PLC與變頻器在風機控制中的應用

王帥

摘 要 在化工企業(yè)生產(chǎn)過程中，污水處理曝氣鼓風機占據(jù)了非常重要的作用。這種設(shè)備的主要用電設(shè)備包括風機，對于一般的曝氣鼓風機來講，為了使整個風機系統(tǒng)變得穩(wěn)定，高效率生產(chǎn)，就需要利用PLC與變頻器的作用對風機進行控制，保證設(shè)備的安全性以及可靠性。

【關(guān)鍵詞】PLC 變頻器 風機控制 應用

1 風機變頻調(diào)節(jié)的原理

對于一般的風機來講，其大多是平方轉(zhuǎn)矩負載，軸功率與轉(zhuǎn)速成立方關(guān)系，所以當風機的轉(zhuǎn)速降低的時候就會使消耗的功率減少，所以，這樣可以通過調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速來進行節(jié)能控制。在實際的應用過程中，采用的節(jié)能措施主要是利用調(diào)速器來進行風量的調(diào)節(jié)，應用變頻器會節(jié)省百分之二十到百分之五十。在實際的設(shè)計中，用戶點擊設(shè)計的容量比實際的需求會高很多，這樣就造成資源的利用率低，造成資源的浪費。利用變頻器進行風機控制的時候，根據(jù)物理知識我們分析可以知道，軸功率眭轉(zhuǎn)速比的三次方進行變化，節(jié)能效果好。

2 PLC與變頻器在風機控制系統(tǒng)中的設(shè)計

對于化工企業(yè)中的曝氣鼓風機來講，其風機的控制一般都會采用星三角控制，對于爐風機進風量的大小，風速的控制等等，主要是利用執(zhí)行器來進行閥門以及風門開度的調(diào)節(jié)，這樣就會造成進風量，風力強度這些因素的不穩(wěn)定。并且傳統(tǒng)的風機控制往往只是用單回路來進行控制，也就是控制系統(tǒng)中的各個回路之間是沒有聯(lián)系的，獨立的，這樣對于各個控制量的穩(wěn)定性來將具有一定的難度，對于整個企業(yè)的生產(chǎn)的穩(wěn)定性來講具有消極的影響，不能保證企業(yè)的正常生產(chǎn)。為了解決這種問題，需要利用PLC與變頻器結(jié)合來進行風機的控制，這樣能夠更好的保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在這種結(jié)合技術(shù)控制風機的過程中，主要采用的是模糊控制技術(shù)，這種控制技術(shù)可以將曝風機的各個回路聯(lián)系在一起，當生產(chǎn)過程中某一個參數(shù)發(fā)生變化的時候，其余的控制量也會做出一定的變化，這樣就能夠很好的保證系統(tǒng)的正常運行，保證企業(yè)的經(jīng)濟效益。

在整個的控制系統(tǒng)中，其器件主要包括可編程控制器（也就是PLC），變頻器，檢測儀表，繼電器等等；對于污水處理中的需要控制的參量有溶氧量，風力強度，風力方向，風力大小，鼓風風壓，引風負壓等等；系統(tǒng)中的檢測儀表主要包括有關(guān)的傳感器，變送器，壓力表等等；PLC主要包括很多的開關(guān)量輸入點，輸出點以及有關(guān)的模擬量輸入點，輸出點，以及觸摸顯示屏等等；變頻器包括幾個部分，比如是鼓風變頻器，引風變頻器等等。

3 應用PLC與變頻器結(jié)合的系統(tǒng)的優(yōu)勢

系統(tǒng)應用變頻器后性能有了極大的改善主要變現(xiàn)在：

系統(tǒng)的自動化有所提高，變頻器的應用增加了工廠技術(shù)的先進性，通過自動化的通訊以及PLC、組態(tài)軟件等技術(shù)的應用提高了系統(tǒng)的自動化程度；提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。首先系統(tǒng)自動化平臺的建立應用了國際領(lǐng)先的自動化產(chǎn)品，經(jīng)過嚴密的測試以及實驗，其應用于控制系統(tǒng)中具有絕對的可靠性；簡化了控制系統(tǒng)并提高了自動化程度。全場的中心控制系統(tǒng)應用變頻器后，結(jié)合全中文的上位機設(shè)計截面，使得操作員能夠通過簡單的指令操作對系統(tǒng)進行控制，在系統(tǒng)穩(wěn)定運行的前提下，提高了自動化程度，降低了系統(tǒng)的人工操作出錯率，同時也減少了系統(tǒng)維護的工作量；系統(tǒng)開放性予以增加。通過現(xiàn)場總線的應用，系統(tǒng)應用了國際通用的開放協(xié)議，因此I/O余量在各站都有所提高，方便了后期繼續(xù)擴展以及改造系統(tǒng)；有效提高了系統(tǒng)的安全性。由于變頻器的加入使得系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的保護系統(tǒng)予以完善，能夠有效防止一些意外事故的發(fā)生以及人員操作失誤引發(fā)的事故；有效節(jié)能。系統(tǒng)能耗過高時現(xiàn)代污水處理系統(tǒng)中的技術(shù)難點，通過變頻器的應用能夠?qū)ο到y(tǒng)實行分級控制，同傳統(tǒng)的系統(tǒng)操作相比，該運行模式下的系統(tǒng)不但穩(wěn)定性安全性更好，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)快速的操作切換。

簡單來講我們利用PLC以及變頻器設(shè)計的控制系統(tǒng)，可以在無人操作的條件自主的對進風強度，進風方向等等進行自動的控制。這樣就能夠使氣體的含量等等可以保持在最佳范圍之內(nèi)，這樣就能夠很好的保證整個污水處理系統(tǒng)的正常運行，提高風機運行的安全系數(shù)，保證企業(yè)經(jīng)濟效益。這種控制系統(tǒng)能夠很好的實現(xiàn)鼓風，引風的軟啟動；對風機進行變頻調(diào)速，可以在無人的情況之下自動控制風機的運行，當系統(tǒng)的負載發(fā)生變化的時候，可以結(jié)合PLC來控制參數(shù)，保證風機正常，安全的運行。在控制過程中采用變頻調(diào)速系統(tǒng)，能夠更好的保證當負載調(diào)節(jié)的過程中，保證運行系統(tǒng)內(nèi)負壓恒定不變，將供風量保持在最好的范圍；

能夠檢測到生產(chǎn)車間的熱量的變化，可以自主的進行熱量的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)節(jié)能的目的。

4 小結(jié)

利用PLC與變頻器對風機進行控制，能夠保證整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性，降低系統(tǒng)發(fā)生故障的幾率，保證企業(yè)的正常運行以及經(jīng)濟效益。

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作者單位

中海化學股份有限公司 海南省東方市 572600