管志旺

（廣東省粵東商貿(mào)技工學(xué)校，廣東 梅州 514031）

改進(jìn)風(fēng)機(jī)電路 實現(xiàn)節(jié)能降耗

管志旺

（廣東省粵東商貿(mào)技工學(xué)校，廣東 梅州 514031）

由于以往設(shè)備控制線路設(shè)計缺陷，沒有充分利用變頻設(shè)備自動調(diào)節(jié)功能，使員工操作繁鎖又浪費(fèi)資源。因此本文通過用變頻器多段速功能結(jié)合PLC實現(xiàn)風(fēng)機(jī)調(diào)速對風(fēng)機(jī)吸取電鋸工作時產(chǎn)生的鋸屑及風(fēng)口閥門的開、閉，實現(xiàn)自動控制及調(diào)節(jié)，改變以往的用電位器調(diào)節(jié)風(fēng)量按鈕打開相應(yīng)的風(fēng)口，大大減少了工作環(huán)節(jié)，提高工作效率，同時也達(dá)到節(jié)能的效果。

PLC；變頻器；自動控制；風(fēng)機(jī)；節(jié)能分析

伴隨著全球能源危機(jī)的進(jìn)一步加劇，全社會要深刻認(rèn)識節(jié)能降耗的艱巨任務(wù)和電力供需的緊張矛盾，節(jié)約用電、節(jié)約能源，每個集體、單位、個人都應(yīng)該行動起來，團(tuán)結(jié)協(xié)作，共同在我國綠色節(jié)能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的大潮中攜手共進(jìn)。據(jù)資料統(tǒng)計我國單位能源消耗大大高于發(fā)達(dá)國家和世界平均水平。因此，我國節(jié)能降耗的改造勢在必行。

1 參觀生產(chǎn)線及出現(xiàn)的弊端

本人在參觀梅州市家俱制造公司小型企業(yè)中，發(fā)現(xiàn)每組生產(chǎn)線中有五臺電鋸工作臺統(tǒng)一采用一臺大功率變頻高速異步電動機(jī)作為吸塵主風(fēng)機(jī)，主要應(yīng)用于清除工作臺產(chǎn)生的鋸末。在每組生產(chǎn)線中均有五臺電鋸工作臺面，統(tǒng)一由多個工位同一抽風(fēng)管道。發(fā)現(xiàn)當(dāng)工人在工作中不管是一個工位工作還是多工位工作，而主吸塵電機(jī)都以最大的功率進(jìn)行工作，從而使在少工位工作時出現(xiàn)不必要的電能浪費(fèi)，同時，控制主吸塵電機(jī)的變頻器也失去應(yīng)有的作用。由此想對每組生產(chǎn)線的主吸塵電機(jī)線路進(jìn)行改進(jìn)。

2 策略方案的分析

根據(jù)當(dāng)時生產(chǎn)線的狀況，對主吸塵電機(jī)的變頻、變壓進(jìn)行設(shè)計，（n = 60f/p）改變壓頻比（u/f）是最好的主吸塵電機(jī)控制方法。因此，根據(jù)此情況建議廠方對主吸塵電機(jī)控制線路進(jìn)行改造。用可編程控制器（PLC）拾取工作臺電鋸工作運(yùn)行的數(shù)目來控制變頻器的各段頻率，使主吸塵電機(jī)得到不同工作頻率，從而得到主吸塵電機(jī)不同的變頻轉(zhuǎn)速。所以，將變頻器設(shè)定為五段頻率，如表1。

表1 電鋸工作臺數(shù)與頻率的設(shè)置表

3 方案實施的過程

3.1 電路的設(shè)計

整個電路的工作流程框圖（如圖1）所示，電鋸的運(yùn)行工作數(shù)目進(jìn)行拾取采樣，通過中間繼電器連接取得對工作臺電機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行取樣，從而得到工作臺取樣的電鋸信號及對風(fēng)口的自動開啟與閉合，實現(xiàn)自動控制功能。

