PLC在節能領域的應用

摘 要：隨著人們的生活水平的不斷提升，許多與生活息息相關的設備、電器以及工業生產都得到了高速的發展。但這些設備的使用過程中，會產生非常大的浪費，同時也增加了各種設備的運行成本。因此，針對PLC在節能領域的應用研究，具有十分重要的意義。

關鍵詞：PLC；節能領域；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.070

隨著社會經濟的不斷發展，許多行業都設備使用量也在不斷增加。比如：高層建筑以及商場中的電梯、人們日常使用的空調設備等。對于這些設備，在以往使用過程中，如果在空閑時無法進行節能運行，在很大程度上會造成電能的浪費。同時也增加了其設備的運營成本。因此，在其設備中采用PLC為核心的變頻器來進行控制，可以通過對其設備的改造實現節能效。本文以中央空調的為例，闡述PLC在節能領域中的應用

1 PLC中央空調節能控制系統設計

在進行節能控制系統設計過程中，需要與變頻技術進行結合。不僅保留了中央空間的自耦變壓器降壓啟動的控制方式，還能夠利用有變頻技術來對對中央空間中的水泵轉速進行控制，合理控制其水泵的轉速計加減水泵的時機及數量。通過這種自動控制的方式，起到節能控制的效果。在進行方案設計時，需要將PLC當作中央空間的控制核心，通過對中央空間循環水控制系統來完成對整個系統控制。（1）增設PLC為核心的主控機變頻控制柜。增設此控制柜的目的在于能夠將PLC與交-直-交變頻器進行結合，將利用結合后的控制系統來對中央空間循環水泵系統進行整體控制。（2）檢測數據與運算。在此環節中，需要完成溫度傳感器所檢測出的回水溫度，并通過A/D轉換器傳送到PLC中與預定值進行對比，然后將所對比出的結果以模糊PID運算的方式進行計算。（3）運算結果傳送與轉速控制。通過模糊PID運算所得出的結合，經過傳送到變頻器之后，可以由變頻器來根據預設程度來對進行輸入電源頻率調整，從而可以實現對循環水泵轉速的調整與控制。

2 PLC設計

2.1 PLC與變頻器的結合設計

在此環節中，應該行對PLC的運行需求進行分析，并與變頻器進行結合設計。讓所設計出來系統能夠通過PLC來進行實時控制。PLC與變頻器的結合以及接線方式如圖1所示。（1）通過連接后的系統，由PLC輸出變頻器的啟動信號。PLC顯示為高電平時，代表需要啟動變頻器。當連接在繼電器上得電，其常開觸點閉合變頻器也隨之啟動。（2）輸出量的傳送。想要完成對水泵電機的，應該將PLC所進行的模糊PID算法提出的結果，轉變成為模擬量并傳送到變頻器中。圖中的EM232模塊，就是用于將模擬量進行傳送時的輸出端口，并通過其端口與變頻器的模擬量輸端口進行連接，最終完成對中央空間水泵電機的變頻控制。

2.2 PLC主程序設計及工作原理

在進行PLC主程序設計時，需要結合其不同的工作方式，設計合理化的PLC主程序。對于PLC控制程序的設計，需要從控制按鈕模塊、報警處理模塊、變頻器給定模塊、變頻器設定模塊等幾個關鍵模塊進行切入。控制按鈕模式的主要功能是針對不同電機和電磁閥的啟動與停止進行控制；變頻給定模式主要是通過變頻器設定模塊來進行調整變頻器的工作方式；報警處理模塊的功能是針對系統中不同元件故障信息進行報警提示；變頻器設定模塊的功能是對轉換之后的速度傳感器信息的接收。依照PLC工作原因，當其主程序啟動運行時，其系統會進行采用，并根據用戶設定程序來執行相關操作，最終完成輸出刷新工作。PLC通過重復的對此三個環節進行執行，讓主程序在每一次循環運行過程中，針對主程序的語句進行掃描，從而能夠完成對主程序初始化、遙信自處理、通信處理三個環節的工作。在進行初始化程序過程中，只有在第一次掃描時進行執行，進入調用遙信自處理程序后，一旦發現有通信要求，主程序會針對其要求進行處理。如果沒有接收到通信要求，會給主程序的運行。

2.3 結合使用情況制定PLC 抗干擾措施

對于PLC的在中央空調節能環節中的應用，主要是針對一些較為復雜的工業場地及環境進行應用，但對于運行環境的復雜性也會給PLC形成一定的影響。因此，在進行PLC使用過程中，需要結合使用情況制定出有效的抗干擾措施，來確保整個系統的正常運行。PLC的結構是由傳感器、按鈕、接觸器、電磁閥線圈等等組成，這些組成元件分散在不同位置中。雖然PLC控制系統在運行過程中，已經具有了一定的硬件以及軟件干擾功能，但對于較大數據的干擾信號會導致其系統出現異常。因此，根據中央空調系統的運行特征，可以通過以下幾個方面的工作來完成抗干擾措施。（1）合理化選擇PLC安裝位置。在進行PLC設備安裝時，要避免安裝多灰塵、腐蝕性環境以及熱源較為集中的位置。要將PLC設備安裝在通風效果較好的位置處。（2）信號電纜鋪設不應該過于集中，避免形成相互干擾。（3）設備備用芯線需要進行接地連接。通過接地連接，可以減少芯線間的互相干擾。（4）安裝獨立的PLC電柜接地線。在進行PLC電柜接地線連接時，要控制其接地電阻>10Ω。（5）不同信號傳輸采用不同類型的電纜。PLC控制系統會有數字信號以及模擬信號兩種傳輸形式。為了避免兩種信號的相互干擾，需要使用不同類型的電纜來進行傳輸。

3 結語

總而言之，PLC在節能領域中的應用非常廣泛。本文主要是以中央空調為例，介紹PLC對其系統的節能作用，解決中央空調耗能量大的問題。通過PLC與變頻技術的結合，設計出適合于中央空調的節能控制系統，通過制定有效的PLC抗干擾措施，確保其系統的穩定運行，讓PLC的節能作用得用充分地體現。

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作者簡介：馮軍（1985-），男，回族，甘肅蘭州人，助教。