耿慶鵬 陳玉玲

摘 要：針對傳統(tǒng)通風機的不穩(wěn)定性造成的浪費設(shè)計一款基于PLC控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅提高機械化水平，還可以減少能量損耗。系統(tǒng)采用可編輯控制器、通風機和變頻器組成，系統(tǒng)可以有效的實現(xiàn)通風效果，更能實現(xiàn)便捷的實際化應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：可編輯控制器;變頻調(diào)速;通風機

中圖分類號：TD635 ? ? ? ?文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.06.016

作者簡介：耿慶鵬（1997-），男，山東濱州人，沈陽工學院電氣工程及其自動化本科在讀，E-mail：94758292@qq.com。

通訊作者：陳玉玲（1981-），女，遼寧凌源人，講師，碩士，研究方向：圖像處理，E-mail：7450935@qq.com。

0 引言

系統(tǒng)將PLC與變頻器結(jié)合，實現(xiàn)對電機有效的控制，使通風機可以進行高效安全的運行，達到更合理的工作效果。PLC可實現(xiàn)對系統(tǒng)保護，故障報警等一系列的功能，為通風系統(tǒng)提供新的特性。

1 硬件設(shè)計

1.1 變頻調(diào)速的作用

近年來，變頻器已廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。此外，變頻器價格下降，并且在速度控制系統(tǒng)的應(yīng)用中品質(zhì)逐漸提升。一方面，變頻調(diào)速系統(tǒng)可以通過降低能耗有效節(jié)省機械設(shè)備的運行成本，另一方面，它可以提供更好的節(jié)能效果。具體來說，風機變頻率調(diào)節(jié)的作用主要包括以下幾個方面：第一，調(diào)頻率可以實現(xiàn)減少浪涌電流的目的，從而有效防止一系列不良影響;其次，變速控制輸入具有正負點，大大減少了有關(guān)人員的人工切換和較大工作量帶來的問題;第三，當通過變頻調(diào)節(jié)風扇和電動機設(shè)備時，可以根據(jù)負載的實際情況靈活地調(diào)整速度，顯著減少了相關(guān)設(shè)備的磨損，延長了維護周期和設(shè)備壽命，同時可以保證生產(chǎn)的不間斷和正常運行，減少維修成本。

1.2 技術(shù)要求

該系統(tǒng)主要采用PLC作為核心部分，通過PLC與觸摸屏、變頻器連接，系統(tǒng)將溫度、氣壓、瓦斯?jié)舛刃畔鬏數(shù)絇LC中，通過變頻器實現(xiàn)對風機的控制。系統(tǒng)中的溫度參數(shù)是通過溫度傳感器檢測得到的，將檢測的模擬量信息，通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳送到PLC中，數(shù)字量與設(shè)定值進行比較，產(chǎn)生的誤差經(jīng)過PID運算得到控制信號，輸出調(diào)整信號到D/A模塊，產(chǎn)生一個模擬量信號，通過控制變頻器來控制風機的工作狀態(tài)，使參數(shù)到達穩(wěn)定值。系統(tǒng)通過溫度、氣壓、瓦斯?jié)舛鹊刃畔鬏數(shù)絇LC中，通過變頻器控制風機的運轉(zhuǎn)。

1.3 元件選擇

系統(tǒng)選擇了三菱的FX2N系列可編輯控制器，其優(yōu)點是體型小、速度快、性能高、編程簡易，滿足該設(shè)計要求。

系統(tǒng)中的人機界面與PLC、調(diào)速器、變頻器等連接。觸摸屏與24 V電源連接，該類型的觸摸屏抗干擾能力更強，使用壽命更長。

A/D轉(zhuǎn)換器模塊采用FX2N-4A/D模擬量輸入模塊。系統(tǒng)中選用的變頻器是RF-700-740-1.5k變頻器，該類型的變頻器具有高效準確等特點，可以有效的實現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計要求。

1.4 設(shè)計方案

系統(tǒng)的變頻器速度控制是以PLC為主控制單元，以變頻風扇為控制元件，濃度基于有害氣體作為主要控制參數(shù)。PLC可以利用傳感器記錄存儲器中有害氣體的濃度，并使用模糊控制調(diào)整逆變器的輸出，以便完全控制風扇的速度，從而獲得空氣清潔、環(huán)保和節(jié)能效果。在正常情況下，通風系統(tǒng)包括基本設(shè)施和技術(shù)，如觸摸屏、氣體傳感器、PLC、變頻器和呼吸機。工作模式為自動、手動和工頻三種。其中，手動調(diào)頻模式和自動調(diào)頻模式均采用的是反饋控制系統(tǒng)。在諸如故障的異常情況下，可以自動調(diào)節(jié)操作模式，這有利于維持生產(chǎn)操作的穩(wěn)定性和安全性。

2 系統(tǒng)的通信連接

系統(tǒng)的軟件連接同樣重要，是整個系統(tǒng)的重要組成部分。通信編程是通信和通風系統(tǒng)的組成部分，對系統(tǒng)的整體性能有深遠的影響。通信系統(tǒng)不僅可以保持通風系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和高吞吐量，還可以在發(fā)生故障時提供一定的解決方案，有利于維護系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行?？傮w來說，建立溝通的原則包括開放性、標準化、可行性和成本效益。

當發(fā)生異常情況或相關(guān)設(shè)備發(fā)生故障時，發(fā)出警報并提供相應(yīng)的解決方案，為了充分保證系統(tǒng)的正常運行。執(zhí)行控制程序后，當風扇在自動變頻模式下運行時，將應(yīng)用子程序0。當有害氣體濃度的在適當范圍之外時，在調(diào)用子程序和檢查電源的實際狀態(tài)之前，應(yīng)仔細檢查是否存在擴展模塊。關(guān)閉主程序，當一切都井然有序時，子程序2就會被調(diào)用。子程序2的主要功能是收集有害氣體濃度并計算相應(yīng)值的平均值。

3 結(jié)束語

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，各種機器設(shè)備不斷得到完善，變頻調(diào)速設(shè)備的不斷拓寬和日益成熟，其在工業(yè)上的應(yīng)用越來越多，本文所設(shè)計的系統(tǒng)應(yīng)用于通風系統(tǒng)中，將實現(xiàn)在工作中更有效的排除危險因素，在日后應(yīng)用中保障人身財產(chǎn)安全的高質(zhì)量要求。

參考文獻：

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