【正文】 壓（電流）。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。因此，當(dāng)飛機(jī)停在地面上時(shí)，需要使用變頻器將地面上的 50Hz 或 60Hz 的交流電變?yōu)?400Hz 的交流電供飛機(jī)使用。 II. 電流匹配；普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符。變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產(chǎn) 品一般要求為 0～ 55℃，但為了保證工作安全、可靠，使用時(shí)應(yīng)考慮留有余地，最好控制在 40℃以下。 IV. 振動(dòng)和沖擊。所有的元 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 39 頁 第 13 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 器件均應(yīng)可靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應(yīng)接地。與變頻器有關(guān)的模擬量信號(hào)線與主回路線分開走線，即使在控制柜中也要如此。變頻器的接地應(yīng)和動(dòng)力設(shè)備的接地點(diǎn)分開，不能共地。 大型窯爐煅燒爐類負(fù)載 冶金、建材、燒堿等大型工業(yè)轉(zhuǎn)窯（轉(zhuǎn)爐）以前大部分采用直流、整流子電機(jī)、滑差電機(jī)、串級(jí)調(diào)速或中頻機(jī)組調(diào)速。也是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行必備的基礎(chǔ)條件?？偟膩碇v，其使用、維護(hù)保養(yǎng)及故障處理方法是基本相同的。極限是 418V(380V )，如果主電路外加輸入電壓超過極限，即使變頻器沒運(yùn)行，也會(huì)對(duì)變頻器線路板造成損壞。 (6)檢查中間直流回路濾波電解電容器小凸肩 (安全閥 )是否脹出，外表面是否有裂 紋、漏液、膨脹等。 (10)變頻器在檢修完畢投入運(yùn)行前，應(yīng)帶電機(jī)空載試運(yùn)行幾分鐘，并校對(duì)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。其中許多常見故障是由電解電容引起。如果是變頻器的故障，可通過歷史記錄查詢?cè)谔l時(shí)的電流，超過了變頻器的額定電流或電子熱繼電器的設(shè)定值，而三相電壓和電流是平衡的，則應(yīng)考慮是否有過載或突變，如電機(jī)堵轉(zhuǎn)等。 電源電路板給控制回路、 IPM驅(qū)動(dòng)電路和表面操作顯示板以及風(fēng)扇等提供電源，這些電源一般都是從主電路輸出的直流電壓，通過開關(guān)電源再分別整流而得到的。冷卻風(fēng)扇的壽命受限于軸承，大約為 10000～ 35000 h。 除上述幾點(diǎn)外，定期檢查變頻器的空氣濾清器及冷卻風(fēng)扇也是非常必要的。當(dāng)變頻器和外部控制回路都采用瞬間停電補(bǔ)償方式時(shí)，失壓回復(fù)后，通過測(cè)速電機(jī)測(cè)速來防止在加速中的過電流。 造成變頻器故障的原因是多方面的，只有在實(shí)踐中，不斷摸索總結(jié)，才能及時(shí)消除各種各樣的故障。不同的控制系統(tǒng)，其傳感器、 變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)是不一樣的。在這種控制系統(tǒng)中，不依賴將被控量反送回來以形成任何閉環(huán)回路。穩(wěn)態(tài)誤差是指系統(tǒng)的響應(yīng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，系統(tǒng)的期望輸出與實(shí)際輸出之差。 PID 控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、 積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。這樣，即便誤差很小，積 分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。 PID 控制器的參數(shù)整定 PID 控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)，都需 要在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行最后調(diào)整與完善。自適應(yīng)控制包括性能估計(jì)（辨別）、決策和修改三個(gè)環(huán)節(jié)。由于易能變頻器本身具有 PID 調(diào)節(jié)功能，可以不選用外置 PID調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)更加平穩(wěn)。變頻恒壓系統(tǒng)組成框圖見圖 51 圖中，水泵電機(jī)是輸出環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)速由變頻器控制，實(shí)現(xiàn)變流量恒壓控制。因此產(chǎn)生了一種最優(yōu)控制的方法，這就叫自適應(yīng)控制。 PID 控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng) 曲線法和衰減法。這就是說，在控制器中僅引入 “比例”項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣，具有比例 +微分的控制器，就能 夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。為了消除穩(wěn)態(tài) 誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象，或 不能通 過有效的測(cè)量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用 PID控制技術(shù)。另例，當(dāng)一臺(tái)真正的全自動(dòng)洗衣機(jī)具有能連續(xù)檢查衣物是否洗凈，并在洗凈之后能自動(dòng)切 斷電源，它就是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。還有可以實(shí)現(xiàn) PID 控制功能的控制器，如 Rockwell 的Logix 產(chǎn)品系列，它可以直接與 ControlNet 相連，利用網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程控制功能。一個(gè)控制系統(tǒng)包括控制器、傳感器、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、輸入輸出接 口。真空斷路器應(yīng)增加 RC浪涌吸收器 。 如果附近有直接啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)和 電磁爐 等設(shè)備，為防止這些設(shè)備投入時(shí)造成的電壓降低，其電源應(yīng)和變頻器的電源分離，減小相互影響。 安裝環(huán)境 變頻器屬于電子器件裝置，對(duì)安裝環(huán)境要求比較嚴(yán)格，在其說 明書中有詳細(xì)安裝使用環(huán)境的要求。 冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)主要包括散熱片和冷卻風(fēng)扇。 控制回路故障分析 控制回路影響變頻器壽命的是電源部分，是平滑電容器和 IPM 電路板中的緩沖 電容器，其原理與前述相同，但這里的電容器中通過的脈動(dòng)電流，是基本不受主回路負(fù)載影響的定值，故其壽命主要由溫度和通電時(shí)間決定。 