變頻器遠(yuǎn)程控制在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

前 言

　　在礦山、冶金、石油和輕紡工業(yè)中，使用著大量的風(fēng)機(jī)，這些機(jī)械設(shè)備一般都用交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，且功率都比較大，消耗的電能非常可觀。仔細(xì)觀察這些設(shè)備的運(yùn)行狀況，可以發(fā)現(xiàn)它們大多都不是常年工作在額定功率之上，而是經(jīng)常只有50—70%，甚至更低的輸出量。傳統(tǒng)的依靠擋板、閥門或空放回流調(diào)節(jié)方法致使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于低效率、低功率因數(shù)狀態(tài)運(yùn)行，白白損失掉大量的電能，越是大功率的風(fēng)機(jī)，情況越是嚴(yán)重。

　　采用變頻器來控制風(fēng)機(jī)負(fù)載其效果就大不一樣了。

一. 變頻器概述

　　變頻調(diào)速是目前國(guó)際上最先進(jìn)的調(diào)速技術(shù)，變頻調(diào)速器是一種變頻變壓的調(diào)速，也可稱〝交-直-交〞變頻器。由于變頻器的主回路采用了大功率的晶體管模塊，控制回路采用了大規(guī)模的集成電路，再加上多種保護(hù)功能和自診斷顯示功能。因此，具有很高的可靠性，而且維修方便。另外變頻器內(nèi)置有豐富的軟件功能，外設(shè)有多個(gè)控制端子和外部計(jì)算機(jī)通訊接口，很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和過程控制。此外，由于變頻器采用了先進(jìn)的變頻變壓的控制方法，因此可以很好的實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、軟停止和無極變速。變頻器對(duì)電機(jī)速度的控制準(zhǔn)確， 啟動(dòng)力矩大、電流小，而且功率因數(shù)很高，在很好滿足工廠現(xiàn)場(chǎng)要求的同時(shí)，改善了供電電網(wǎng)，大大緩解了工廠電源容量緊張，而且節(jié)約了大量的電能。

　　使用變頻器，不但節(jié)能效果顯著，而且在安裝使用維護(hù)人工等均有明顯的優(yōu)勢(shì)。變頻器體積小，塑料或金屬外殼封裝，安裝簡(jiǎn)便，改造工作量小，工程周期短，無須太大的安裝費(fèi)用。其次，采用變頻器可根據(jù)負(fù)載量適時(shí)調(diào)節(jié)，以滿足工藝要求的風(fēng)量或水量。再者，變頻器投入使用后電機(jī)的啟動(dòng)電流成倍減小，既保護(hù)了電網(wǎng)又降低了電源設(shè)備量的要求，節(jié)省了電源的投資。而且變頻器投用后，變頻器可以在任何壓力下隨意啟動(dòng)，啟動(dòng)電流大大降低，降低噪音，減少震動(dòng)，保證設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，從而減少設(shè)備維護(hù)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。故障率降低，幾乎無須維修，節(jié)約了大量的人力、物力，大大降低了系統(tǒng)的維修費(fèi)用，同時(shí)生產(chǎn)工效的提高，也將會(huì)帶來可觀的效益。

　　雖然目前變頻器較其它類調(diào)速設(shè)備的一次性投資大，但變頻器是交流電機(jī)最理想的調(diào)速方式，并且在目前已經(jīng)成為交流電機(jī)調(diào)速的主導(dǎo)潮流，再加上工廠自動(dòng)化水平的不斷發(fā)展，變頻調(diào)速的優(yōu)越性會(huì)得到更充分的體現(xiàn)。由采用變頻器的風(fēng)機(jī)類設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及節(jié)電數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以看出，僅節(jié)約電費(fèi)一項(xiàng)，預(yù)計(jì)在兩年之內(nèi)可收回全部投資，以后的運(yùn)行情況，就是每年節(jié)電的費(fèi)用了。

二、風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程控制的應(yīng)用

　　某鉛冶煉車間通風(fēng)風(fēng)機(jī)采用Y5-47鍋爐引風(fēng)機(jī)，Y280M-4-90KW三相異步鼠籠式電動(dòng)機(jī)，ABB的ACS800-01-0100-3變頻器，整個(gè)車間采用英國(guó)歐陸公司的NETWORK6000 DCS集散控制系統(tǒng)。

　　風(fēng)機(jī)電機(jī)控制方式為手動(dòng)/自動(dòng)兩種操作方式，手動(dòng)方式時(shí)，可以在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)控制箱上啟、停風(fēng)機(jī)，使用電位器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，自動(dòng)方式時(shí)，在控制室DCS控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)上啟、停風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。控制原理圖一所示。

圖 一

　　變頻器投運(yùn)前技術(shù)參數(shù)的設(shè)置，常規(guī)參數(shù)有額定電流，電壓，轉(zhuǎn)速、頻率，加速時(shí)間、減速時(shí)間等，遠(yuǎn)程模擬量（4～20mA）調(diào)節(jié)頻率功能的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵點(diǎn)在于99.02參數(shù)要設(shè)置成HAND/AUTO（手動(dòng)/自動(dòng)）宏，具有兩個(gè)控制地EXT1（手動(dòng)）和EXT2（自動(dòng)），通過一個(gè)數(shù)字輸入DI3進(jìn)行切換，同一時(shí)刻只有一個(gè)有效。13.06參數(shù)設(shè)置成4 mA，為DCS給定最小值。

　　變頻器控制原理的考慮上關(guān)鍵點(diǎn)在于端子DI3的處理，DI3的狀態(tài)決定手動(dòng)/自動(dòng)兩個(gè)控制地的有效與否，DI1是手動(dòng)控制啟動(dòng)端子， DI6是自動(dòng)控制啟動(dòng)端子。

　　從圖中可以看出，現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA的1、2觸點(diǎn)接通，按下啟動(dòng)按鈕，中間繼電器KA和接觸器KM依次得電，變頻器的DI1和DI6端子接通，變頻器啟動(dòng)工作，如果生產(chǎn)工藝需要改變風(fēng)量的大小，可旋轉(zhuǎn)電位器，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到要求既可。在DCS上遠(yuǎn)程控制時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)旋轉(zhuǎn)到自動(dòng)位置（SA開關(guān)接點(diǎn)閉合情況見圖二），變頻器的DI1、 DI3和DI6端子接通，變頻器啟動(dòng)工作，如果生產(chǎn)工藝需要改變風(fēng)量的大小，可在計(jì)算機(jī)設(shè)備控制畫面上調(diào)出頻率設(shè)置一項(xiàng)，直接輸入HZ數(shù)，就可以改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。

圖 二

三、結(jié)束語(yǔ)

　　該風(fēng)機(jī)使用至今，運(yùn)行良好，在節(jié)電的基礎(chǔ)上，遠(yuǎn)程控制更是減少了現(xiàn)場(chǎng)人員，自動(dòng)化程度提高了。為了更好的服務(wù)生產(chǎn)，在此基礎(chǔ)上可以在風(fēng)管上安裝流量檢測(cè)裝置，風(fēng)量信號(hào)遠(yuǎn)傳到DCS上，與變頻器構(gòu)成PID調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，自動(dòng)跟蹤風(fēng)量，滿足生產(chǎn)需要。

　　變頻器的功能很豐富，在實(shí)際使用中只是用了一部分，只要充分掌握其工作原理及功能，結(jié)合生產(chǎn)工作經(jīng)驗(yàn)，靈活地運(yùn)用各種功能，在生產(chǎn)中會(huì)有不少的應(yīng)用空間。