PLC 变频节能在电气自动化设备中的应用探讨

邹忠高

（浙江绍兴嵊新高速公路有限公司，浙江 嵊州 312000）

随着经济社会持续发展和科技的不断进步，工程项目施工建设在逐渐完善电气系统，并引进和使用多种电气自动化设备，包括水压系统和空调系统、智能照明系统等，以满足实际需求。但是，在传统的电气自动化控制系统中操作比较复杂，无法实现对电气自动化设备的实时监测和监控，造成很大一部分损耗和资源浪费。PLC 变频节能技术实现了传感器技术、实时控制技术和现代通信技术的有效融合，在电气自动化设备中的应用，一定程度上简化了电气设备的操作流程，控制其运行成本，提高运行效率，并实现节能降耗的目的。如何促进PLC 变频节能技术高效应用于电气自动化设备是需要重点考虑和分析的一类问题。

1 PLC 变频节能在电气自动化设备中的应用及优势

PLC 技术是一种全新的控制装置，通过促进传感器技术、自动控制技术、微电子技术、计算机和现代通信技术的科学融合，通过编程逻辑实现运行。随着技术的不断提升，PLC 技术也实现了对传统顺序控制系统的优化，控制系统的功能得到进一步的提升。PLC 技术在电气自动化控制中的应用，只需要结合电气设备特点及实际运行要求，提前编写控制程序，并与控制设备连接，就能实现对电气设备的自动化控制、自动检测和实时监测，持续不断对电气自动化设备进行监督和控制，且该技术具有比较强的自显能力，当电气设备出现各种突发状况、异常情况和故障问题的时候，也能够自动预警，快速做出反应和处理，也能够及时挖掘电气设备的一些潜在故障和隐形问题，并进行故障报警，极大地保证了电气设备运行的安全可靠性。而且，PLC 系统的功能比较强大，对电气设备控制和监测管理过程中的数据信息能实现自动化处理，从而为电气设备操作和运维管理、能耗和成本控制等提供参考。

变频技术主要是通过对电流频率的改变和控制，实现对电机实际运转速度的科学控制，且过程中不需要额外的附加转差损耗，一定程度上有助于提高电气设备自动化控制水平。该技术逐渐被应用到电气自动化设备中（如电梯设备、建筑电气设备、空调系统等），通过利用逆变器对电压、电流的控制，以实现对电气自动化设备状态的科学调节，最终实现电气设备调速，在保证电气设备稳定安全运行的同时，减少部分能源浪费，实现节能降耗的目标。

2 PLC 变频节能在电气自动化设备中的具体应用和建议

2.1 在电梯系统中的应用

电梯是现代建筑的一个重要组成部分，在一些高层建筑、大型商场和公共建筑内部都安装的有电梯，以方便人们出行和货物运送等。PLC 变频节能技术在电梯系统中的科学应用，极大地提高了电梯运作的安全可靠性，并起到降低能源消耗的作用。在电梯运行过程中负载情况会出现多方面的变化，且电动机的功率、电流数值等也会持续增加，PLC 变频节能技术可以在合理的范围内实现对电梯系统能源消耗的控制；通过借助电梯机械动能、三相交流变频电压的精准管控，以保证电梯在运行过程中机械动能能够得以充分的释放，使电梯的机械能力得以稳定，从而保证电梯在运行过程中性能状况良好；PLC 和变频器的科学应用，还能够实现对电梯光信号、安全信号和运行状态的自动检测，当电梯在运行过程中出现异常和故障的时候能够及时预警，并快速做出反应，从而保证电梯运行的安全性，降低电梯事故的发生概率。

