马永安 宁希刚
（陕西龙门钢铁有限公司 陕西省韩城市 715400）
摘要：电气自动化设备对于能耗有一定的要求，一些电气自动化设备的电能消耗比较大，造成生产中的能耗增大，整体的能耗成本也提高了。电能的消耗也需要付出一定的环境代价，因此，龙钢公司提倡要发展绿色低碳经济，就需要不断降低能耗，促进整体电气自动化设备使用效率提升，公司以箱式变电站、高低压开关柜、干式变压器、油浸变压器产品综合性供用电一体的钢铁企业，变频节能技术在设备应用中较为普遍，为了减少生产过程中的能耗，越来越多的员工加入到研究中。
关键词：PLC；变频节能技术；电气自动化设备
一、PLC变频节能技术原理
1.1 PLC技术
就PLC技术本质而言，其是一种通过编程逻辑而实现运行的控制器，其同时也是基于电力线传输数据与话音信号而实现的一种通讯方式。这一技术最早研发自上世纪六十年代的美国，其最初是由通用汽车公司研发出来的，并逐渐应用于实际工作中。在当时，PLC技术只具备顺序控制功能，适用范围较小。随着时代的发展，直至上世纪八十年代，PLC技术才具备了函数运算与高数运算等计算功能，提升了控制系统的功能。而当前电气自动化模式中就涵盖了PLC技术的可编程逻辑控制的特征。在实际工作中，人们只需要根据实际要求与电气设备特点等，来对控制程序进行提前编写，并将其与控制设备进行连接操作，进而达到自动控制电气设备的目标。
1.2 变频技术
变频技术从本质上来说，就是通过对电流频率的改变来对电机的实际运转速度来进行控制，而这种频率的改变并不需要额外的附加转差损耗，能够提升电气设备自动化控制水平，是一种较为先进的调速技术。而变频技术的应用关键就在于变频器，其是由整流器、直流环节与逆变器以及控制电路等共同构成的，其中整流器的效用主要是对交流电进行转变，直至成为直流电。而直流环节的效用则主要体现在滤波功能上，逆变器的实际应用主要是针对直流电而言的，将其转变为可控频率的交流电，并直接传输给电动机。因此，逆变器可谓变频器实际运行的核心所在。而变频节能技术的实际应用则能够有效解决以往传统直流电动机一直保持额定频率运行而导致的能源浪费，能够有效保障电气设备能够稳定安全的运行。
二、PLC变频节能技术的优点
2.1编程方便
PLC变频节能技术与继电气控制线路的原理类似，都是利用数学中的梯形图语言来表达对电气自动化设备的一系列控制过程，利用梯形图语言来表达的优点有很多，最突出的优点在于简单直观。PLC变频节能技术利用计算机技术将使用程序编入存储器中，以便PLC变频节能技术在使用过程中出现问题时用户可以非常方便地进行维修。
2.2提高了工作的可靠性
众所周知，电气自动化设备中最重要的就是要具有可靠性，PLC变频节能技术的设计主要应用到了工业环境中，其在软硬件方面都采取了许多可靠的措施，硬件方面主要体现在其采用了电磁屏蔽等之类的能抵御干扰的措施，软件方面体现在故障检测等之类的措施，这些防干扰措施可以在很大程度上提高电气自动化设备的可靠性。
2.3使用简便
PLC变频节能技术在实际的应用过程中无需也没有必要与其他复杂电路设备联系在一起，PLC变频节能技术是可以独立工作的，其在对电气自动化设备进行控制的过程中，能在最大程度上实现最大化的控制电气自动化设备。
以前从来没有用过PLC变频节能技术的人在第一次使用时也是容易学会的，只需要按照说明书的指引进行操作就可以很好地利用PLC变频节能技术，比其他的技术做的接线活会少得多。正是因为PLC变频节能技术具有这么明显的优点才被广泛地应用于实际生活以及工业设施中。
三、PLC变频节能技术的具体应用分析
3.1 PLC变频节能技术在风机、水泵中的应用
传统风机、水泵流量的设计均以最大需求来设计，其调整方式采用挡板、风门、回流、起停电机等方式控制，无法形成闭环回路控制，也较不考虑省电的观念，但实际使用中流量随着各种因素而变化，往往比最大流量小的多，要减少流量时，通常情况下只能调节档板和阀门的开度，阀门控制法的实质是通过改变管网阻力大小来改变流量，而这种控制方式当所需流量减小时，压力反而会增加，故轴功率的降低有限，此时，过剩的风机、水泵功率将导致压力增加造成很大的能量损耗。
由流体力学原理可知：流量与转速的一次方成正比，压力与转速的平方成正比，功率与转速的三次方成正比，如果水泵效率一定，当流量下降时转速成比例下降，而此时对轴输出功率p成立方关系下降；风机、水泵变频节能控制可在保持阀门、挡板开度不变的前提下，通过改变风机的转速来调节流量，其实质是通过减少流体动力来节电。这种控制方式可从根本上消除风机、水泵设备，由于选型或负荷变化普遍存在的“大马拉小车”的动力浪费现象，消除了挡板截流阻力，使风机、水泵始终运行在最佳工作状态。
3.2 PLC变频节能技术在空调中的应用
目前，市场上出现的变频空调，就是充分的运用了PLC变频节能技术，空调系统主要是采用了大量的电气自动化控制设备，在工作的过程中，会产生巨大的能量消耗，采用PLC变频技术能够有效控制空调系统的能源消耗，控制各个电气设备的工作，达到节能的目标。一般情况下，空调系统主要由水系统和风系统两部分构成，在工作时，主要利用PLC变频技术对空调的电动二通阀控制，来调整水系统末端装置的流量，达到对空调系统的能量控制，冷热水的主管道独立存在，保证二者能通过不同的管道流入。对于空调的主管道采用的是异程式方法进行控制，对于支管采用同程式的方法进行控制，然后利用控制的分水器各个环路供水管的动态平衡阀控制各个管道之间的平衡，进而能够有效地维持整个空调系统的稳定性，不仅能够保证空调的制冷，也能够有效地保证控制供暖效果。
3.3 PLC变频节能技术在照明系统中的应用
随着大规模的照明系统的应用，也会消耗大量的能量，在照明系统中也有大量的电气自动化设备，通过采用PLC变频节能控制技术，可以有效地减少照明系统的能源损耗。在照明系统的电子镇流器中主要采用了PLC变频节能技术，将照明系统参数设置为COS%>0.9，色温设定在3500～6500K，结合不同场合的使用情况，将照明系统的光源显色指数大设置为大于85，进而能够实现对不同场合的照明系统的控制，采用PLC变频节能技术的LED的灯源，不仅能够有效的降低能源消耗50%。而且在各个照明系统中安装HW-BA5204模块，不仅能够降低室内照明系统的光照强度，还能缩短光照的时间，减少照明系统的能耗，进而达到节能的效果。
四、结束语
PLC变频节能技术是一项能很好地控制特定事物进行的技术，它的发展是十分迅速的，已经从单一的工业领域逐渐扩展向更多的行业，并且在电气自动化设备的方面不断更新与完善。国家对PLC变频节能技术进行了更深层次的关注，向PLC变频节能技术投入更大的科研力度，使得PLC变频节能术能更加完善的应用于电气自动化设备中。
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