PLC变频节能技术在电气自动化设备中的应用分析

杨丁成

[摘    要]随着时代的发展与社会的變革，在中国特色社会主义的新起点，迈向新征程的当下，大众对于生活品质的追求，表现出前所未有的“热情”，在不断强化对于各项能源的开采与使用的同时，也希望能够借助高新技术的发展，使日常生活能够更加智能化、科技化和卓越化。近年来，随着环保节能生活理念逐渐被大众所接受，成为指导大众生活的“主流”生活理念，“低碳生活”已经成为大众追求生活品质之中，最为显著的表现。而电气能源的使用，作为大众生活中“必不可少”的事物，却受制于其自身传统的“高污染、高能耗、低效率”的影响，成为长期以来阻碍大众“低碳环保”生活理念追求道路上的“绊脚石”。本文结合时代发展的潮流，聚焦于电气自动化中的PLC变频节能技术问题，通过对其全方面、多角度、分层次的剖析，坚持以事实为依据，以问题为导向，提出切实可行的建议与举措，促进电气自动化设备中PLC变频节能技术的深化发展。

[关键词]电气自动化;PLC变频节能设计技术;探讨与思考;建议与举措

[中图分类号]TM76 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）11–0–03

Application Analysis of PLC Frequency Conversion Energy Saving

Technology in Electrical Automation Equipment

Yang Ding-cheng

[Abstract]With the development of the times and social changes， at the moment of the new starting point of socialism with Chinese characteristics and moving towards a new journey， the public has shown unprecedented "enthusiasm" for the pursuit of quality of life. While continuously strengthening the exploitation and use of various energy sources， they also hope to make daily life more intelligent with the help of the development of high and new technology Technology and excellence. In recent years， as the concept of environmental protection and energy conservation has been gradually accepted by the public and become the "mainstream" life concept guiding the public's life， "low-carbon life" has become the most significant performance of the public's pursuit of quality of life. The use of electrical energy， as an "essential" thing in public life， is subject to the influence of its own traditional "high pollution， high energy consumption and low efficiency"， which has become a "stumbling block" in the pursuit of the public's "low-carbon and environmental protection" life concept for a long time. Combined with the development trend of the times， this paper focuses on the PLC frequency conversion energy-saving technology in electrical automation. Through its all-round， multi angle and hierarchical analysis， this paper adheres to taking facts as the basis and problem as the guidance， and puts forward practical suggestions and measures to promote the deepening development of PLC frequency conversion energy-saving technology in electrical automation equipment.

[Keywords]electrical automation; PLC frequency conversion energy saving design technology; discussion and thinking; suggestions and measures

自改革开放以来，随着我国社会主义市场经济体制的不断完善与发展，我国第一、第二、第三产业的发展，也呈现出“蓬勃发展”的态势，社会经济也得到迅猛的提升，并以经济为基础，不断催生高新技术的发展。而电气技术作为大众所熟知的技术，无论是工业领域的使用，还是生活领域的运用，都有着“不可替代”的重要作用。尤其是进入新时代以来，随着“大众对美好生活的向往”不断攀升，作为保障大众生活水平的基础，电气技术的发展与创新，自然成为大众所关注的重点。而确保电气技术能够实现稳定而可靠的供电是当前电气技术发展的方向与趋势。受制于长期以来电气技术所存在的高能耗低效率的问题，电气技术的发展，始终有一定的“瓶颈”，有效提升电气自动化的程度，并有效提高其节能技术的效率，成为电气技术当前值得思考的问题之一。

