基于PLC的变频调速通风机系统设计
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摘 要：针对传统通风机的不稳定性造成的浪费设计一款基于PLC控制的变频调速系统，该系统不仅提高机械化水平，还可以减少能量损耗。系统采用可编辑控制器、通风机和变频器组成，系统可以有效的实现通风效果，更能实现便捷的实际化应用。
关键词：可编辑控制器;变频调速;通风机
中图分类号：TD635 文献标识码：A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.06.016
作者简介：耿庆鹏（1997-），男，山东滨州人，沈阳工学院电气工程及其自动化本科在读，E-mail：94758292@qq.com。
通讯作者：陈玉玲（1981-），女，辽宁凌源人，讲师，硕士，研究方向：图像处理，E-mail：7450935@qq.com。
0 引言
系统将PLC与变频器结合，实现对电机有效的控制，使通风机可以进行高效安全的运行，达到更合理的工作效果。PLC可实现对系统保护，故障报警等一系列的功能，为通风系统提供新的特性。
1 硬件设计
1.1 变频调速的作用
近年来，变频器已广泛应用于工业领域。此外，变频器价格下降，并且在速度控制系统的应用中品质逐渐提升。一方面，变频调速系统可以通过降低能耗有效节省机械设备的运行成本，另一方面，它可以提供更好的节能效果。具体来说，风机变频率调节的作用主要包括以下几个方面：第一，调频率可以实现减少浪涌电流的目的，从而有效防止一系列不良影响;其次，变速控制输入具有正负点，大大减少了有关人员的人工切换和较大工作量带来的问题;第三，当通过变频调节风扇和电动机设备时，可以根据负载的实际情况灵活地调整速度，显著减少了相关设备的磨损，延长了维护周期和设备寿命，同时可以保证生产的不间断和正常运行，减少维修成本。
1.2 技术要求
该系统主要采用PLC作为核心部分，通过PLC与触摸屏、变频器连接，系统将温度、气压、瓦斯浓度信息传输到PLC中，通过变频器实现对风机的控制。系统中的温度参数是通过温度传感器检测得到的，将检测的模拟量信息，通过A/D转换器转换成数字量传送到PLC中，数字量与设定值进行比较，产生的误差经过PID运算得到控制信号，输出调整信号到D/A模块，产生一个模拟量信号，通过控制变频器来控制风机的工作状态，使参数到达稳定值。系统通过温度、气压、瓦斯浓度等信息传输到PLC中，通过变频器控制风机的运转。
1.3 元件选择
系统选择了三菱的FX2N系列可编辑控制器，其优点是体型小、速度快、性能高、编程简易，满足该设计要求。
系统中的人机界面与PLC、调速器、变频器等连接。触摸屏与24 V电源连接，该类型的触摸屏抗干扰能力更强，使用寿命更长。
A/D转换器模块采用FX2N-4A/D模拟量输入模块。系统中选用的变频器是RF-700-740-1.5k变频器，该类型的变频器具有高效准确等特点，可以有效的实现系统的设计要求。
1.4 设计方案
系统的变频器速度控制是以PLC为主控制单元，以变频风扇为控制元件，浓度基于有害气体作为主要控制参数。PLC可以利用传感器记录存储器中有害气体的浓度，并使用模糊控制调整逆变器的输出，以便完全控制风扇的速度，从而获得空气清洁、环保和节能效果。在正常情况下，通风系统包括基本设施和技术，如触摸屏、气体传感器、PLC、变频器和呼吸机。工作模式为自动、手动和工频三种。其中，手动调频模式和自动调频模式均采用的是反馈控制系统。在诸如故障的异常情况下，可以自动调节操作模式，这有利于维持生产操作的稳定性和安全性。
2 系统的通信连接
系统的软件连接同样重要，是整个系统的重要组成部分。通信编程是通信和通风系统的组成部分，对系统的整体性能有深远的影响。通信系统不仅可以保持通风系统的可靠性、稳定性和高吞吐量，还可以在发生故障时提供一定的解决方案，有利于维护系统的正常稳定运行。总体来说，建立沟通的原则包括开放性、标准化、可行性和成本效益。
当发生异常情况或相关设备发生故障时，发出警报并提供相应的解决方案，为了充分保证系统的正常运行。执行控制程序后，当风扇在自动变频模式下运行时，将应用子程序0。当有害气体浓度的在适当范围之外时，在调用子程序和检查电源的实际状态之前，应仔细检查是否存在扩展模块。关闭主程序，当一切都井然有序时，子程序2就会被调用。子程序2的主要功能是收集有害气体浓度并计算相应值的平均值。
3 结束语
随着科学技术的不断发展，各种机器设备不断得到完善，变频调速设备的不断拓宽和日益成熟，其在工业上的应用越来越多，本文所设计的系统应用于通风系统中，将實现在工作中更有效的排除危险因素，在日后应用中保障人身财产安全的高质量要求。
参考文献：
[1] 李勇，吴建平，刘海峰.变频技术在煤矿通风机控制系统中的应用设计[J].信息技术，2009，33（8）：149-151.
[2] 曲素荣，贾燕茹.矿井主通风机变频调速系统技术改造[J].工矿自动化，2009，35（8）：86-88.
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