劉世強 王健 張波 駱洋

（連云港潤眾制藥有限公司 江蘇連云港 222069）

變頻器和PLC在節(jié)能改造中的應用

劉世強 王健 張波 駱洋

（連云港潤眾制藥有限公司 江蘇連云港 222069）

科學技術的發(fā)展，各種電力設備研制成功并應用與日常生活中，大大地提高了生活質(zhì)量，但是能源消耗量逐漸增大。現(xiàn)代社會倡導節(jié)約能源，就需要在電器設備的安裝中考慮到節(jié)能問題，實施節(jié)能改造成為一種必然。本文以中央空調(diào)的節(jié)能改造為例，針對變頻器和PLC在節(jié)能改造中的應用進行探究。

變頻器；節(jié)能改造；PLC控制系統(tǒng)

隨著人們生活水平的提高，對生活質(zhì)量也提出了更高的要求。各種電力設備充斥著人們的生活內(nèi)容，使得人們的生活更為便利，但是電能消耗量也逐漸增多。目前中國所使用的能源依然以不可再生能源為主，雖然部分地區(qū)已經(jīng)開發(fā)了清潔能源，但是還不具有普遍性。中國已經(jīng)將節(jié)約能源納入到可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，這就需要在電器安裝的過程中更多地考慮能源節(jié)約問題，節(jié)能改造成為主要途徑。鑒于空調(diào)已經(jīng)被普遍應用，且空調(diào)的能源消耗量呈增多的趨勢，本文以空調(diào)為例針對節(jié)能改造中變頻器和PLC的應用進行探究。

1 中央空調(diào)系統(tǒng)概述

從中央空調(diào)系統(tǒng)的構成上來看，主要包括五個組成部分，即空調(diào)機組、水系統(tǒng)、風系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、末端系統(tǒng)。空調(diào)系統(tǒng)所發(fā)揮的空氣調(diào)節(jié)功能是制冷劑通過制冷機轉變?yōu)橐簯B(tài)后輸入到壓縮機，被壓縮成為溫度很高、壓力很大的氣體，被傳輸?shù)嚼淠髦泻?，氣體與冷卻水之間進行熱能交換，使得冷卻水的溫度升高轉變?yōu)楦邷厮?。這些高溫水被輸送到散熱系統(tǒng)中，使得水的溫度逐漸下降，熱量被釋放到環(huán)境空間中[1]。當制冷劑通過冷凝器變?yōu)橐簯B(tài)后輸入到節(jié)流閥，液態(tài)的制冷劑經(jīng)過降壓之后，被輸入到蒸發(fā)器與冷凍水換熱降溫。這些水經(jīng)過水泵被輸送到空調(diào)末端，將冷氣釋放到環(huán)境空間中。

2 PLC控制系統(tǒng)的特點

PLC（Programmable Logic Controller）控制系統(tǒng)是可編程邏輯控制器，屬于是為工業(yè)環(huán)境應用而設計的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)。從PLC的設計特點來看，是基于微處理器而設計的自動控制裝置，融合了電子計算機技術、通信技術、自動化技術。PLC控制系統(tǒng)的程序設計簡單，卻擁有強大的功能，使用性能穩(wěn)定，而且具有很強的抵抗干擾能力[2]。

PLC控制系統(tǒng)作為體積小且能夠發(fā)揮強大功能的可編程控制器，為模塊式設計，對于模塊的使用數(shù)量，可以根據(jù)實際應用的需要進行配置。本次研究在模塊的設計上，采用SLC5/04系列控制器，一個電源模塊，8路的輸入模塊、4路的輸入模塊、電機和球閥均為2個模塊設計，電機反饋信號加上球閥信號總數(shù)為27點，1個數(shù)字量輸出模塊，1個個人計算機和1個變頻器，1個通訊轉換模塊。

3 變頻器概述

3.1 變頻器的構成

變頻器屬于是電力控制設備，構成上包括整流、逆變、濾波、制動、驅動、檢測以及微處理單元。變頻器在電機工作中通過對電源頻率進行改變以對交流電動機進行控制。變頻器運行的過程中，對所出處電源的電壓以及頻率進行調(diào)整所依賴的是絕緣柵雙極型晶體管（Insulated Gate Bipolar Transistor；IGBT）根據(jù)電機運行中對電源的需要對電壓和頻率進行調(diào)整，以達到調(diào)整電機運行速度和節(jié)約能源的作用（圖1為中央空調(diào)系統(tǒng)運行中所使用的變頻器）。

3.2 變頻器安裝的注意事項

變頻器對電機運行速度的調(diào)整，是通過控制磁通電流和轉矩電流，電機運行中的轉矩會快速動作并使得轉速得以控制。變頻器通過RS485接口組網(wǎng)對功能情況進行控制，但是處于運行狀態(tài)，會由于噪音問題而影響到其他的設備。如果弱電設備與變頻器安裝在一個柜中，這些設備就會受到輻射干擾而出現(xiàn)誤動作。所以，在變頻器安裝的過程中，要綜合考慮設備使用環(huán)境，確保所有的設備都能夠正常運行。

圖1 中央空調(diào)系統(tǒng)運行中所使用的變頻器

4 安裝中需要注意的問題

PLC控制系統(tǒng)安裝中，在接線上與普通的儀表相同，接線的過程中要注意選擇使用屏蔽電纜，走線槽也要具有屏蔽功能，以避免出現(xiàn)電磁干擾等問題而出現(xiàn)誤動作。安裝變頻器的控制柜要與安裝PLC控制系統(tǒng)的控制柜分開，各自單獨接地。在安裝的過程中，要注意通訊線的布設要確保所連接的設備能夠正常工作。變頻器、PLC控制系統(tǒng)和電機都要原理通訊電纜，以避免受到電磁干擾。通訊電纜還需要做好屏蔽，不僅要使用屏蔽穿線管，還要做好接地工作[3]。

5 變頻器數(shù)據(jù)處理

變頻器數(shù)據(jù)處理中，需要將頻率輸入給變頻器。當變頻器處于運行狀態(tài)的時候，就要將運行參數(shù)和運行停止狀態(tài)讀回。所有的相關數(shù)據(jù)均為ASCII碼字符串。將頻率轉換為16進制數(shù)，在轉換為ASCII碼字符串后，進行校驗、抽取、比較、鏈接，然后將所接受的指令輸送給變頻器。

6 結語

綜上所述，空調(diào)器是目前人們生活中普遍使用的電器設備。但是，空調(diào)器的能源消耗問題備受關注。本論文針對變頻器和PLC控制系統(tǒng)的相關問題進行研究，以確保PLC控制系統(tǒng)在變頻調(diào)節(jié)下可以處于良好的運行狀態(tài)，且自動化控制程度得到了提高，有利于節(jié)能改造中有效應用。

[1]王一恒，李征濤，朱祥政，陳坤，于文遠，肖庭庭.PLC與變頻器在中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造中的應用研究[J].建筑節(jié)能，2014，42（09）：99～102.

[2]張濤.基于PLC和變頻技術的中央空調(diào)控制系統(tǒng)改造設計[J].電機與控制應用，2012，39（09）：54～56.

[3]崔作慶.PLC及變頻器在中央空調(diào)節(jié)能改造中的應用[J].中國新技術新產(chǎn)品，2015（04）：14～15.

TN773

A

1004-7344（2016）07-0231-01

2016-2-20