1 电气自动化节能技术的基本概念及重要意义

所谓的电气自动化节能技术的基本概念，究其根本，从本质上来看，其实质可分为以下几个方面来看：①电气自动化技术的概念。电气技术是指电能的获取、处理、运输及使用的全过程技术及全过程相关配套设备的制造技术，就是一切与电能相关的技术，小到生活中常见的开关技术，大到人类探索宇宙的航天技术，都是电气技术的直观表现。而电气自动化技术，就是将这一电气技术结合时代发展的背景，引入以计算机科学及技术为代表的高新技术，最终实现电气技术及电气设备的自动化控制。②节能技术的概念，节能技术是伴随电气技术的发展而产生的。电气技术受制于客观条件的影响，在实际的工作中，电能的消耗与损耗的过程，都包含着大量的浪费因素。而节能技术的概念，就是最大限度地减少电能在转换过程中的消耗与损耗，实现电能效率的最大利用化。③是电气自动化节能技术的概念所谓电气自动化节能技术的概念，就是在实现电气技术及电气设备自动化控制的同时，最大限度地减少电能的消耗与损耗。以我国国情来看电能的获取需要耗费大量的自然资源，而在这获取的过程中，耗费自然资源所带来的对自然环境的影响，也是极为不利的，尤其是在耗费大量自然资源后获取的电能也不能得到100%应用，更是成为电气自动化技术的“壁垒”。基于此，电气自动化节能技术对于电器自动化设备技术而言，具有极其重要的现实意义和深远的影响。

2 PLC变频节能技术的简要介绍

PLC变频节能技术又称为可编程逻辑控制器变频节能技术，是专门服务于工业生产领域的一种数字运算电子操作系统节能技术。通过可编程存储器的控制，在PLC变频器（即可编程逻辑控制器）内部存储程序，執行逻辑运算、控制、计数、分析、处理及算术操作等指令，并通过数字式或模拟式输入及输出各类机械的运行及生产过程。一般来看，可编程控制器由内部CPU，指令数据及数据存储器、输入/输出设备、电源模块、数字模拟等模块化单元组成。通过对电气化设备中自动化元件的可编程逻辑控制，在优化电气化设备线路的同时，达到最佳的节能效果（即电气化设备中电流、电压等频率的逻辑控制）。

3 PLC变频节能技术在电气自动化设备中的控制要点简述

3.1 电气自动化节能技术的电阻调节

以电能在实际过程中损耗的现象来看，绝大多数的损耗来自电阻的层面。以电气自动化控制的电路来看，电阻在整个集成电路中的作用，是以一定的固定值存在的，进而有效控制电气自动化集成电路中的电流值，因此，在电气自动化集成电路中的电阻，是无法进行有计划的“调节”，为有效降低电气自动化设备的导线自身的电阻，有效防范电能的损耗。以导线电阻电阻率的公式可得，选择导线电阻率较小的材料（表1），可以有效防止电能的损耗，这对于PLC变频技术的引入，也具有十分积极的意义。此外，合理设置变压器的距离，缩短电能输送的距离，也能对电气自动化节能技术的电能损耗的降低，起到积极的影响。

3.1.1 采取高压输送，降低电能损耗

对于远距离电能输送而言，根据欧姆定律可知，较长的输送距离，将会直接影响电能的损耗，进一步降低电能的传输效率。基于此，远距离电能输送往往采取“高压”的办法，即利用变压器来加大电能所输送的电压，在“不可避免”的经过导线电阻率的影响下，实现现有技术条件下电能的损耗降低，也是常用的技术手段之一。在现实中，利用PLC变频节能技术，能够实现高压输送的全过程“控制”，能够及时对高压值进行“监测”、“补充”与“调节”。以自动化的形式对高压值进行控制，在减少人为因素干扰的同时，降低高压输电的干扰频率，实现高压输送的“稳定性”提升。

3.1.2 增加无功补偿设备，优化电能使用效率

无功补偿设备又称无功功率补偿设备。其能够在电力供电系统中，提高电网的功率因数，降低变压器和导线线路的损耗，有效提高供电效率，改善供电环境的技术设备。但在实际的应用过程中，应该注重实际用电环境的考虑，综合使用环境因素影响，利用PLC变频技术对预定的用电环境进行预先的编程，利用新技术对电气自动化技术进行有效地提升，综合选择功率合适的无功补偿设备，才能最大化地发挥其功效。