图1 基于PLC 的自动扶梯多功能变频节能控制系统设计

2.2 在空调系统中的应用

空调系统是电气系统的重要组成部分，空调系统在运行和使用过程中会产生大量能耗，且影响空调系统运行和能耗消耗的因素也比较多，包括温度和湿度、系统配置和设备选型等，在促进空调系统使用的同时，也需要考虑对其进行合理的节能设计和节能改造，在提高空调系统能效的同时，降低各种损耗，实现节能降耗的目标要求。PLC 变频节能在空调系统中的科学应用，在保证空调系统正常运作的同时，能促使节能降耗目标更好实现。通过借助电动二通阀对水系统末端做出科学合理的调控和处理，以有效控制系统内部的水流量；如果建筑内部采用的是中央空调系统，可以在主机房中合理的设置动态平衡阀，用以监测各种供水管的运行状态，以保证其正常运行和工作，满足制冷和供热等方面的要求；结合智能化技术的科学应用，实现对空调系统的远程和本地监控，以实现对空调运行状态和运行情况的准确把握，当出现异常问题和故障问题的时候，确保能够及时预警、及时切换为应急控制模式，用以维护中央空调系统的安全稳定运行和使用。在各种先进技术的支撑下，实现对冷负荷相关参数变化情况、风量情况等的实时监测和科学调控，当空调系统在运行过程中出现风量超出规定的情况后，在这些技术的支撑下，自动开启相应的热回收设备，借助电动密封阀、电机等，完成对空调系统运行过程的自动调节和处理；在综合分析空调功能的现实需要的基础上，自动调整二次测水泵机组运行状态和供水温度，在满足需求的同时，一定程度上降低空调系统运行过程中的能源消耗。通过这些技术的应用，实现对空调控制系统的优化，并全面收集水温、压力、调动调节阀开度、室外温度和湿度变化情况等方面的数据信息，通过计算机技术的科学利用，生成数据模型，在对这些数据信息进行深入分析的基础上，实时监测空调系统的运行状态、工频状态等，结合实际情况，对空调系统的运行做出合理的调控。此外，还能实现对空调运行过程中冷耗和电耗等信息的监测和分析，并远程控制空调系统及相关设备的启停和参数设置，通过自动化的调整和改进，降低不必要的消耗。

2.3 在照明系统中的应用

现代建筑的用电设备更多，用电规模在持续增加，现代工程项目施工建设对照明系统提出了更高要求，不仅要满足基本的照明所需，还要考虑如何有效降低系统内部电力损耗，实现节能降耗的目标。PLC 变频节能技术的科学应用，一定程度上促进了照明系统的改进和优化。在该技术的支撑下，结合不同场合的照明需求，实现对照明系统各种参数的科学设置，包括照明时间、灯光的亮度和色温等，也能够实现对照明系统的变频控制，如LED 灯源就应用了该技术，有相关数据表明，LED 灯的使用与传统的照明灯源相比，甚至可以降低50%左右的电能消耗率。在照明系统规划设计的时候，在照明箱装中规范的设置和安装HW－BA5204 模块，在一定程度上有助于降低室内光照强度，并缩短光照的时间，在满足基本照明需求的同时，降低一部分能耗。此外，PLC 变频节能技术在照明电气自动化设备中的科学应用还具有光衰小、光照功率低、占地体积小和使用寿命长等多方面的优势。

2.4 远程通信控制系统中的应用

随着技术的不断进步，PLC 变频技术的应用范围也更加广泛。由于PLC 变频技术具备较强通信开放度，其在远程通信控制系统中的应用也具有明显优势，在综合考虑和分析实际需求的基础上，对控制程序科学设置，实现对远程通信系统运行的自动化控制和自动化监测，并详细地记录各种误差值，通过对误差值和限定值的比对分析，当出现超过规定限值情况的时候，及时做出调整和处理。也能够根据已有提示和相关信息指令，及时排除已经发现的各种逻辑错误、系统故障等，在一定程度上减少远程通信控制系统运行过程中的阻力，使系统的运行更加安全和可靠，防范和降低系统运行的各种风险问题。该技术的科学应用也能够协助故障检查、排查和处理工作的高效化实施，在发现系统运行的潜在故障，分析故障部位和故障诱因之后，及时发送警报信息与用户，确保能够在第一时间了解故障情况。

3 结语

PLC 变频节能的功能十分强大，其在电气自动化设备中的应用具有抗干扰能力强、适用面广、安全性高等方面的优势，通过积极促进该技术与数字技术、智能化技术等先进技术的科学融合，能极大地提高电气自动化设备控制管理水平，实现对电气设备操作流程的简化，在提高设备运行效率和安全稳定性的同时，降低能源资源损耗和运行成本。在PLC 变频节能应用的时候，要遵循安全可靠、控制成本和质量管理等原则，将提高电气自动化设备的运维效能、保证电气自动化设备的安全稳定运行、提高故障预警和处理效率、降低运维成本和能源资源损耗等作为主要目标要求，还需要通过不断的创新和改进，提升PLC 控制系统的抗干扰能力，尽可能降低外界环境造成的干扰和影响，以免出现数据信息错误的情况。在相关设备安装的时候，要与发热元件保持适当的距离，构建安全的运行环境。