力一般为摩擦力，其在煤矿机电设备中，则以电动机为动力，以摩擦力为牵引力，该种装置主要采用软启动方式，在该种方式中，工频电流在拖动牵引中起着重要作用。虽然会使物料正常运输，但在运输中，物料与输送机皮带的磨损以及皮带与设备之间的磨损都会缩短该装置的使用期限。严重情况下，皮带不会保持完好无损状态，甚至会发生断裂。在选择变频节能技术后，变频器会对电机启动状态下的电流量进行控制，使多余的电流能进入电网，避免产生副作用。如此设备也不会发生温度飙升过高现象。变频节能技术的节能主要体现在电机调速过程中，转速会根据该装置的负荷率变化而变化，直至处于经济安全运行状态。这会使设备磨损减轻。变频节能技术的另一优势为可以使设备实现软启动，如此设备便可以改善原来的启动模式，以降低開启消耗电流。变频器在带式输送机中的应用，还可以对该装置的电路起到保护作用，使其免于发生过流或短路等问题。
　　4.在提升机中的应用。提升机主要通过改变势能，来使设备可以进行升降运动。将其与变频技术结合在一起，主要对设备的速度进行调整控制，使作业人员以及物料上下运行安全得到保障。在提升机变频技术应用方面，相关人员不仅使用了四象限变频器，还对提升机本身进行了改善，使其具有防爆功能。在此基础上，结合相关的信息控制技术，提升机运行过程受控力度会更大，提升机输出和输入过程的作用效果也会很显著。
　　5.在主排水泵中的应用。主排水泵应用了变频技术后，其运行速度得到调控，操作变得更加简洁，在运行中，也不需要频繁启停，如此这两种状态下消耗的电量可以得到节约。另外变频技术还可以对主排水泵形成保护作用，使该种设备正常高效运行。
　　参考文献：
　　[1]王桂全.电气自动化设备中PLC控制系统的应用分析.2017.
　　[2]李思丞.PLC技术在电气自动化设备中的运用探讨.2018.
　　（作者单位：天津海航东海岸发展有限公司）
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