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[摘 要]2016年全国烟草工作会议将降本增效列为行业“十三五”发展的“五个基本定位”之一，凸显新常态下降本增效工作对行业和企业发展的重要性。为了进一步实现卷烟企业提质降耗、降低成本，针对卷烟除尘风机电耗较大的问题，分析了变频调速控制的节能原理，以及风机节能计算方法，基于PLC的变频控制技术为节能改造创设了可行的途径。
[关键词]风机；PLC；变频控制
中圖分类号：C912 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）48-0359-01
1风机调速工作原理
由流体力学可知，风机风量 Q 与转速 n 的一次方成正比， 风压 p 与转速的平方成正比
由上式可以看出，风机风量 Q 与转速 n 的一次方成正比，风压与转速的二次方成正比。
对于异步电机而言，其同步转速 n 的大小由电机磁极对数和电源频率决定。电机转速公式为
其中f是交流电频率；s为转差率，一般取0.01-0.02；p为电机的电磁极对数，2极电机p为1，4极为2。
由上述公式可以看出，降低电源频率就可以有效的降低转速。频率的下降会导致磁通增加，造成磁路饱和，励磁电流增加，功率因素下降，铁芯与线圈过热，对电机造成损坏。这就需要由频率与电压协调控制来实现，这种控制方式称为可变频率可变电压调速（VVVF），简称变频调速。
通常，把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。变频器主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再将直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
因此，当工作负荷变化时， 可以调节控制风机的变频器， 进而控制风机转速变化， 功率消耗下降， 节约电能。
2应用实例
除尘房内设置PLC主控制系统，采用西门子S7-400 3PN/DP系列，配置 1 条PROFINET和DP网络。PLC 控制系统与 PC677 触摸式工控机，与卷包除尘间整体电控系统联网，实现除尘房设备控制、卷包风力平衡控制及数据通信与远程监控。除尘系统的变频器均通过 PROFINET 网与S7-400 3PN/DP进行数据交换和控制。卷包车间设有带CPU的独立IO子站，通过网络接口与控制系统联络，将工艺参数传回主控PLC。
卷接机组除尘系统要求从每台卷烟机提取卷烟机内无源状态信号（原风机信号、低速烙铁信号、风室抬起信号及吸丝阀状态）来确定卷烟机台的启停，传输至IO子站，根据信号控制卷烟机除尘支管上多位气动电磁阀，用于卷烟机工作状态变化时（风室抬起和停机）实现系统风力平衡与节能，停机后该阀延时自动关闭。安装在卷烟除尘支管上设置有自动风压平衡器，该装置可通过设置的工作压力和检测到的实际压力进行 PI 运算和调节，达到单台机组卷烟压力稳定，该参数可在主控画面上设置。除尘PLC进行硬件配置与编程读取安装在除尘系统主管道上的压力传感器和风速传感器提供模拟量信号，与预先设定的压力目标值进行 PI 运算，控制变频器的输出频率值，风机变速运行，使压力稳定在压力目标值精度范围内，达到恒压控制的目的。
3结束语
理论与现实依据表明，基于PLC的变频控制改变了原有的定频控制模式。当对应的卷烟机台减少时，对风量需求也降低，通过PLC变频控制，电机频率降低。同时自动控制风速调节阀与气动电磁阀，确保管道风压与风速平衡，有效的避免了风量浪费，节省电能。基于PLC的变频控制模式能够避免机械设备在持续高转速下的磨损，降低检修频次，延长设备损坏周期，进而保障设备稳定运行。
参考文献：
[1]李键.基于PLC与变频器的风机节能控制系统应用探讨.
[2]李铁军.变频调速技术在风机节能中的应用.
[3]刘亮，崖海娇.变频器在风机节能上的应用[J].知识经济，2011.
[关键词]风机；PLC；变频控制
中圖分类号：C912 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）48-0359-01
1风机调速工作原理
由流体力学可知，风机风量 Q 与转速 n 的一次方成正比， 风压 p 与转速的平方成正比
由上式可以看出，风机风量 Q 与转速 n 的一次方成正比，风压与转速的二次方成正比。
对于异步电机而言，其同步转速 n 的大小由电机磁极对数和电源频率决定。电机转速公式为
其中f是交流电频率；s为转差率，一般取0.01-0.02；p为电机的电磁极对数，2极电机p为1，4极为2。
由上述公式可以看出，降低电源频率就可以有效的降低转速。频率的下降会导致磁通增加，造成磁路饱和，励磁电流增加，功率因素下降，铁芯与线圈过热，对电机造成损坏。这就需要由频率与电压协调控制来实现，这种控制方式称为可变频率可变电压调速（VVVF），简称变频调速。
通常，把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。变频器主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再将直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
因此，当工作负荷变化时， 可以调节控制风机的变频器， 进而控制风机转速变化， 功率消耗下降， 节约电能。
2应用实例
除尘房内设置PLC主控制系统，采用西门子S7-400 3PN/DP系列，配置 1 条PROFINET和DP网络。PLC 控制系统与 PC677 触摸式工控机，与卷包除尘间整体电控系统联网，实现除尘房设备控制、卷包风力平衡控制及数据通信与远程监控。除尘系统的变频器均通过 PROFINET 网与S7-400 3PN/DP进行数据交换和控制。卷包车间设有带CPU的独立IO子站，通过网络接口与控制系统联络，将工艺参数传回主控PLC。
卷接机组除尘系统要求从每台卷烟机提取卷烟机内无源状态信号（原风机信号、低速烙铁信号、风室抬起信号及吸丝阀状态）来确定卷烟机台的启停，传输至IO子站，根据信号控制卷烟机除尘支管上多位气动电磁阀，用于卷烟机工作状态变化时（风室抬起和停机）实现系统风力平衡与节能，停机后该阀延时自动关闭。安装在卷烟除尘支管上设置有自动风压平衡器，该装置可通过设置的工作压力和检测到的实际压力进行 PI 运算和调节，达到单台机组卷烟压力稳定，该参数可在主控画面上设置。除尘PLC进行硬件配置与编程读取安装在除尘系统主管道上的压力传感器和风速传感器提供模拟量信号，与预先设定的压力目标值进行 PI 运算，控制变频器的输出频率值，风机变速运行，使压力稳定在压力目标值精度范围内，达到恒压控制的目的。
3结束语
理论与现实依据表明，基于PLC的变频控制改变了原有的定频控制模式。当对应的卷烟机台减少时，对风量需求也降低，通过PLC变频控制，电机频率降低。同时自动控制风速调节阀与气动电磁阀，确保管道风压与风速平衡，有效的避免了风量浪费，节省电能。基于PLC的变频控制模式能够避免机械设备在持续高转速下的磨损，降低检修频次，延长设备损坏周期，进而保障设备稳定运行。
参考文献：
[1]李键.基于PLC与变频器的风机节能控制系统应用探讨.
[2]李铁军.变频调速技术在风机节能中的应用.
[3]刘亮，崖海娇.变频器在风机节能上的应用[J].知识经济，2011.