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基于PLC控制的变频恒压供气系统设计 　　【摘要】目前基于PLC控制的变频恒压供气系统有着良好的应用前景，本文介绍了PLC的技术特点，提出了基于PLC控制的变频恒压供气系统的技术改造方案设计的相关技术、构件组成及变频器调节原理。 　　【关键词】西门子MM440变频器；PLC；变频恒压；供气系统；技术改造 　　传统变频继电器是对电机启闭直接进行控制的简单的供气系统，电机运行过程中一直处于一种额定的运行情况，供气系统中的气和电经常造成巨大的浪费。压缩机电机不能在用气负荷变换时进行自动调节的控制，经常会出现像电机空载及过载等非正常的运行工况，使得电机的使用寿命以及供气的可靠性严重降低。目前电力电子技术正不断发展成熟，电机转速可以依据用气负荷变化的动态进行调整，从而保证了整个系统输入输出之间的平衡，在降低了系统整体能耗的同时，也起到了节能降耗的作用。 　　1PLC的技术特点 　　PLC被称为可编程控制器，它是一种新型的工业控制装置同时以计算机技术为基础。1987年的颁布的PLC标准草案中对PLC的解释为：PLC是专门为能够在工业环境下应用而设计出的数字运算操作的一种电子装置。它所使用的是能够编制程序的存储设备，在存储设备的内部实现储存的功能，同时执行顺序命令运算、逻辑命令运算、计时和算术运算等功能，同时以数字式或模拟式的输入及输出的方式，对各种类型的机械或生产的过程进行控制。PLC及与其相关的外围设备都应原则设计，即易于和工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能。 　　可编程控制器是专门为能够在工业环境下应用而设计的工业计算机，它出现后应用比较广泛，发展十分迅速，在工业生产中占的地位比较重要，与现有的控制方式相比较，有明显的优点： 　　1.1可靠性高，抗干扰的能力较强 　　较高的可靠性是电气设备的特点之一。因为电气设备采用了目前较为先进的大规模集成电路技术，通过严密的生产工艺制造而成，它的内部部分的电路也采用了现阶段先进的抗干扰工艺，因此PLC具有很强的可靠性。从可编程逻辑控制器的机外电路，使用可编程逻辑控制器构成的控制系统，相比同等规模的集成化电气设备系统，电气线路和开关的触点已降低到数百甚至数千分之一，故障大大的降低了。另外，PLC出现硬件故障能发出故障报警信息，带有及时自我检测功能。在应用系统软件中，应用程序也可以被归于外围设备的自我检测程序中，从而使系统中除了编程逻辑控制器PLC和设备的故障自诊断保护以外的电路也得到保护。因此，可以看出整个PLC控制系统具有较高的可靠性。 　　1.2配套齐全，适用性强，功能完善 　　PLC发展到今天，已经形成了大，中，小规模的系列产品。可用于各种类型及规模的工业生产控制场合。PLC可通过强大的逻辑处理能力以及最现代化的PLC数据的计算能力，作用于程序中的各种数字控制字段。近年来，PLC的功能单元大量渗透到位置控制，温度控制，CNC和其它工业控制。 　　1.3系统设计、建造的工作量相对比较小，不仅维护起来方便，更容易改造 　　PLC存储逻辑功能代替接线逻辑功能，有效的降低了控制设备外部的接线，控制系统的设计和施工，使得维护更方便，周期大大。更重要的是，使改变后的计划，以改变生产工艺相同的设备成为可能。 　　1.4体积小，重量轻，能耗低 　　在可编程逻辑控制器PLC中，目前较小型号的，例如，刚出产的品种底部尺寸甚至小于10cm，重量低于150g，消耗功率不超过数瓦。由于这种PLC体积非常小巧，所以十分容易装入工业设备或机械的内部，更好的实现了机电一体化设计。 　　1.5节能降耗 　　通过管道内的所需的气体压力信号与预先设定的压力信号与预先设定的压力值进行比较，以获得直接的压力偏差信号作为电动机控制信号，以确保恒定频率供给系统的整个输入-输出平衡。保证系统的安全可靠运行的基础，以实现节能的目的。 　　1.6人机化互通界面 　　故障预测使用模拟软件，可视化的整个气体供应系统的模拟接口，不仅能提高操作人员的整体效率，通过计算机自动进行故障预测判断，提高了故障处理率，确保了系统的整体运行特点。 　　2西门子MM440变频器的调节原理 　　恒压供气系统在用气负荷波动时，为了能够通过内部的自动调节而实现供需平衡，保证压缩机电机高效的运行，用远动传感器对所需的气体压力信号进行实时采集，并且通过反馈回路，对比分析传输给西门子MM440变频器的数据，再将通过内部分析将获得的压力偏差信号转换为压缩机电机调节电源频率信号，通过控制电机转速实现恒压供气的目的。在调节过程中，电路元件状态量不可能发生瞬时突变，因此恒压供气调节的过程，实质上是一个反复调节、逐步收敛的过程。 　　3恒压供气系统构件的组成与设计 　　3.1主电路部分 　　包括从主电源到压缩机电机间的所有热继电