主回路典型故障分析 故障現(xiàn)象：變頻器在加速、減速或正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)過電流跳閘。為防患于未然，事先對(duì)故障原因進(jìn)行認(rèn)真分析尤為重要。 (8)檢查變頻器絕緣電阻是否在正常范圍內(nèi) (所有端子與接地端子 )，注意不能用兆歐表對(duì)線路板進(jìn)行測(cè)量，否則會(huì)損壞線路板的電子元器件。 (4)變頻器由于振動(dòng)、溫度變化等影響，螺絲等緊固部件往往松動(dòng)，應(yīng)將所 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 39 頁 第 16 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 有螺絲全部緊固一遍。定期對(duì)變頻器進(jìn)行巡視檢查，檢查變頻器運(yùn)行時(shí)是否有異?，F(xiàn)象。 變頻器維護(hù)保養(yǎng) 由于電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展，變頻器改型換代速度也比較快， 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 39 頁 第 15 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 不斷推出新型產(chǎn)品，性能不斷提高，功能不斷充實(shí)、增強(qiáng)。充分利用現(xiàn)代科技手段、依靠軟件研發(fā)來實(shí)現(xiàn)各類控制與服務(wù)功能。目前，全國出現(xiàn)不少專做空調(diào)節(jié)電的公司，其中主要技術(shù)是變頻調(diào)速節(jié)電。 4) 變頻器的接地 變頻器正確接地是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，抑制噪聲能力的重要手段。同時(shí)應(yīng)避免電機(jī)電纜與其它電纜長 距離平行走線，這樣才能減少變頻器輸出電壓快速變化而產(chǎn)生的電磁干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對(duì)附近的儀表、儀器有一定的干擾。 。 6) 對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如高溫，高海拔，此時(shí)會(huì)引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 39 頁 第 12 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 2) 變頻器的負(fù)載類型；如葉片泵或容積泵等，特別注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng)用時(shí)的方式方法。 另外，變頻器還可以在航空航天業(yè)中。 （ 2）電壓、電流檢測(cè)電路：與主回路電位隔離檢測(cè)電壓、電流等。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。除了這 2 個(gè)部分之外，變頻器還有可能包含變壓器和電池。多數(shù) PLC 具有 RS232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。 底板或機(jī)架 大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU 能訪問底 板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。 I/O分為開關(guān)量輸入（ DI），開關(guān)量輸出（ DO），模擬量輸入（ AI），模擬量輸出（ AO）等模塊。 CPU的控制器控制 CPU 工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。 PLC 的構(gòu)成 從結(jié)構(gòu)上分， PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。 PID處理一般是運(yùn)行專用的 PID子程序。 運(yùn)動(dòng)控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。一般 交流電壓波動(dòng)在 +10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。當(dāng) PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。 PLC 的特點(diǎn) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 39 頁 第 3 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第二章 PLC 簡(jiǎn)介 PLC 即可編程控制器（ Programmable logic Controller，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。 當(dāng)然以上的公式和計(jì)算方法為理論值，在實(shí)際運(yùn)行的現(xiàn)場(chǎng)影響節(jié)能效率的因素有很多如：管損、水泵運(yùn)行狀態(tài)、變頻器選型情況（變頻器輸出頻率精度、變頻器控制方式等）、控制程序合理性、 PID 參數(shù)穩(wěn)定性等。利用變頻器與可編程控制器及 PID 調(diào)節(jié)器相結(jié)合而構(gòu)成的控制系統(tǒng)，可以調(diào)節(jié)水泵輸出量，取代水塔，水箱、氣壓罐等，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。變頻器接受 PID 調(diào)節(jié)器的電流信號(hào)對(duì)水泵進(jìn)行速度控制，綜合給定信號(hào)與反饋信號(hào)后，經(jīng) PID 調(diào)節(jié)，向變頻器輸出運(yùn)轉(zhuǎn)頻率指令。 由于變量泵工作在變頻運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)其出口流量小于額定流量時(shí)，泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速小于額定轉(zhuǎn)速，這樣就減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長了泵和電機(jī)的機(jī)械使用壽命，大大減少了設(shè)備的維護(hù)工作量和費(fèi)用。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸 出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故障工作時(shí)間則更長。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC等各 種工業(yè)控制中。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。這樣，即使某個(gè) CPU 出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。在整個(gè)運(yùn)行期間， PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 輸 出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。 開關(guān)量的邏輯控制 這是 PLC 最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及