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(zhuān)用PLC如何與GPRS的整合，并針對(duì)整廠(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)節(jié)能、路燈節(jié)能、樓宇節(jié)能采用調(diào)壓節(jié)能的方式，矩形科技有限公司生產(chǎn)的V80節(jié)能專(zhuān)用PLC——V80-M20MAD-AC正是為節(jié)能行業(yè)專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的專(zhuān)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(xiàn)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(mǎn)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(hù)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(chǎng)節(jié)能的實(shí)現(xiàn)方式與燈光節(jié)能原理上比較類(lèi)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(chǎng)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(chǎng)耗電為13萬(wàn)度/月，節(jié)能后全廠(chǎng)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(hù)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(chǎng)節(jié)能、變頻節(jié)能的需求，矩形科技有限公司開(kāi)發(fā)的V80-M20MAD-AC專(zhuān)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)V80-M20MAD-AC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。

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、V80-M20MAD-AC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。

V80-M20MAD-AC最多可以采集6路模擬量信號(hào)，這樣就可以滿(mǎn)足大多數(shù)用戶(hù)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(chǎng)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3路電流信號(hào)，這樣V80-M20MAD-AC都可以輕松應(yīng)付

6模擬量輸入信號(hào)的類(lèi)型包括：±10V、±20mA、熱電阻等

3.2功率因數(shù)計(jì)算

對(duì)于整廠(chǎng)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。

V80-M20MAD-AC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(mǎn)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(hù)分析。

3.3實(shí)時(shí)時(shí)鐘

大多數(shù)的節(jié)能廠(chǎng)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。

V80-M20MAD-AC內(nèi)帶實(shí)時(shí)時(shí)鐘，包括年、月、日、時(shí)、分、秒、周，用戶(hù)可以很方便的利用實(shí)時(shí)時(shí)鐘開(kāi)發(fā)出各種不同的策略。

3.4支持雙通信口，支持各種標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議

目前的節(jié)能控制對(duì)于通信和監(jiān)控的要求越來(lái)越高，大多數(shù)的路燈節(jié)能要求可以在遠(yuǎn)方進(jìn)行控制和調(diào)整控制參數(shù)，同時(shí)相當(dāng)多的用戶(hù)還需要能在現(xiàn)場(chǎng)接屏進(jìn)行監(jiān)控，因?yàn)楦骷襌TU與屏的通信協(xié)議不同，造成節(jié)能廠(chǎng)商的開(kāi)發(fā)難度大大增加。

V80-M20MAD-AC帶有RS232和RS485兩個(gè)通信口，兩個(gè)口都支持MODBUS從協(xié)議，RS485更是支持MODBUS主協(xié)議和FREE協(xié)議，用戶(hù)可以很方便的利用這兩個(gè)通信口與各種不同通信裝置進(jìn)行通信，比方說(shuō)GSM、GPRS DTU、MODEM，另外還可以與各種顯示屏、監(jiān)控軟件、組態(tài)軟件進(jìn)行通信。最后這兩個(gè)通信口還能對(duì)各種第三方的表計(jì)或者變頻器進(jìn)行監(jiān)控，從而達(dá)到整合的目的。

3.5支持多機(jī)聯(lián)網(wǎng)

路燈節(jié)能控制器因?yàn)閱慰刂破鞯目刂屏坑邢蓿枰嗯_(tái)控制器聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控。

多臺(tái)V80-M20MAD-AC可通過(guò)RS485聯(lián)網(wǎng)，交換數(shù)據(jù)，并可共用同一臺(tái)GPRS與遠(yuǎn)端服務(wù)器通訊。

3.6本身帶人機(jī)接口

V80-M20MAD-AC帶多種7段數(shù)碼管顯示或者LCD液晶屏顯示，用戶(hù)可以在PLC內(nèi)編程設(shè)置顯示的內(nèi)容。同時(shí)帶鍵盤(pán)接口，最多支持4*4的鍵盤(pán)矩陣，可以選用PVC薄膜按鍵或都輕觸按鍵等。

3.7兼容標(biāo)準(zhǔn)V80 PLC的所有軟件和功能

大多數(shù)節(jié)能控制器都不支持可編程，造成無(wú)法做到升級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。

V80-M20MAD-AC支持梯形圖編程，支持掉電保持功能，支持在線(xiàn)編程功能，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控功能等，總之所有PLC有的功能V80-M20MAD-AC都有，V80-M20MAD-AC是在標(biāo)準(zhǔn)的PLC平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的。

3.8可靠性和電磁兼容能力強(qiáng)

節(jié)能控制器控制的是強(qiáng)干擾的大感性負(fù)載，如何提升系統(tǒng)的抗干擾能力成為了系統(tǒng)設(shè)計(jì)者最傷腦筋的問(wèn)題。

而PLC與其它用單片機(jī)開(kāi)發(fā)的控制板之間的區(qū)別在于PLC是一個(gè)通用的工控平臺(tái)，不光是在是軟件、通信、接口方面是標(biāo)準(zhǔn)的，其電磁兼容、環(huán)境測(cè)試也都是按標(biāo)準(zhǔn)做的，V80的全系列產(chǎn)品均通過(guò)了CE認(rèn)證，可以從各方面滿(mǎn)足客戶(hù)的需要。

3.9寬溫工作范圍

針對(duì)北方用戶(hù)室外使用的需要，V80-M20MAD可以在-40~60℃的寬溫范圍內(nèi)進(jìn)行工作，并保證性能與可靠性。

4、總結(jié)：

矩形科技有限公司作為國(guó)內(nèi)最有實(shí)力的中、小型PLC供應(yīng)商，順應(yīng)市場(chǎng)的需求開(kāi)發(fā)的V80-M20MAD-AC是一款節(jié)能專(zhuān)用PLC，可以為用戶(hù)提供包括周邊設(shè)備在內(nèi)的一整套電氣解決方案，已有多家大型的節(jié)能設(shè)備廠(chǎng)商選用矩形科技有限公司的V80-M20MAD-AC，大家對(duì)V80-M20MAD-AC的可靠性、專(zhuān)用性和靈活性都贊不絕口。