PLC控制的变频风机节能系统设计
摘要：现代社会科技飞速发展，对于机器的控制需求与日俱增，所以PLC这种可编程的控制器也经过了无数次的改进，改进后的可编程控制器逐步满足了当今社会的需求。可编程控制器的特点是将计算机与继电器联系在一起，使我们应用的控制器更加智能和人性化，可编程控制器的关键部分是它的处理器，这种关键技术是数字化的，能够应用于不适合人类工作的环境，而且系统工作时非常稳定。在对煤炭进行开采时，需要有通风机使工作环境中的空气保持流动，所以通风机是采矿中必不可少，因此对其系统的控制至关重要，在综合考虑生产成本、生产运行的效率以及人性化控制等方面发现，采用可编程控制器对通风机的系统进行优化和分析是可行的。本文采用可编程控制器对工作环境中的通风机进行实时控制，对通风机的系统进行检测和设计，最终得到能够可以实际应用的控制系统。本文以可编程控制器为系统核心，首先，对工作环境中需求的通风机系统的结构进行深入研究，设计出符合实际需求的软件和硬件，通过编写程序对通风机系统的硬件进行控制，对控制的通风机进行检测，观察该系统是否符合一般应用需求，最后将可编程控制器与其他智能系统进行了对比。
关键词：调速系统；可编程控制器，实时检测
Design of Fan Control System Based on PLC
Abstract：With the rapid development of science and technology in modern society and the increasing demand for machine control, the programmable controller of PLC has also been improved countless times, and the improved programmable controller has gradually met the needs of today's society. The characteristic of the programmable controller is to connect the computer with the relay to make the controller more intelligent and humanized. The key part of the programmable controller is its processor. This key technology is digital and can be applied to the environment that is not suitable for human work, and the system works very steadily.In the mining of coal, a ventilator is needed to keep the air in the working environment, so the ventilator is essential in mining, so the control of the system is very important. It is found that the programmable controller is used for ventilation in the comprehensive consideration of the production cost, the efficiency of production and the humanized control and so on. It is feasible to optimize and analyze the system of the machine.In this paper, the programmable controller is used to control the ventilator in the working environment, and the system of the fan is tested and designed. Finally, the control system can be applied to the actual application. In this paper, the programmable controller is the core of the system. First, the structure of the fan system in the working environment is studied deeply. The software and hardware are designed to meet the actual requirements. The hardware of the ventilator system is controlled by writing program, and the ventilator is checked to observe whether the system is in conformity with the system. General application requirements, finally, the PLC is compared with other intelligent systems.
