V80系列PLC在節(jié)能行業(yè)的應(yīng)用

摘要：本文介紹了V80系列PLC在節(jié)能行業(yè)中的應(yīng)用情況，重點(diǎn)闡述了V80節(jié)能專用PLC如何與GPRS的整合，并針對(duì)整廠節(jié)能和燈光節(jié)能分別給出相對(duì)應(yīng)的方案。

關(guān)鍵詞：PLC 功率因數(shù) GPRS DTU
相關(guān)設(shè)備和行業(yè)：燈光節(jié)能、整廠節(jié)能、注塑機(jī)節(jié)能、空壓機(jī)節(jié)能

1、引言

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，我國(guó)單位GDP能耗與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的差距越來(lái)越大，引起了中央的極大的關(guān)注，十一五規(guī)劃更是將“建立全社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展能效目標(biāo)”和“向低能耗方向有效調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)”作為重中之重。

目前相當(dāng)多的整廠節(jié)能、路燈節(jié)能、樓宇節(jié)能采用調(diào)壓節(jié)能的方式，矩形科技生產(chǎn)的V80節(jié)能專用PLC——V80-C18DRMA-LD正是為節(jié)能行業(yè)專門(mén)開(kāi)發(fā)的專用PLC。

2、節(jié)能方案：

2.1、燈光節(jié)能器的原理如下：

電壓會(huì)隨用電的峰谷而波動(dòng)，路燈在輸入電壓低于UMIN和大于UMAX時(shí)發(fā)光率會(huì)降低，線路損耗和燈具熱耗等無(wú)功功耗會(huì)加大。引入路燈控制器，對(duì)路燈輸入電壓/電流進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)路燈的供給電源進(jìn)行一個(gè)合理控制，從而使得能夠最大程度的節(jié)省電能。

同時(shí)節(jié)能器還起到一個(gè)智能控制的功能，當(dāng)天黑后能自動(dòng)的把燈打開(kāi)，并根據(jù)不同的策略進(jìn)行路燈的分組開(kāi)關(guān)。因?yàn)楦鱾€(gè)地方的經(jīng)緯度不同，冬天和夏天的天黑時(shí)間也各不相同。因此要根據(jù)不同的地區(qū)設(shè)置不同的開(kāi)關(guān)燈策略。

比方說(shuō)黑龍江，在夏天在晚上7點(diǎn)左右開(kāi)燈，而冬天在下午4點(diǎn)開(kāi)燈，為了滿足不同地區(qū)不同時(shí)段的不同策略，一般需要將全年分成24個(gè)以上的段，不同的時(shí)間段使用不同的開(kāi)關(guān)燈策略。

一般路燈節(jié)能都希望能在遠(yuǎn)方對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)本地也需要各種參數(shù)的顯示，便于用戶的調(diào)試。目前采用的方式多是RTU或者GPRS DTU為主，其中后者相對(duì)而言在成本上更低，在可用性方面也更好。
2.2、整廠節(jié)能的實(shí)現(xiàn)方式與燈光節(jié)能原理上比較類似，只不過(guò)增加了對(duì)功率因數(shù)的補(bǔ)償和監(jiān)控；同時(shí)整廠節(jié)能對(duì)于節(jié)能前與節(jié)能后的能耗比也需要有計(jì)錄和比較，比方說(shuō)在節(jié)能前，全廠耗電為13萬(wàn)度/月，節(jié)能后全廠的耗電為10萬(wàn)度/月，同時(shí)功率因數(shù)也比之前升高了，這些都需要有相關(guān)的記錄和分析，同時(shí)數(shù)據(jù)要能得到用戶的認(rèn)同。
2.3、變頻節(jié)能，原理上是根據(jù)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)整來(lái)達(dá)到節(jié)能的效果，如注塑機(jī)節(jié)能、空壓機(jī)節(jié)能等。

針對(duì)燈光節(jié)能、整廠節(jié)能、變頻節(jié)能的需求，矩形科技開(kāi)發(fā)的C18DRMA-LD專用PLC把所有調(diào)壓調(diào)速節(jié)能需要的功能都集成進(jìn)來(lái)了。包括市電的電壓、電流采集、調(diào)壓節(jié)能器的控制、可選的多種遠(yuǎn)程通訊方式、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、本地的7段數(shù)碼管顯示和LCD顯示可選、本地的輕觸按鍵和PVC按鍵可選。同時(shí)C18DRMA-LD還保留了PLC原有的所有特性，包括超強(qiáng)的抗干擾能力、梯形圖可編程能力、各種標(biāo)準(zhǔn)的通信和IO接口、帶掉電保持的RAM區(qū)等。

如上圖所示PLC根據(jù)采集到的市電電壓和不同的節(jié)能策略調(diào)節(jié)節(jié)能調(diào)壓器的輸出，同時(shí)可以通過(guò)GPRS的DTU上網(wǎng)，將現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)傳給遠(yuǎn)方的上網(wǎng)的電腦，遠(yuǎn)方的監(jiān)控電腦就可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的策略進(jìn)行控制和調(diào)整。

3、C18DRMA-LD的特點(diǎn)：

3.1市電采集

大多數(shù)PLC的CPU模塊本身帶模擬量的相當(dāng)少，而路燈節(jié)能需要的模擬量數(shù)量相當(dāng)多，如果是中高檔的節(jié)能控制通常需要7路模擬量，這造成了成本的上升。

C18DRMA-LD最多可以采集7路模擬量信號(hào)，這樣就可以滿足大多數(shù)用戶的需要，通常的節(jié)能控制器只需要2路模擬量信號(hào)，一路市電電壓和一路電流信號(hào)，而在整廠節(jié)能和大型的路燈節(jié)能器需要采集3路電壓和1路或者4路電流信號(hào)，這樣C18DRMA-LD都可以輕松應(yīng)付。

7模擬量輸入信號(hào)的類型包括：±10V、±20mA、熱電阻等

3.2功率因數(shù)計(jì)算

對(duì)于整廠節(jié)能，功率因數(shù)的測(cè)量是必不可少的，目前還沒(méi)有那一家的PLC支持功率因數(shù)的換算，如果用單片機(jī)開(kāi)發(fā)則會(huì)面臨周期太長(zhǎng)和精度太低的問(wèn)題。

C18DRMA-LD的模擬量輸入可以支持交流信號(hào)輸入，同時(shí)AD轉(zhuǎn)換速率更高達(dá)300K，可以輕松的滿足市電50HZ的功率因數(shù)計(jì)算，能同時(shí)計(jì)算三相市電的功率因數(shù)，并將數(shù)據(jù)上傳供用戶分析。

3.3實(shí)時(shí)時(shí)鐘

大多數(shù)的節(jié)能廠商都采用獨(dú)立的實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制器，這造成了成本的上升和可靠性的下降。