PLC變頻節能技術在電氣自動化設備中的具體運用

關茗心

（廣東省輕工業技師學院 廣東 廣州 510000）

1 引言

現如今針對自動化設備，人們更加關注對其的節能率管理，對于節能處理來講，就是在電氣設備方面，實施節能管控，并且對通信設備進行管控。而就PLC自動控制而言，因為有著突出的編程優點，所以在數控領域得到了大力推廣，可以對一系列設備的工作情況進行監控，例如通風設備，提高對設備的使用率，第一時間實施控制舉措，以達到節省能源的目的。

對于電氣自動化設備，由于自身條件的約束，使得以往技術常常難以達到節能控制的目標，如對于水壓以及空調系統，難以徹底控制二者的工作效率，以達到最好的狀態。另外，針對照明系統，難以結合具體的需要，把其照明量提供給用戶等。通過PLC變頻節能，可以把多項技術進行有效結合，例如通信技術、傳感器技術等，從而有助于獲取更為可觀的節能效果。基于電氣自動化設備，進一步探究該項技術的運用，其中包括以下方面的運用，即電梯以及照明系統。通過對這些方面的詳細描述，并基于設備的順利運轉，探討通過應用該項技術，怎樣盡可能實現節能。

2 PLC變頻節能技術原理

從本質層面來看，PLC技術屬于一種控制器，一般會利用編程邏輯來促進運行，它也能實現電力線傳輸數據同話音信號之間的通信。該項技術最早起源于美國，在最開始的時候，往往是通用汽車公司進行設計的，在這之后才開始將其運用在實踐中。從當時的情況來看，PLC技術僅有順序控制的性能，其適用范圍是相對較小的。基于時代的深入發展，PLC技術開始具備函數及高數等運算功能，有利于更好地掌控系統功能。從現階段的電氣自動化模式來看，其中就有PLC技術的運用，彰顯了編程邏輯控制的優勢。在現如今的電氣設備中，該項技術得到了大力的推廣，這一點可以體現于多種設備上，例如電梯與空調設備[1]。實際生產過程中，電氣設備表現出一系列特點，尤其是長期高速運轉，這對于各種設備來講，均有著較高的要求。具體應用時，針對電氣自動化設備，為確保其有著一定的動力，并且不會出現浪費資源的現象，應當積極引入變頻節能技術。該項技術的根本原理：通過借助半導體元件，以針對工頻電流信號，達到對其轉化的目的，在產生別的頻率信號的基礎上，進一步轉化成直流電，然后使用逆變器，來對電流以及電壓進行控制，以便能夠更好調整設備，進而實現對設備的調速。一般對于設備變頻來說，就是基于電流頻率，從而來對轉速進行控制的，在此基礎上，可以實現自動節能運行。

3 電梯系統中的運用

電梯的正常運營，極大便捷了人們的出行。電梯有著較多的性能，尤其是安全以及穩定，因此在節能設備方面，有了更大的追求目的，人們更加注重對電氣設備的研究。現如今的設備電氣體系，常常由下述幾種成分所構成：受電設備、饋電設備、電梯設備、空調設備、排水設備、通風設備。

結合上述信息可知，電氣設備有著一定的復雜性。在電氣控制系統中，包含著較多的成分，例如電梯以及通風設備，會耗用很多的能量。基于此，怎樣確保系統自動、穩定以及節能的運轉，屬于此次研究的關鍵點。電梯系統相對復雜，其中包含著一系列電氣自動化設備，故而在實際運轉中，會耗用很多的能源。而在合理應用PLC變頻節能的基礎上，可以更好地管控能量消耗。對于曳引機而言，當拖動負載的時候，能夠結合轎廂實際的質量，進一步來開展適當的調整，通過合理利用該項技術，就能夠借助重物的動量差，從而達到調整的目的，防止消耗大量的能量，更好地節省系統的耗能。

針對電梯系統，該項技術通過對其的運轉狀況要求來研發PLC軟件，基于開發的特點，同時結合有關的控制規律，設置PLC電梯系統，同時確保該系統有著較好的性能，進而來達到變頻節能的目標[2]。利用式子，來對電流功率進行計算，即：η=p2/p1-1-∑p/p1，其中η表征電動機功率；p1表示功率輸入值；p2用來代表功率輸出值；而∑p表征一共的消耗值。

電梯在工作后，負載狀況會發生變化，電動機功率持續提高，與此同時，電流值也為上漲環節。通過對PLC技術的利用，對于固定值以及損耗值，能夠實現二者的一致，促使電機達到最好的工作狀況，獲取更為理想的節能效果。對于PLC技術來講，就是通過機械動能，并且結合變頻電壓所控制，來盡可能使用節能設備。在曳引機運行的過程中，會放出一定的機械動能，保證電梯可以充分利用這一能量，與此同時，基于對芯片的控制，進一步來控制電梯的速度，決定是提速還是降速，讓電梯更好釋放動能。