Keywords: Control system; Programmable controller, Real-time detection
目录
引言 3
第一章、绪论 4
1.1节能的意义 4
1.2 PLC结合变频器控制风机的发展状况 4
第二章、系统总体设计 6
2.1系统构成框图 6
2.2系统控制过程 7
2.3系统工作原理 8
2.4 系统控制原理 8
第三章、系统硬件设计 10
3.1 硬件元器件选型 10
3.1.1传感器的选择 10
3.1.2 变频器的选择 10
3.1.3 PLC的选择 13
3.2硬件调试说明 14
3.3功能模块工作原理 14
3.3.1变频器工作原理 14
3.3.2 PLC工作原理 15
第四章、系统软件设计 16
4.1软件设计说明 16
4.2 PLC程序设计 16
4.3 风机转换过程分析 18
4.4 系统工作状态 19
第五章、系统流程及程序设计总说明 20
5.1系统流程图 20
5.2 程序设计的梯形图 22
5.3 I/O分配表 23
第六章、系统软硬件联调 25
6.1 系统的可靠性设计 25
6.2系统调试 25
第七章、不足与改进 27
参考文献 28
引言
通风机的应用范围非常广，工业上对通风机的风量大小的需求是不同的，如果不考虑需求风量的大小，就可能导致能源浪费或不满足风量需求，常见的需要通风机工作的环境有需要降温的环境、需要大量空气的环境以及烘干系统等，这些环境都需要对通风机的工作系统进行控制，近而控制其通风量的大小，这样可以减少能源浪费和延长系统的使用寿命，如果不能很好的控制这些方面，会使生产所需费用提高。
随着社会的发展，在工业生产中对设备的要求越来越高，很多企业都开始采用可编程控制器对机器进行变频调速，这能够提高生产效率，降低设备的维护频率，使机器的控制系统更加智能，有效节约生产费用，使公司的产品价格更具有市场竞争力，此外，通风机还有控制精度高和使用简单等特点，在对通风机进行研究时，它的控制系统是研究的主要方面，因为通风机系统需要对通风量进行控制，并且对实时通风量进行检测，近而实现对风的最大利用率，并且要保证系统能够有足够的能源供应，通风机的变频调速系统包括变频器、主控系统等。下面对主要系统的功能进行介绍。
主控器是通风机的关键部分，主控器能够调节风的方向，使通风机进行智能开和关，当通风机出现问题时，能检测该通风机的问题的位置，可以进行自动的停机保护。通风机的控制系统的输出部分有三个，分别进行系统的故障检测、对系统调速以及检测风量，在进行检测时，需要将检测到的数据进行整合和比对，将有用的信息发送到主控系统中进行处理，主控系统在发出响应，通过响应去控制调速系统，近而控制通风机的风速变化。
变频器的作用是将供电设备与通风机所需的电量进行匹配，首先保证通风机能够在额定的电压下进行工作，此外，还要和主控系统进行连接，反馈给主控系统实时的工作情况。
变桨控制系统可以对扇叶进行实时控制，近而使风能够被有效的使用，并且能够使扇叶以一定的频率进行工作，这会使得通风机的系统更加智能，常用的桨转换器有电力驱动和液压驱动等形式，交流和直流电机都可以应用到扇叶的驱动中，在进行选择时，需要综合考虑使用公司的工厂内的配电情况以及他们的使用习惯等进行最终确定。
检测器（SCADA）能够将通风机在运行时的风机周围的通风情况、风机的故障以及风机的开启和关闭情况进行检测，最终由智能软件进行数据处理。
第一章 绪论
1.1节能的意义
现代社会科技飞速发展，对于机器的控制需求与日俱增，所以PLC这种可编程的控制器也经过了无数次的改进，改进后的可编程控制器逐步满足了当今社会的需求。可编程控制器能使硬件的智能化更强，他拥有良好的算法，能使继电器在使用时的稳定性更强，并且能够通过网络进行数据的实时控制，使我们应用的控制器更加智能和人性化，能够应用于不适合人类工作的环境，而且系统工作时非常稳定，为公司的生产大大节省了成本，使其更具市场竞争力。
1.2 PLC结合变频器控制风机的发展状况
近些年，在对可编程控制器越来越智能的改进后，使其逐步满足了当今社会的需求，而且更加稳定和智能化，通过对市场反馈的深入分析发现，可编程控制器的主要优化方向如下，这也是当今市场的主流方向。
1.由于物联网的发展，系统的实时传送能力提升
2.通风机的人性化功能更多，而且系统的稳定性更强
3.程序代码更加严谨
4.对系统的检测和控制能力更强
5.在电脑上的操作更加方便
6.I/O接口更加智能，数据传输能力更强
通风机的关键部分是它的主控系统，当今世界的主流是使用清洁能源，风电正好迎合了这一主流趋势，我国也对风电大力扶植，在进行该种方式的发电时，有待解决的问题还有很多，不同的公司所处的地理位置不同，所以需要的风机品种也不同，所以风机的控制系统越智能越能满足不同环境的客户的需求。
主控器能够调节风的方向，使通风机进行智能开和关，当通风机出现问题时，能检测该通风机的问题的位置，可以进行自动的停机保护。通风机的控制系统的输出部分有三个，分别进行系统的故障检测、对系统调速以及检测风量，在进行检测时，需要将检测到的数据进行整合和比对，将有用的信息发送到主控系统中进行处理，主控系统在发出响应，通过响应去控制调速系统，近而控制通风机的风速变化。
（1）使用更加严谨的控制程序，从而实现不同地理位置的公司和不同类型的风机进行信息交互。
（2）增强各种类型的风机的低电压穿越运行能力（LVRT）。
（3）将发电厂的有用和无用功进行预判，并使风机自动控制这种预判。
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