矩形V80系列PLC在节能行业上的应用

在节能行业上的应用

摘要：本文介绍了V80系列PLC在节能行业中的应用情况，重点阐述了V80节能专用PLC如何与GPRS的整合，并针对整厂节能和灯光节能分别给出相对应的方案。 

关键词：PLC 功率因数 GPRS DTU 

相关设备和行业：灯光节能、整厂节能、注塑机节能、空压机节能

1、引言

随着中国经济的蓬勃发展，我国单位GDP能耗与欧美发达国家的差距越来越大，引起了中央的极大的关注，十一五规划更是将“建立全社会的可持续发展能效目标”和“向低能耗方向有效调整产业结构”作为重中之重。

目前相当多的整厂节能、路灯节能、楼宇节能采用调压节能的方式，矩形科技生产的V80节能专用PLC——V80-M20MAD-AC正是为节能行业专门开发的专用PLC。

2、节能方案：

2.1、灯光节能器的原理如下：

电压会随用电的峰谷而波动，路灯在输入电压低于UMIN和大于UMAX时发光率会降低，线路损耗和灯具热耗等无功功耗会加大。引入路灯控制器，对路灯输入电压/电流进行检测，并对路灯的供给电源进行一个合理控制，从而使得能够最大程度的节省电能。

同时节能器还起到一个智能控制的功能，当天黑后能自动的把灯打开，并根据不同的策略进行路灯的分组开关。因为各个地方的经纬度不同，冬天和夏天的天黑时间也各不相同。因此要根据不同的地区设置不同的开关灯策略。

比方说黑龙江，在夏天在晚上7点左右开灯，而冬天在下午4点开灯，为了满足不同地区不同时段的不同策略，一般需要将全年分成24个以上的段，不同的时间段使用不同的开关灯策略。

一般路灯节能都希望能在远方对现场的数据进行监控，同时本地也需要各种参数的显示，便于用户的调试。目前采用的方式多是RTU或者GPRS DTU为主，其中后者相对而言在成本上更低，在可用性方面也更好。 

2.2、整厂节能的实现方式与灯光节能原理上比较类似，只不过增加了对功率因数的补偿和监控；同时整厂节能对于节能前与节能后的能耗比也需要有计录和比较，比方说在节能前，全厂耗电为13万度/月，节能后全厂的耗电为10万度/月，同时功率因数也比之前升高了，这些都需要有相关的记录和分析，同时数据要能得到用户的认同。 

2.3、变频节能，原理上是根据对电机转速的调整来达到节能的效果，如注塑机节能、空压机节能等。

针对灯光节能、整厂节能、变频节能的需求，矩形科技开发的M20MAD-AC专用PLC把所有调压调速节能需要的功能都集成进来了。包括市电的电压、电流采集、调压节能器的控制、可选的多种远程通讯方式、实时时钟、本地的7段数码管显示和LCD显示可选、本地的轻触按键和PVC按键可选。同时M20MAD-AC还保留了PLC原有的所有特性，包括超强的抗干扰能力、梯形图可编程能力、各种标准的通信和IO接口、带掉电保持的RAM区等。

如上图所示PLC根据采集到的市电电压和不同的节能策略调节节能调压器的输出，同时可以通过GPRS的DTU上网，将现场的数据传给远方的上网的电脑，远方的监控电脑就可以对现场的策略进行控制和调整。

3、M20MAD-AC的特点：

3.1市电采集

大多数PLC的CPU模块本身带模拟量的相当少，而路灯节能需要的模拟量数量相当多，如果是中高档的节能控制通常需要7路模拟量，这造成了成本的上升。

M20MAD-AC最多可以采集6路模拟量信号，这样就可以满足大多数用户的需要，通常的节能控制器只需要2路模拟量信号，一路市电电压和一路电流信号，而在整厂节能和大型的路灯节能器需要采集3路电压和3路电流信号，这样M20MAD-AC都可以轻松应付。

6模拟量输入信号的类型包括：±10V、±20mA、热电阻等 

3.2功率因数计算

对于整厂节能，功率因数的测量是必不可少的，目前还没有那一家的PLC支持功率因数的换算，如果用单片机开发则会面临周期太长和精度太低的问题。

M20MAD-AC的模拟量输入可以支持交流信号输入，同时AD转换速率更高达300K，可以轻松的满足市电50HZ的功率因数计算，能同时计算三相市电的功率因数，并将数据上传供用户分析。 

3.3实时时钟

大多数的节能厂商都采用独立的实时时钟控制器，这造成了成本的上升和可靠性的下降。