基于PLC的變頻調速通風機系統設計
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摘 要：針對傳統通風機的不穩定性造成的浪費設計一款基于PLC控制的變頻調速系統，該系統不僅提高機械化水平，還可以減少能量損耗。系統采用可編輯控制器、通風機和變頻器組成，系統可以有效的實現通風效果，更能實現便捷的實際化應用。
關鍵詞：可編輯控制器;變頻調速;通風機
中圖分類號：TD635 文獻標識碼：A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.06.016
作者簡介：耿慶鵬（1997-），男，山東濱州人，沈陽工學院電氣工程及其自動化本科在讀，E-mail：94758292@qq.com。
通訊作者：陳玉玲（1981-），女，遼寧凌源人，講師，碩士，研究方向：圖像處理，E-mail：7450935@qq.com。
0 引言
系統將PLC與變頻器結合，實現對電機有效的控制，使通風機可以進行高效安全的運行，達到更合理的工作效果。PLC可實現對系統保護，故障報警等一系列的功能，為通風系統提供新的特性。
1 硬件設計
1.1 變頻調速的作用
近年來，變頻器已廣泛應用于工業領域。此外，變頻器價格下降，并且在速度控制系統的應用中品質逐漸提升。一方面，變頻調速系統可以通過降低能耗有效節省機械設備的運行成本，另一方面，它可以提供更好的節能效果。具體來說，風機變頻率調節的作用主要包括以下幾個方面：第一，調頻率可以實現減少浪涌電流的目的，從而有效防止一系列不良影響;其次，變速控制輸入具有正負點，大大減少了有關人員的人工切換和較大工作量帶來的問題;第三，當通過變頻調節風扇和電動機設備時，可以根據負載的實際情況靈活地調整速度，顯著減少了相關設備的磨損，延長了維護周期和設備壽命，同時可以保證生產的不間斷和正常運行，減少維修成本。
1.2 技術要求
該系統主要采用PLC作為核心部分，通過PLC與觸摸屏、變頻器連接，系統將溫度、氣壓、瓦斯濃度信息傳輸到PLC中，通過變頻器實現對風機的控制。系統中的溫度參數是通過溫度傳感器檢測得到的，將檢測的模擬量信息，通過A/D轉換器轉換成數字量傳送到PLC中，數字量與設定值進行比較，產生的誤差經過PID運算得到控制信號，輸出調整信號到D/A模塊，產生一個模擬量信號，通過控制變頻器來控制風機的工作狀態，使參數到達穩定值。系統通過溫度、氣壓、瓦斯濃度等信息傳輸到PLC中，通過變頻器控制風機的運轉。
1.3 元件選擇
系統選擇了三菱的FX2N系列可編輯控制器，其優點是體型小、速度快、性能高、編程簡易，滿足該設計要求。
系統中的人機界面與PLC、調速器、變頻器等連接。觸摸屏與24 V電源連接，該類型的觸摸屏抗干擾能力更強，使用壽命更長。
A/D轉換器模塊采用FX2N-4A/D模擬量輸入模塊。系統中選用的變頻器是RF-700-740-1.5k變頻器，該類型的變頻器具有高效準確等特點，可以有效的實現系統的設計要求。
1.4 設計方案
系統的變頻器速度控制是以PLC為主控制單元，以變頻風扇為控制元件，濃度基于有害氣體作為主要控制參數。PLC可以利用傳感器記錄存儲器中有害氣體的濃度，并使用模糊控制調整逆變器的輸出，以便完全控制風扇的速度，從而獲得空氣清潔、環保和節能效果。在正常情況下，通風系統包括基本設施和技術，如觸摸屏、氣體傳感器、PLC、變頻器和呼吸機。工作模式為自動、手動和工頻三種。其中，手動調頻模式和自動調頻模式均采用的是反饋控制系統。在諸如故障的異常情況下，可以自動調節操作模式，這有利于維持生產操作的穩定性和安全性。
2 系統的通信連接
系統的軟件連接同樣重要，是整個系統的重要組成部分。通信編程是通信和通風系統的組成部分，對系統的整體性能有深遠的影響。通信系統不僅可以保持通風系統的可靠性、穩定性和高吞吐量，還可以在發生故障時提供一定的解決方案，有利于維護系統的正常穩定運行?？傮w來說，建立溝通的原則包括開放性、標準化、可行性和成本效益。
當發生異常情況或相關設備發生故障時，發出警報并提供相應的解決方案，為了充分保證系統的正常運行。執行控制程序后，當風扇在自動變頻模式下運行時，將應用子程序0。當有害氣體濃度的在適當范圍之外時，在調用子程序和檢查電源的實際狀態之前，應仔細檢查是否存在擴展模塊。關閉主程序，當一切都井然有序時，子程序2就會被調用。子程序2的主要功能是收集有害氣體濃度并計算相應值的平均值。
3 結束語
隨著科學技術的不斷發展，各種機器設備不斷得到完善，變頻調速設備的不斷拓寬和日益成熟，其在工業上的應用越來越多，本文所設計的系統應用于通風系統中，將實現在工作中更有效的排除危險因素，在日后應用中保障人身財產安全的高質量要求。
參考文獻：
[1] 李勇，吳建平，劉海峰.變頻技術在煤礦通風機控制系統中的應用設計[J].信息技術，2009，33（8）：149-151.
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