4 空調系統中的運用

現階段，在企業生產領域逐漸引入變頻技術，且還獲得了顯著的成效。通過對PLC變頻節能技術有關的原理及概念進行分析，對其具體運用進行了深層次的分析。就空調系統來說，其中運用了很多電氣自動化設備，針對能源的使用消耗是非常大的，PLC變頻技術的運用，有利于更好地調控空調系統的能源使用，以達到節約能源的目的。對于空調系統而言，它主要由兩部分構成，一部分為水系統，另一部分為風系統，該項技術往往是借助二通閥，來對流量進行控制，其中冷熱水管道是分開設置的，它們能夠從不同電動管道進入[3]。針對主管道來說，它主要借助異程式手段來進行構建，而對于支管道，則往往實施同程式手段。就主機房而言，其分水器都安裝了平衡閥，另外針對供水支管，也裝備了平衡閥，若流量出現變動，則每一個支管道都可以有效實現平衡，有利于促進系統的穩定運行，除了能維持制冷，也能實現供暖。在這一系統上，運用該項技術還應具備自動軟件裝置，從而對水泵電壓進行科學控制。

在空調風系統中，還需配備兩大系統，一個是風機盤管系統，另一個是新風系統。就風機盤管系統來說，在夏天時它能夠實現制冷，在冬天時還能實現制熱。而新風系統在夏天時也可以實現制冷，但是在冬天時，它就會停止運行。若是風量大于5 000 m3/h，那么PLC變頻技術往往會自動開啟回收功能。就空調新風而言，當其處于入口位置時，就能把電動密閉風同風機進行結合，不管是新回風還是送風調節閥，都屬于電動風量調節閥。針對春秋季的過渡時期，全新風能夠實現全運行。在這一系統中，對于該項技術的運用見表1。

表1 PLC技術在空調系統中的運用

5 照明系統中的運用

就照明系統而言，其中包含很多電機自動化設備，它們都是統一開展工作的，有利于更好地服務人們的生活，為其提供一定的助力，但是也經常會出現浪費現象。在照明系統里，關于PLC變頻技術的運用，還在其中安裝了電子鎮流器，要求COS%應在0.9以上，其色溫的設置應控制在3 500～6 500 K。就光源顯色指數值來看，它一直都在85以上。針對各個場所的照明系統來看，應開展節能控制工作，獲得的節能效果如下所示：會議室，照明標準150，照明功率密度9.2 W/m2，折算之后的功率密度8.6 W/m2；餐廳，照明標準200，照明功率密度6.4 W/m2，折算之后的功率密度5.7 W/m2；辦公室，照明標準300，照明功率密度9.9 W/m2，折算之后的功率密度7.3 W/m2。

通過以上可以看出，基于電氣自動化設備，在其中安裝照明系統，同時引入PLC變頻技術，重要優勢體現在下述幾個方面：其光照效率相對大，光衰并不大，同時功率也不是很大，不會占用很多體積，有著較長的使用期限[4]。該項技術的運用，可以顯著減小燈具瓦數，借助LED燈源，可以進一步代替原有燈源，能夠有效減小對能源的耗用，將其控制在50%左右。與此同時，針對照明箱來說，還配備了相應的模塊，可以極大地減小室內光照強度，減少光照時間，進而起到節能的作用。該項技術可以有效計算照明量，其計算公式如下：L=WT*EA/FUM=EAT/Uη，其中針對照明燈，用W來表示其額定功率，單位為kW/臺；T代表照明時長，單位為h；對于照明亮度，用E來表示其平均值；A表征照明面積，單位為m2；大寫字母U表示照明率；對于照明光束，用F來表示其長度，單位為m；M代表照明系統；Uη用來表示綜合功率。根據以上式子對系統照明量進行計算，進而對節能效果進行科學掌控。針對各個季度，對于PLC變頻技術的運用效果也是存在一定區別的，但是從整體來看，電氣自動化設備的節能水平可以達到30%左右。

6 結語

綜上所述，本文基于電氣自動化，針對PLC變頻技術的運用進行了探討，對該項技術的節能降耗優勢進行了分析。就PLC變頻技術來說，它可以有效確保電氣自動化設備的運行，在此基礎上，還能極大地降低能量消耗。在電氣自動化中，全面引入PLC變頻技術，它有著普遍的運用，能夠在電梯、空調及照明系統中運用，同時還可以發揮較好的節能作用，這是電氣自動化發展的大勢所趨。通過本文的研究及分析，希望能為PLC變頻技術的運用提供一定的借鑒，以促進電氣自動化設備的發展，為其提供重要保障。