1 引言
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近几年来我国国民经济持续高速发展,但能源不足成了影响其发展的瓶颈。在新闻媒体上不止一次看到这样的信息：“我国单位产出能源消耗大大高于发达国家和世界平均水平。据计算，2003年，我国单位国内生产总值的能源消耗比世界平均水平高2.2倍，比美国高2.3倍，比欧盟高4.5倍，比日本高8倍，比印度还高0.3。”数字是枯燥的，但反映出的现实是惊人的。这组数据说明了一个问题，中国能源利用率太低，低到了制约国民经济发展的严重地步。作为一个制造行业的技术人员，国家能耗过高，电力资源不足，大力上马电站又带来一系列环境问题，直接威胁到我们的生存质量。因此我们绝不能置身事外，我们要尽可能的为节约能源做点贡献。本文讲述一例用变频器多段速功能结合ＰＬＣ实现风机节能调速的实例。WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
２改造前的情况
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公司有五台设备共用一台主电机为１１ＫＷ的吸尘风机，用来吸取电锯工作时产生的锯屑。不同设备对风量的需求区别不是很大，但设备运转时电锯并非一直工作，而是根据不同的工序投入运行。几年前我公司就对此风机实现了变频器控制，当
时的方式是用电位器调节风量，如果哪一台设备的电锯要工作时就按一下按钮，打开相应的风口，然后根据效果调电位器以得到适当的风量。但工人在操作过程中时常会忘记开或者忘记关风口的阀门，这就造成实际情况不尽人意，车间灰尘太大，工作环境恶劣。最后干脆把变频器的输出调到５０ＨＺ，不再进行节能的调节。变频器只成了一个启动器，造成了资源的浪费。WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
３ 改造方案
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针对这种情况我们提出了新的改造方案。用ＰＬＣ接收各机台电锯工作的信息并对投入工作的电锯台数进行判断，根据判断，相应的输出点动作来控制变频器的多段速端子，实现多段速控制。从而不用人为的干预，自动根据投入电锯的台数进行风量控制。根据投入运行的电锯台数实施五个速段的速度控制。速度设定方案如表１。WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
表一 运行电锯台数和需求频率对应表
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变频器在风机节能上的应用 " hspace="0" src="/eWebEdit/UploadFile/s_coolblue1/200744234336468.jpg" width="553" onload="javascript:if(this.width>500)this.style.width=500;" border="1"> WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
４方案的实施
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４．１电锯投入运行信号的采用W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
用电锯工作时的控制接触器的一对常开辅助触点控制一个中间继电器，中间继电器要选用最少有两对常开触点的。用其中的一对接入ＰＬＣ的一个输入点，另一对控制一个气阀，气阀再带动气缸，用气缸启闭设备上的风口。这样就实现了ＰＬＣ对投入电锯信号的接收，也实现了风口的自动启闭，简单实用。WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
４．２变频器的参数设置和接线
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１）变频器参数的设定WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
我们使用的变频器是富士FRENIC 5000G9S系列的。根据多段速控制的需要和风机运行的特点主要设定的参数如表２。WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
表二 变频器参数设定表WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
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变频器在风机节能上的应用 " hspace="0" src="/eWebEdit/UploadFile/s_coolblue1/200744234336503.jpg" width="553" onload="javascript:if(this.width>500)this.style.width=500;" border="1">W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
２）多段速控制时端子的组合——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
这个系列的变频器进行多段速控制的端子为x1,x2和x3。通过这三个端子的组合最多可以实现七段速度运行。进行五段速度控制时的端子组合如表３。WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
表三 多段速端子与速度段组合表 WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
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变频器在风机节能上的应用 " hspace="0" src="/eWebEdit/UploadFile/s_coolblue1/200744234336163.jpg" width="553" onload="javascript:if(this.width>500)this.style.width=500;" border="1">WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
３）PLC输出端与变频器控制端子接线图如图１。WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
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变频器在风机节能上的应用 " hspace="0" src="/eWebEdit/UploadFile/s_coolblue1/200744234336885.jpg" width="436" onload="javascript:if(this.width>500)this.style.width=500;" border="1">WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
图一 ＰＬＣ变频器接线图W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
４．３ＰＬＣ的选取和程序的编写
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根据改造输入输出点数的需求，ＰＬＣ选取的是Fx1s14MR，其输入输出点分配如表4。WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
表四 PLC的I/0分配表WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
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变频器在风机节能上的应用 " hspace="0" src="/eWebEdit/UploadFile/s_coolblue1/200744234336579.jpg" width="553" onload="javascript:if(this.width>500)this.style.width=500;" border="1">plcjs.技.术_网
ＰＬＣ的程序主要分为三个部分，这种编程方法非常直观简单，很容易就能看懂。其一是对电锯的运行和关闭信号脉冲的拾取，例子程序如下：WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
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变频器在风机节能上的应用 " hspace="0" src="/eWebEdit/UploadFile/s_coolblue1/200744234336531.jpg" width="400" onload="javascript:if(this.width>500)this.style.width=500;" border="1">P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
其二是对运行的电锯数目进行计算。程序如下：plcjs.技.术_网
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变频器在风机节能上的应用 " hspace="0" src="/eWebEdit/UploadFile/s_coolblue1/200744234336884.jpg" width="400" onload="javascript:if(this.width>500)this.style.width=500;" border="1">P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
其三是根据运算结果进行比较输出，以控制变频器多段速端子。程序如下：WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
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变频器在风机节能上的应用 " hspace="0" src="/eWebEdit/UploadFile/s_coolblue1/200744234336275.jpg" width="350" onload="javascript:if(this.width>500)this.style.width=500;" border="1">WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
５节能效果分析WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
5.1理论节能分析
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风机属于二次方转矩，其流量，风压与消耗功率与转速ｎ的关系如图２所示：P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
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变频器在风机节能上的应用 " hspace="0" src="/eWebEdit/UploadFile/s_coolblue1/200744234337209.jpg" width="400" onload="javascript:if(this.width>500)this.style.width=500;" border="1"> WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
图二 风机流量、压力、消耗功率与转速关系曲线图WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
由图2可知风机消耗功率与其转速的三次方成正比。根据我车间设备运行的情况，相当于时常有三台设备运转，亦即改造后变频器
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时常运转在40Ｈｚ。根据同步转速公式n=60f/2p和风机消耗功率与其转速三次方成正比可知，理论
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