變頻器及PLC在恒液位控制中的應(yīng)用
來源:網(wǎng)絡(luò) 2012-07-17 關(guān)鍵詞:變頻器 PLC 自動化 自動控制 包鋼帶鋼廠璇流井水系統(tǒng)是為軋線供生產(chǎn)用水,整個水系統(tǒng)是循環(huán)運行。為保證璇流井內(nèi)水位保證基本平衡,5#泵(110KW)將水池內(nèi)循環(huán)水再抽到外面,防止水溢出。原有系統(tǒng)采用軟啟動啟動,不能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,水位控制依靠人為值守,來開閥和關(guān)閥來控制。否則低液位會造成水泵抽真空而損傷泵體(氣蝕);高液位則會淹沒水泵房造成停電事故。為此,我們設(shè)計變頻恒液位控制系統(tǒng),液位檢測采用超聲波液位器(百特公司),變頻器內(nèi)部PID構(gòu)成液位閉環(huán),實現(xiàn)液位自動恒定控制。 1、變頻恒液位控制系統(tǒng)構(gòu)成 系統(tǒng)水泵電機為110KW,四級,轉(zhuǎn)速1480r/min。設(shè)計采用EV2000-4T1100P系列通用變頻器作為水泵電機控制核心。液位檢測采用百特工控公司生產(chǎn)FBSON-Y-05-N系列超聲波物位檢測儀,供電電源為AC220V,一體式安裝。量程最大可達(dá)到5米,實際檢測水位最高1.85米。系統(tǒng)原理圖附圖一至三。 采用一臺EC20-1006BRA作簡單繼電連鎖,和舊系統(tǒng)進行連鎖(互鎖),還有變頻器簡單啟動和停止及報警。本系統(tǒng)還另外裝有一臺EC20-1006BRA,串口與一臺數(shù)傳電臺相通訊(MODBUS),來實現(xiàn)和另外一個水泵房(凈環(huán)泵房)實現(xiàn)連鎖。當(dāng)璇流井有高液位報警時,PLC及數(shù)傳電臺傳送到凈環(huán)泵房,由操作人員確定水泵啟動和停止(二者距離太遠(yuǎn),且不適合電纜敷設(shè),采用無線數(shù)傳方式)。 其中璇流井內(nèi)PLC設(shè)置為主站,凈環(huán)內(nèi)PLC為從站。數(shù)傳電臺采用深圳科立訊生產(chǎn)PT6080無線數(shù)傳電臺是利用先進單片機技術(shù),無線射頻技術(shù),數(shù)字處理技術(shù)設(shè)計功率較大,體積較小模塊式半雙工數(shù)傳電臺,采用SMT新工藝,選用高質(zhì)量元器件??垢蓴_能力強,精致堅固,結(jié)構(gòu)緊湊,安裝方便。數(shù)話兼容,數(shù)傳可優(yōu)先。RS232、RS485及TTL多種接口可供選擇,適應(yīng)面寬。參見下面原理圖:
2、變頻恒液位控制參數(shù)及工作原理: 2.1 EV2000 通用技術(shù)規(guī)格:

2.2為實現(xiàn)璇流井內(nèi)恒液位控制,我們采用給定電位計作為液位給定,反饋采用超聲波液位儀(變送輸出4-20MA)。變頻器內(nèi)部PID調(diào)節(jié)器做壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)。變頻器參數(shù)設(shè)置如下: FP.01=0 參數(shù)寫保護選擇,全部參數(shù)允許改寫 F0.00=3 給定為VCI模擬給定 F0.03=1 端子運行 F0.04=0 轉(zhuǎn)向為正向 F0.08=1 負(fù)載為風(fēng)機類 F0.10=15 加速時間 F0.11=15 減速時間 F0.14=1 V/F曲線設(shè)定(2次冪,泵類負(fù)載特性) F5.00=1 閉環(huán)運行有效 F5.01=1 給定為VCI F5.02=1 反饋為CCI(注意要做調(diào)線改動),超聲波輸出 F5.09=20 最小給定量對應(yīng)反饋(4mA ,相20mA為20%) F5.12=0.10 比例增益 F5.13=0.05 積分時間 FH.00=4 四極電機 FH.01=110 功率110KW 變頻器內(nèi)部PID控制框圖:
2.3超聲波參數(shù)設(shè)置 a、測量模式選擇:距離測量
b、測量范圍:0-185cm c、響應(yīng)速度選擇:慢速 d、安全物位:保持超聲波工作電壓220VAC,輸出信號為4-20MA為可靠檢測液位,使用超聲波變送器必須使其響應(yīng)速度較慢。這是過快響應(yīng)速度,會造成外界干擾信號擾動,使液位信號變化太快,影響了正常設(shè)備運行。降低速度,可以使信號綜合平均后輸出實際穩(wěn)定電流信號。 3、實際運行效果 現(xiàn)場一段時間運行,變頻恒液位運行效果非常好。當(dāng)用電位計設(shè)定一個液位高度后,變頻器以恒液位控制方式運行。當(dāng)液位設(shè)定為70cm,實際檢測璇流井內(nèi)液位基本60-80cm之間恒定。當(dāng)液位低于70cm,變頻器頻率降低,直到最后停止最低運行頻率(20HZ)。這是變頻器運行頻率過低,水泵揚程不夠,電機功率白白損耗掉,不利于節(jié)能運行。設(shè)置最低運行頻率,能夠使水泵揚程達(dá)到要求(璇流井內(nèi)循環(huán)水不會造成最低運行功率下導(dǎo)致液位過低而水泵抽真空)。變頻器頻率一般生產(chǎn)時候達(dá)到35-45HZ左右,這樣節(jié)能率是非常高(40%左右),恒液位控制大大降低了操作人員勞動強度。當(dāng)某種原因造成液位過高時,EC20 PLC和數(shù)傳電臺還可以為上級泵站提供信號,實現(xiàn)泵站水系統(tǒng)連鎖控制,保證了正常生產(chǎn)供水要求,同時也大大節(jié)約了電能(35%以上),為包鋼節(jié)能降耗工程作了一個典范工程。 附原理圖如下:





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