改进风机电路 实现节能降耗

管志旺

（广东省粤东商贸技工学校，广东 梅州 514031）

改进风机电路 实现节能降耗

管志旺

（广东省粤东商贸技工学校，广东 梅州 514031）

由于以往设备控制线路设计缺陷，没有充分利用变频设备自动调节功能，使员工操作繁锁又浪费资源。因此本文通过用变频器多段速功能结合PLC实现风机调速对风机吸取电锯工作时产生的锯屑及风口阀门的开、闭，实现自动控制及调节，改变以往的用电位器调节风量按钮打开相应的风口，大大减少了工作环节，提高工作效率，同时也达到节能的效果。

PLC；变频器；自动控制；风机；节能分析

伴随着全球能源危机的进一步加剧，全社会要深刻认识节能降耗的艰巨任务和电力供需的紧张矛盾，节约用电、节约能源，每个集体、单位、个人都应该行动起来，团结协作，共同在我国绿色节能产业蓬勃发展的大潮中携手共进。据资料统计我国单位能源消耗大大高于发达国家和世界平均水平。因此，我国节能降耗的改造势在必行。

1 参观生产线及出现的弊端

本人在参观梅州市家俱制造公司小型企业中，发现每组生产线中有五台电锯工作台统一采用一台大功率变频高速异步电动机作为吸尘主风机，主要应用于清除工作台产生的锯末。在每组生产线中均有五台电锯工作台面，统一由多个工位同一抽风管道。发现当工人在工作中不管是一个工位工作还是多工位工作，而主吸尘电机都以最大的功率进行工作，从而使在少工位工作时出现不必要的电能浪费，同时，控制主吸尘电机的变频器也失去应有的作用。由此想对每组生产线的主吸尘电机线路进行改进。

2 策略方案的分析

根据当时生产线的状况，对主吸尘电机的变频、变压进行设计，（n = 60f/p）改变压频比（u/f）是最好的主吸尘电机控制方法。因此，根据此情况建议厂方对主吸尘电机控制线路进行改造。用可编程控制器（PLC）拾取工作台电锯工作运行的数目来控制变频器的各段频率，使主吸尘电机得到不同工作频率，从而得到主吸尘电机不同的变频转速。所以，将变频器设定为五段频率，如表1。

表1 电锯工作台数与频率的设置表

3 方案实施的过程

3.1 电路的设计

整个电路的工作流程框图（如图1）所示，电锯的运行工作数目进行拾取采样，通过中间继电器连接取得对工作台电机的工作状态进行取样，从而得到工作台取样的电锯信号及对风口的自动开启与闭合，实现自动控制功能。

图1 改造电气原理方框图

3.2 变频器数据的设定及接线图

（1） 指定变频器数据的设定。企业现在用的变变频器是三菱FR-A700系列的。根据三菱变频调速器使用手册各段速控制和主吸尘电机运行设定的数据如表2。

表2 变频器设定数据表

（2）变频器多段速控制时端子的组合说明。此系列的变频器RL、RM和RH三个端可进行组合实现六段速度运行。所以进行五段速度控制时的端子组合如表3。

表3 多段速端子与速度段组合表

（3）PLC输入/输出端与变频器控制分配图（如图2）所示。

图2 输入/输出端与变频器控制分配图

3.3 PLC的选取和程序的编写

（1） 根据改造输入输出点数的需求，PLC选取的是三菱FX2N-48MR，其输入输出点分配如表4所示。

（2）系统工作过程分析。按下启动按钮SB1（X0）→Y0输出→变频器STF得到正转信号→风机在变频的RL（最低速）运转。

当一台电锯启动时（假设第一台电锯启动）→KA1（X2）闭合→通过PLC比较后Y1输出→变频处于RL（1速）模式运行→M风机处于低速运行状态。

表4 PLC的I/0分配表

当两台电锯投入工作时（假设第一台电锯启动）→KA2（X3）闭合→通过PLC比较后Y2输出→变频处于RM（2速）模式运行→M风机处于中低速运行状态。

当三台电锯投入工作时（假设第三台电锯启动）→KA3（X4）闭合→通过PLC比较后Y3输出→变频处于RH（3速）模式运行→M风机处于中速运行状态。

当有四台电锯投入工作时（假设第四台电锯启动）→KA4（X5）闭合→通过PLC比较后Y1、Y2输出→变频处于RL、RM（4速）模式运行→M风机处于中高速运行状态。

当有五台电锯投入工作时（假设第五台电锯启动）→KA5（X6）闭合→通过PLC比较后Y1、Y3输出→变频处于RL、RH（5速）模式运行→M风机处于高速运行状态。

运行中若有电锯退出工作通过PLC比较后，变频器则自动根据信号信号组合确定输出模式，以保持对应的风量减少能源的消耗；按下SB2全线停止工作。

（3） PLC控制的执行工作过程，主要分为三个部分程序，程序如图3。

其一是对工作台电机的运行和关闭信号脉冲的取样。

其二是对运行的电锯数目进行计算。

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3。

4 演示实测能耗分析

当变频器在50Hz和40Hz运行时在变频器输出侧实测数据：40Hz时电流为12.2A,电压250V、50Hz时电流为15.8A，电压为370V。

图3

TM31

A

1671-0711（2017）03（上）-0064-03