工厂节能中西门子S7-300PLC的运用分析--p
工厂节能中西门子 S7-300PLC 的运用分析
一般在普通工厂中存在大量的用电设备，其中普通机械设备中的动力源-三相交流异步电动机
成工段集中分布；各种风机和气泵一般也由三相交流异步电动机提供动力，它们数量少且不集
中分布，用于气动卡具的气泵属于间歇工作方式；现在水泵集中由水泵房的恒压供水变频控制
设备供电运转，基本上处于经济运行状态；再就是功率相对较小的照明设备。
三相交流异步电动机在社会生产生活中所占负荷比例达到 60%, 其轻载或空载时功率因数在 0.5
以下，而供电部门要求的用电用户功率因数不能低于 0.9.
目前提高功率因数的方法主要有以下几类：
（1）从所采用的控制器角度：a. 只用 PLC 的PID 控制功能适时驱动晶闸管导通角来改变电动
机的输入电压，构成闭环功率因数控制系统。功率因数角采用电压信号和电流信号的过零检测
得到，这种方式对所用 PLC 的扫描频率有一定要求，且这与用变频器实现节能类似。不如直
接采用变频节能。b.用单片机做控制器的功率因数控制装置。工厂的恶劣环境将制约其推广使
用。c. 无功补偿控制器直接控制电容器组的投切。其性能单一，性价比和扩展性不及 PLC.
（2）从补偿范围和补偿器件角度。有集中补偿和个别补偿，集中补偿要么在变压器母线上补
偿，要么在车间配电盘母线上采用移相电容器进行补偿。个别补偿的优点是补偿范围最大，补
偿效果最好，但补偿设备一次性投资大，个别补偿适合容量小但数量多且是长期稳定运行的设
备；或负荷平稳，经常运转的大容量电动机。
（3）从补偿元件角度。主要采用并联电容进行补偿，它可与电感产生的无功功率相抵消，如
果采用并联电阻进行补偿虽然能提高功率因数但电阻上会消耗有功功率。
不管采取哪种补偿方式进行无功补偿都要使用控制器，控制器完成无功功率检测并进行投切电
容器组的选择与切换控制。
随着时代的发展，网络控制的普及和完善，选择的控制器既要能满足集中分布负载的无功补
偿，又要对相对分散的气泵设备进行单独补偿，还要能根据上下班时间进行照明设备的节能管
理。并且通过网络与车间或工厂的监控管理层相连，为统计数据和实时监控提供方便。因此选
择S7-300PLC 作为主控制器。
S7-300PLC （下面简写为 S7-300 ）是模块化中小型PLC 系统，使用户可以根据实际选择其系列
中合适的模块。其 I/O 点数多余S7-200PLC, 因此对于一般车间的节能管理使用一台S7-300 就
可完成控制要求。当任务规模扩大并且愈加复杂时，可随时使用附加模块对PLC 进行扩
展。S7-300 适用于通用领域，具有高电磁兼容性和强抗振动，抗冲击性，使其具有最高的工业
环境适应性。人机界面软件WINCC 安装在主控室的PC 机上，它从 S7-300 中获得数据，可实
现远程操作，监控和报警等功能。
利用其高速处理速度和良好的可扩展性同时进行无功补偿和工厂的节能管理，如利用其模拟量
输入和通讯接口实现无功补偿，利用其数字量输入端配合其内部定时器或计数器实现对风机和
泵类的高效管理，当然也可用数字量输入端和外加无功补偿装置进行无功补偿，而利用其模拟
量输入和通讯接口实现对风机和泵类的高效管理。
对于无功功率的控制还要进行功率因数的检测，可以采取分别测有功和无功来计算功率因数，
或者直接测量功率因数等方法，为提高补偿效果最好对三相电路中的每一相都进行检测并补
偿。为减少接线和方便使用选用 PMAC600B-Z-AC 型三相智能综合仪表。三相智能综合仪表有
多种型号选择，选择其中 PMAC600B-Z-AC 仪表，主要因为它是全参数测量仪表，它有两路 4-
20mA 模拟量输出和一路采用 Modbus-RTU 协议通讯的RS485 接口。利用其通讯方式进行功率
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工厂节能中西门子S7-300PLC的运用分析一般在普通工厂中存在大量的用电设备，其中普通机械设备中的动力源-三相交流异步电动机成工段集中分布；各种风机和气泵一般也由三相交流异步电动机提供动力，它们数量少且不集中分布，用于气动卡具的气泵属于间歇工作方式；现在水泵集中由水泵房的恒压供水变频控制设备供电运转，基本上处于经济运行状态；再就是功率相对较小的照明设备。三相交流异步电动机在社会生产生活中所占负荷比例达到60%,其轻载或空载时功率因数在0.5以下，而供电部门要求的用电用户功率因数不能低于0.9.目前提高功率因数的方法主要有以下几类：（1）从所采用的控制器角度：a.只用PLC的PID控制功能适时...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
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