艾默生變頻器及PLC在恒液位控制中的應(yīng)用
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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)用褒堆。 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 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)行的滋饲。為保證璇流井內(nèi)水位保證基本平衡厉碟，通過5#泵（110KW）將水池內(nèi)循環(huán)水再抽到外面，防止水溢出屠缭。由于原有系統(tǒng)采用軟啟動啟動箍鼓，不能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，水位的控制依靠人為值守呵曹，來通過開閥和關(guān)閥來控制款咖。否則在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逢并。為此之剧，我們設(shè)計(jì)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）砍聊，通過變頻器內(nèi)部PID構(gòu)成液位閉環(huán)背稼，實(shí)現(xiàn)液位的自動恒定控制。 1玻蝌、變頻恒液位控制系統(tǒng)構(gòu)成 系統(tǒng)水泵電機(jī)為110KW蟹肘，四級，轉(zhuǎn)速1480r/min摇致。設(shè)計(jì)采用EV2000-4T1100P系列通用變頻器作為水泵電機(jī)控制核心谅儡。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肯仍，一體式安裝妈扁。量程最大可達(dá)到5米，實(shí)際檢測水位最高1.85米景捅。系統(tǒng)原理圖附圖一至三粘胧。 采用一臺EC20-1006BRA作簡單的繼電連鎖，除了和舊系統(tǒng)進(jìn)行連鎖（互鎖）赚懊，還有變頻器的簡單啟動和停止及報(bào)警诅潮。本系統(tǒng)還另外裝有一臺EC20-1006BRA昨哑，通過串口與一臺數(shù)傳電臺相通訊（MODBUS）,來實(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)胜全，通過PLC及數(shù)傳電臺傳送到凈環(huán)泵房域毡，由操作人員確定水泵的啟動和停止（由于二者距離太遠(yuǎn)，且不適合電纜敷設(shè)琅功，所以采用無線數(shù)傳的方式）考余。 其中璇流井內(nèi)PLC設(shè)置為主站，凈環(huán)內(nèi)PLC為從站倔约。數(shù)傳電臺采用深圳科立訊生產(chǎn)的PT6080無線數(shù)傳電臺是利用先進(jìn)的單片機(jī)技術(shù),無線射頻技術(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,采用SMT新工藝,選用高質(zhì)量的元器件秃殉“映酰抗干擾能力強(qiáng)浸剩，精致堅(jiān)固，結(jié)構(gòu)緊湊鳄袍，安裝方便绢要。數(shù)話兼容，數(shù)傳可優(yōu)先拗小。RS232重罪、RS485及TTL多種接口可供選擇，適應(yīng)面寬哀九。參見下面原理圖： 2剿配、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(shí)現(xiàn)璇流井內(nèi)恒液位控制，我們采用給定電位計(jì)作為液位給定阅束，反饋采用超聲波液位儀（變送輸出4-20MA）呼胚。通過變頻器內(nèi)部的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(hù)選擇伴严，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(yùn)行 F0.04=0 轉(zhuǎn)向?yàn)檎?/font> F0.08=1 負(fù)載為風(fēng)機(jī)類 F0.10=15 加速時(shí)間 F0.11=15 減速時(shí)間 F0.14=1 V/F曲線設(shè)定（2次冪膳庵，泵類負(fù)載特性） F5.00=1 閉環(huán)運(yùn)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 ,相對于20mA為20%） F5.12=0.10 比例增益 F5.13=0.05 積分時(shí)間 FH.00=4 四極電機(jī) 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贡垃、測量范圍：0-185cm c描休、響應(yīng)速度選擇：慢速 d、安全物位：保持 超聲波工作電壓220VAC令久，輸出信號為4-20MA 為可靠檢測液位肥册，使用超聲波變送器必須使其響應(yīng)速度較慢。這是因?yàn)檫^快的響應(yīng)速度沧唧，會造成外界干擾信號的擾動严荷，使液位信號變化太快，影響了正常的設(shè)備運(yùn)行烧啊。降低速度赐汤，可以使信號綜合平均后輸出實(shí)際穩(wěn)定電流信號憎抡。 3、實(shí)際運(yùn)行效果 經(jīng)過現(xiàn)場一段時(shí)間的運(yùn)行刨紊，變頻恒液位運(yùn)行效果非常好性湿。當(dāng)用電位計(jì)設(shè)定一個(gè)液位高度后，變頻器以恒液位控制方式運(yùn)行满败。當(dāng)液位設(shè)定為70cm肤频，實(shí)際檢測璇流井內(nèi)的液位基本在60-80cm之間恒定。當(dāng)液位低于70cm算墨，變頻器頻率降低宵荒，直到最后停止在最低運(yùn)行頻率（20HZ）。這是因?yàn)槿绻冾l器運(yùn)行頻率過低净嘀，水泵的揚(yáng)程不夠报咳，電機(jī)功率白白損耗掉，不利于節(jié)能運(yùn)行挖藏。設(shè)置最低運(yùn)行頻率暑刃，能夠使水泵揚(yáng)程達(dá)到要求（璇流井內(nèi)循環(huán)水不會造成在最低的運(yùn)行功率下導(dǎo)致液位過低而水泵抽真空）。變頻器的頻率一般在生產(chǎn)的時(shí)候達(dá)到35-45HZ左右膜眠，這樣的節(jié)能率是非常高的（40%左右）岩臣，而且恒液位控制大大的降低了操作人員的勞動強(qiáng)度。當(dāng)由于某種原因造成液位過高時(shí)宵膨，通過EC20 PLC和數(shù)傳電臺還可以為上級泵站提供信號庇启，實(shí)現(xiàn)泵站水系統(tǒng)的連鎖控制，保證了正常的生產(chǎn)供水要求兔憨，同時(shí)也大大地節(jié)約了電能（35%以上）盛媚，為包鋼節(jié)能降耗工程作了一個(gè)典范工程。 附原理圖如下: 參考文獻(xiàn) ①EV2000系列通用變頻器 艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司 ②新型PID控制及其應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)出版社 陶永華 ③EC20使用手冊 艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司 ④通用變頻器及其應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)出版社 韓安榮 ⑤百特工控現(xiàn)場儀表選型手冊 福州福光百特自動化設(shè)備有限公司 |
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