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        電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的節(jié)能降耗研究

        2020-05-07 09:23:24王濤朱琦琳
        魅力中國 2020年3期
        關(guān)鍵詞:電耗電氣控制節(jié)能降耗

        王濤 朱琦琳

        (陜西煤化工技術(shù)工程中心有限公司,陜西 西安 710075)

        引言

        現(xiàn)代大多數(shù)工業(yè)主要采用人機(jī)模式來進(jìn)行生產(chǎn),其中人工占據(jù)主導(dǎo)地位,而人工對(duì)于電能損耗無法精確控制,相應(yīng)在大規(guī)模生產(chǎn)當(dāng)中會(huì)帶來很多不必要的電耗。隨著科技的不斷發(fā)展,電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度不斷提高,可以有效替代人機(jī)模式,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。電氣自動(dòng)化技術(shù)可實(shí)時(shí)對(duì)現(xiàn)場所有電路的電能進(jìn)行監(jiān)測(cè),且不斷整合電能消耗信息得到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),當(dāng)電能消耗數(shù)據(jù)接近預(yù)警閾值時(shí),則執(zhí)行斷電、低功率運(yùn)行等指令,使電耗始終維持在設(shè)定的區(qū)間內(nèi),可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制電能消耗量。

        一、電氣自動(dòng)化技術(shù)工業(yè)化節(jié)能降耗控制系統(tǒng)方案

        (一)傳感器布設(shè)

        介于電氣自動(dòng)化技術(shù)必須在確認(rèn)電氣信息條件下才能運(yùn)作,因此實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗控制系統(tǒng)的第一步就是布設(shè)傳感器。傳感器是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控功能的重要設(shè)備,主要安裝在每條電路上并與電路相互連接,此時(shí)傳感器可以實(shí)時(shí)獲取到電路的電氣信號(hào),通過信號(hào)可知當(dāng)前電路電能消耗量。

        (二)工作站設(shè)立

        在電氣自動(dòng)化技術(shù)工業(yè)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案中,為了對(duì)每條電路進(jìn)行控制,需要設(shè)置一個(gè)工作站,該工作站是整個(gè)系統(tǒng)的終端,具備接收信號(hào)、信號(hào)分析、指令擬定、指令控制等功能,在系統(tǒng)運(yùn)作中首先搜集所有傳感器的信號(hào),形成電耗趨勢(shì)圖,其次實(shí)時(shí)將趨勢(shì)圖最大數(shù)值與設(shè)定閾值進(jìn)行對(duì)比,根據(jù)對(duì)比結(jié)果來擬定指令(例如當(dāng)最大數(shù)值超過閾值,則擬定斷電指令;當(dāng)最大數(shù)值接近閾值,則擬定低功率運(yùn)行指令),最后指令將傳輸?shù)浆F(xiàn)場電氣控制裝置上,如電閘、鎮(zhèn)流器等,對(duì)相應(yīng)電路進(jìn)行控制。關(guān)于工作站設(shè)立,首先在硬件上應(yīng)當(dāng)配置一臺(tái)高性能、大容量的電腦,用于儲(chǔ)存信號(hào)數(shù)據(jù),其次在軟件上應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)化應(yīng)用程序,集成各控制功能,同時(shí)便于人機(jī)交互[1]。

        (三)信號(hào)渠道設(shè)立

        以上提到的傳感器與工作站的連接、工作站與現(xiàn)場電氣控制裝置的連接,均需要信號(hào)渠道作為支撐,因此在方案最后要設(shè)立信號(hào)渠道。信號(hào)渠道針對(duì)不同連接條件,需要采用不同方式來進(jìn)行設(shè)置,就這一點(diǎn)本文將圍繞傳感器與工作站的連接、工作站與現(xiàn)場電氣控制裝置的連接,提出信號(hào)渠道設(shè)置方案。①傳感器與工作站連接:傳感器初始獲取的信息為電信號(hào),該信號(hào)無法被工作站計(jì)算機(jī)(電腦)直接讀取,因此需要在兩者之間增設(shè)一個(gè)換能器,換能器可以將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),滿足工作站讀取需求,同時(shí)為了保障信號(hào)傳輸通暢,在工作站要設(shè)置一個(gè)與傳感器信號(hào)格式相同的接口,例如I/O接口;②工作站與現(xiàn)場電氣控制裝置連接:因?yàn)榇蠖鄶?shù)現(xiàn)場電氣控制裝置本身不具備信號(hào)接口,所以需要先在此類裝置周邊增設(shè)信號(hào)接收裝置,隨后借助接收裝置的信號(hào)傳輸功能將裝置與工作站連接(同樣可以采用I/O接口)即可[2]。

        二、案例驗(yàn)證

        (一)案例概況

        某工業(yè)對(duì)自身人機(jī)模式生產(chǎn)時(shí)的電能損耗成本進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),結(jié)果顯示其一個(gè)月內(nèi)每日電能損耗成本均值為5332元,這與該工業(yè)的運(yùn)維預(yù)算發(fā)生了沖突,因此其需要盡快降低自身電耗。通過分析可知,該部門的大部分電耗均來源于人工,例如工作人員缺乏節(jié)約電能意識(shí),導(dǎo)致設(shè)備長時(shí)間運(yùn)作等,且設(shè)備面對(duì)任何需求,都以最大功率進(jìn)行運(yùn)作。將電氣自動(dòng)化技術(shù)工業(yè)化控制系統(tǒng)應(yīng)用于案例中一個(gè)月,并對(duì)時(shí)間內(nèi)的電能損耗成本均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì),再與案例自己統(tǒng)計(jì)的均值進(jìn)行對(duì)比,如果系統(tǒng)運(yùn)作成本降低,則說明系統(tǒng)有效,否則無效。

        (二)系統(tǒng)應(yīng)用分析

        依照以上策略在案例中應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)工業(yè)化節(jié)能降耗控制系統(tǒng),其運(yùn)作流程為:①通過傳感器接收每條電路的電耗;②通過信號(hào)渠道將傳感器信號(hào)傳輸?shù)焦ぷ髡荆虎酃ぷ髡炯尚畔?,生成電耗趨?shì)圖;④系統(tǒng)將趨勢(shì)圖最大值與閾值對(duì)比;⑤根據(jù)對(duì)比結(jié)果擬定指令;⑥通過信號(hào)渠道將指令發(fā)送到現(xiàn)場電氣控制裝置;⑦電氣控制裝置對(duì)電路電流參數(shù)進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)電能管理。

        (三)對(duì)比分析

        表1為本控制系統(tǒng)應(yīng)用前后一個(gè)月的電能損耗成本數(shù)據(jù)。

        表1 本控制系統(tǒng)應(yīng)用前后一個(gè)月的電能損耗成本數(shù)據(jù)(部分)

        綜上可見,在本控制系統(tǒng)應(yīng)用后的一個(gè)月,案例的電能損耗有大幅度下降,相應(yīng)成本也得到了降低,均值為4622元/每日,證實(shí)本控制系統(tǒng)應(yīng)用有效。

        結(jié)語

        綜上,本文分析了“電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的節(jié)能降耗研究”課題,主要闡述了電氣自動(dòng)化技術(shù)工業(yè)化節(jié)能降耗控制系統(tǒng)的實(shí)施方案,分析了各步驟的主要作用與方法;結(jié)合案例對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用有效性進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果顯示系統(tǒng)應(yīng)用后起到了節(jié)能降耗目的,證實(shí)系統(tǒng)有效。

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