艾默生變頻器及PLC在恒液位控制中的應(yīng)用
內(nèi)蒙古森鼎環(huán)保節(jié)能股份有限公司 張彬
Sonding Environmental protection & Energy Saving Co.,Ltd., Inner Mongolia ZhangBin
摘要：文章介紹了艾默生公司變頻器EV2000系列在鋼廠璇流井恒液位變頻節(jié)能控制中的應(yīng)用。
Abstract: Adoption of EV2000 inverter of Emerson in liquid level control
關(guān)鍵詞：變頻器 超聲波液位儀 PID恒液位控制 數(shù)傳電臺(tái)
前言：包鋼帶鋼廠璇流井水系統(tǒng)是為軋線供生產(chǎn)用水，整個(gè)水系統(tǒng)是循環(huán)運(yùn)行的。為保證璇流井內(nèi)水位保證基本平衡，通過(guò)5#泵（110KW）將水池內(nèi)循環(huán)水再抽到外面，防止水溢出。由于原有系統(tǒng)采用軟啟動(dòng)啟動(dòng)，不能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，水位的控制依靠人為值守，來(lái)通過(guò)開(kāi)閥和關(guān)閥來(lái)控制。否則在低液位會(huì)造成水泵抽真空而損傷泵體（氣蝕）；高液位則會(huì)淹沒(méi)水泵房造成停電事故。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)變頻恒液位控制系統(tǒng)，液位檢測(cè)采用超聲波液位器（百特公司），通過(guò)變頻器內(nèi)部PID構(gòu)成液位閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)液位的自動(dòng)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(jī)為110KW，四級(jí)，轉(zhuǎn)速1480r/min。設(shè)計(jì)采用EV2000-4T1100P系列通用變頻器作為水泵電機(jī)控制核心。液位檢測(cè)采用百特工控公司生產(chǎn)FBSON-Y-05-N系列超聲波物位檢測(cè)儀，供電電源為AC220V，一體式安裝。量程最大可達(dá)到5米，實(shí)際檢測(cè)水位最高1.85米。系統(tǒng)原理圖附圖一至三。
采用一臺(tái)EC20-1006BRA作簡(jiǎn)單的繼電連鎖，除了和舊系統(tǒng)進(jìn)行連鎖（互鎖），還有變頻器的簡(jiǎn)單啟動(dòng)和停止及報(bào)警。本系統(tǒng)還另外裝有一臺(tái)EC20-1006BRA，通過(guò)串口與一臺(tái)數(shù)傳電臺(tái)相通訊（MODBUS）,來(lái)實(shí)現(xiàn)和另外一個(gè)水泵房（凈環(huán)泵房）實(shí)現(xiàn)連鎖。當(dāng)璇流井有高液位報(bào)警時(shí)，通過(guò)PLC及數(shù)傳電臺(tái)傳送到凈環(huán)泵房，由操作人員確定水泵的啟動(dòng)和停止（由于二者距離太遠(yuǎn)，且不適合電纜敷設(shè)，所以采用無(wú)線數(shù)傳的方式）。 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(tái)采用深圳科立訊生產(chǎn)的PT6080無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)是利用先進(jìn)的單片機(jī)技術(shù),無(wú)線射頻技術(shù),數(shù)字處理技術(shù)設(shè)計(jì)的功率較大,體積較小的模塊式半雙工數(shù)傳電臺(tái),采用SMT新工藝,選用高質(zhì)量的元器件。抗干擾能力強(qiáng)，精致堅(jiān)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(jiàn)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：
輸入 | 額定電壓；頻率 | 三相，380V～440V；50Hz/60Hz |
允許電壓工作范圍 | 電壓：320V～460V；電壓失衡率：<3％；頻率：±5％ | |
輸出 | 額定電壓 | 380V |
頻率 | 0Hz～650Hz | |
過(guò)載能力 | G型：150％額定電流1分鐘，200％額定電流0.5秒； P型：110％額定電流1分鐘；150％額定電流1秒 | |
主要控制性能 | 調(diào)制方式 | 磁通矢量PWM調(diào)制 |
調(diào)速范圍 | 1：100 | |
起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 | 0.50Hz時(shí)180％額定轉(zhuǎn)矩 | |
運(yùn)行轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)精度 | ≤±0.5％額定同步轉(zhuǎn)速 | |
頻率精度 | 數(shù)字設(shè)定：最高頻率×±0.01％；模擬設(shè)定：最高頻率×±0.2％ | |
頻率分辨率 | 數(shù)字設(shè)定：0.01Hz；模擬設(shè)定：最高頻率×0.1％ | |
轉(zhuǎn)矩提升 | 自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升，手動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升0.1％～30.0％ | |
V/F曲線 | 四種方式：1種用戶設(shè)定V/F曲線方式和3種降轉(zhuǎn)矩特性曲線方式（2.0次冪、1.7次冪、1.2次冪） | |
加減速曲線 | 三種方式：直線加減速、S曲線加減速及自動(dòng)加減速方式；四種加減速時(shí)間，時(shí)間單位（分/秒）可選，最長(zhǎng)60小時(shí) | |
直流制動(dòng) | 直流制動(dòng)開(kāi)始頻率：0.20～60.00Hz； 制動(dòng)時(shí)間：0.0～30.0秒； 制動(dòng)電流：G型：0.0～100.0％ P型：0.0～80.0％ | |
點(diǎn)動(dòng) | 點(diǎn)動(dòng)頻率范圍：0.20Hz～50.00Hz；點(diǎn)動(dòng)加減速時(shí)間0.1～60.0秒可設(shè)，點(diǎn)動(dòng)間隔時(shí)間可設(shè) | |
多段速運(yùn)行 | 通過(guò)內(nèi)置PLC或控制端子實(shí)現(xiàn)多段速運(yùn)行 | |
內(nèi)置PI | 可方便地構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng) | |
自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行 | 根據(jù)負(fù)載情況，自動(dòng)優(yōu)化V/F曲線，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行 | |
自動(dòng)電壓調(diào)整（AVR） | 當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時(shí)，能自動(dòng)保持輸出電壓恒定 | |
自動(dòng)限流 | 對(duì)運(yùn)行期間電流自動(dòng)限制，防止頻繁過(guò)流故障跳閘 | |
自動(dòng)載波調(diào)整 | 根據(jù)負(fù)載特性，自動(dòng)調(diào)整載波頻率；可選 | |
客戶化功能 | 紡織擺頻 | 紡織擺頻控制，可實(shí)現(xiàn)中心頻率可調(diào)的擺頻功能 |
定長(zhǎng)控制 | 到達(dá)設(shè)定長(zhǎng)度后變頻器停機(jī) | |
下垂控制 | 適用于多臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)同一負(fù)載的場(chǎng)合 | |
音調(diào)調(diào)節(jié) | 調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的音調(diào) | |
瞬停不停機(jī)控制 | 瞬時(shí)掉電時(shí)，通過(guò)母線電壓控制，實(shí)現(xiàn)不間斷運(yùn)行 | |
捆綁功能 | 運(yùn)行命令通道與頻率給定通道可以任意捆綁，同步切換 | |
運(yùn)行功能 | 運(yùn)行命令通道 | 操作面板給定、控制端子給定、串行口給定，可通過(guò)多種方式切換 |
頻率給定通道 | 數(shù)字給定、模擬電壓給定、模擬電流給定、脈沖給定、串行口
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