3.2 PLC变频节能技术在电气自动化设备中的实际应用

在当前，电气自动化节能技术已经在大众的生活中得到了广泛应用，而PLC变频节能技术尤以家用电器上的有效应用为主（如空调、冰箱、智能家居等）。总体来看，PLC变频节能技术在电气自动化设备中的应用将会呈现出“愈演愈烈”的趋势。具体而言，在生活中的表现主要体现在以下几个方面。

3.2.1 智能灯具的应用

以生活中智能节能灯具的应用来看，首先智能灯的出现改变了传统意义上的认为进行灯具“开关”的行为，将灯具的启停交由灯具自身来控制，通过识别环境因素的变化实现灯具的自动化控制。而常见的“智能路灯”，则在实现自动化控制的同时，实现了路灯的“节能化”，通过收集太阳能，将太阳能转化为电能进行储存;当需要智能路灯工作时，则将电能通过“储能”设备储存的能量进行合理功率的“释放”。在这一过程中，通过PLC变频节能技术的应用，能够使智能节能灯具的正常使用遵照一定的可控编程程序，能够最大化地实现智能节能灯具的节能效果。在真正意义上实现了电气自动化节能技术的应用。

3.2.2 变频空调的应用

变频空调关键技术科学的应用应当体现在加强对储能技术的应用领域，确保在变频空调系统在供电不足的情况下，通过储能系统可以进行能量的供应，并且储能设备在日常变频空调系统通电的情况下能够自行储能。科学的利用储能技术能够保证整个变频空调稳定，有效降低电量的使用，以达到节约电能的真实作用。因不同地区的环境不同，受冬季寒冷气温的影响，所以在应用变频空调技术时还应加强对太阳能供电技术的应用，将太阳能转换到变频空调系统中并使其能量通过相关设备传送出来，以达到能量输送的作用。变频空调技术应将风能、太阳能、机械能以及电能等相关能量进行有效地转换和应用。

3.2.3 并网发电系统的应用

并网发电系统作为我国重要的电力基础电气化设施，在PLC变频节能技术的影响下，并网发电系统的不断优化进步有以下几个重要的体现：①集群化控制，将多个逆变器进行并联，以集群化的方式对各逆变器实现精准化控制，按照不同的电流、电压要求，最大程度地优化并网发电系统各组成部分的工作效率，在一定程度上实现节能效果;②谐波检测实时化，并网发电系统的谐波是客观存在且不可避免的，为最大限度地减少谐波对于并网发电系统的影响，就必须优化谐波的检测系统，对谐波实现实时检测、精准识别、有效处置，在减少并网发电系统谐波干扰因素的同时，实现最佳的节能效果。

3.2.4 工厂变频器的应用

变频器是通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。依托内部可控逻辑编程技术来实现IGBT的开断进而调节电压和频率，根据实际需求来提供必须的电源电压，进而达到节能的目的。另外，变频器还有很多的保护功能，如过载保护等。随着工业自动化程度的不断提高，工厂变频器也得到了非常广泛的应用。

4 结束语

随着社会的发展与时代的进步，我国对于能源的使用，依然是我国发展道路上一段时间内的“重要策略”。受制于我国现阶段电能实际的主观及客观影响因素的存在，PLC变频节能技术下电气自动化设备相关技术的发展，必须结合时代发展的潮流，通过多技术的“融合式”引进，不断提升电能的使用效率，才是当下电气自动化设备节能技术发展的根本之道。

参考文献

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[2] 吴周亮.PLC变频节能技术在电气自动化设备中的应用研究[J].中小企业管理与科技，2019（25）：119-120.

[3] 李莉.PLC变频节能技术在电气自动化设备中的应用研究[J].山东工业技术，2018（21）：129-130.