圖1 改造電氣原理方框圖

3.2 變頻器數(shù)據(jù)的設(shè)定及接線圖

（1） 指定變頻器數(shù)據(jù)的設(shè)定。企業(yè)現(xiàn)在用的變變頻器是三菱FR-A700系列的。根據(jù)三菱變頻調(diào)速器使用手冊各段速控制和主吸塵電機(jī)運(yùn)行設(shè)定的數(shù)據(jù)如表2。

表2 變頻器設(shè)定數(shù)據(jù)表

（2）變頻器多段速控制時端子的組合說明。此系列的變頻器RL、RM和RH三個端可進(jìn)行組合實現(xiàn)六段速度運(yùn)行。所以進(jìn)行五段速度控制時的端子組合如表3。

表3 多段速端子與速度段組合表

（3）PLC輸入/輸出端與變頻器控制分配圖（如圖2）所示。

圖2 輸入/輸出端與變頻器控制分配圖

3.3 PLC的選取和程序的編寫

（1） 根據(jù)改造輸入輸出點(diǎn)數(shù)的需求，PLC選取的是三菱FX2N-48MR，其輸入輸出點(diǎn)分配如表4所示。

（2）系統(tǒng)工作過程分析。按下啟動按鈕SB1（X0）→Y0輸出→變頻器STF得到正轉(zhuǎn)信號→風(fēng)機(jī)在變頻的RL（最低速）運(yùn)轉(zhuǎn)。

當(dāng)一臺電鋸啟動時（假設(shè)第一臺電鋸啟動）→KA1（X2）閉合→通過PLC比較后Y1輸出→變頻處于RL（1速）模式運(yùn)行→M風(fēng)機(jī)處于低速運(yùn)行狀態(tài)。

表4 PLC的I/0分配表

當(dāng)兩臺電鋸?fù)度牍ぷ鲿r（假設(shè)第一臺電鋸啟動）→KA2（X3）閉合→通過PLC比較后Y2輸出→變頻處于RM（2速）模式運(yùn)行→M風(fēng)機(jī)處于中低速運(yùn)行狀態(tài)。

當(dāng)三臺電鋸?fù)度牍ぷ鲿r（假設(shè)第三臺電鋸啟動）→KA3（X4）閉合→通過PLC比較后Y3輸出→變頻處于RH（3速）模式運(yùn)行→M風(fēng)機(jī)處于中速運(yùn)行狀態(tài)。

當(dāng)有四臺電鋸?fù)度牍ぷ鲿r（假設(shè)第四臺電鋸啟動）→KA4（X5）閉合→通過PLC比較后Y1、Y2輸出→變頻處于RL、RM（4速）模式運(yùn)行→M風(fēng)機(jī)處于中高速運(yùn)行狀態(tài)。

當(dāng)有五臺電鋸?fù)度牍ぷ鲿r（假設(shè)第五臺電鋸啟動）→KA5（X6）閉合→通過PLC比較后Y1、Y3輸出→變頻處于RL、RH（5速）模式運(yùn)行→M風(fēng)機(jī)處于高速運(yùn)行狀態(tài)。

運(yùn)行中若有電鋸?fù)顺龉ぷ魍ㄟ^PLC比較后，變頻器則自動根據(jù)信號信號組合確定輸出模式，以保持對應(yīng)的風(fēng)量減少能源的消耗；按下SB2全線停止工作。

（3） PLC控制的執(zhí)行工作過程，主要分為三個部分程序，程序如圖3。

其一是對工作臺電機(jī)的運(yùn)行和關(guān)閉信號脈沖的取樣。

其二是對運(yùn)行的電鋸數(shù)目進(jìn)行計算。

其三是根據(jù)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行比較輸出，以控制變頻器多段速端子3。

4 演示實測能耗分析

當(dāng)變頻器在50Hz和40Hz運(yùn)行時在變頻器輸出側(cè)實測數(shù)據(jù)：40Hz時電流為12.2A,電壓250V、50Hz時電流為15.8A，電壓為370V。

圖3

TM31

A

1671-0711（2017）03（上）-0064-03