【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 VVVF交流交流直流U1f1U2f2濾波逆變器VVVF交流交流U2f2U1f1(1)交——直——交變頻器它是由三個(gè)環(huán)節(jié)組成:可控硅整流電路，其作用是將電壓、定頻率的交流電路變?yōu)殡妷嚎烧{(diào)的直流電?？煽毓枘孀冸娐罚渥饔檬菍⒄麟娐份敵龅闹绷麟娮儞Q為頻率可調(diào)的交流電。濾波環(huán)節(jié)，它在整流電路和逆變電路之間，一般是利用無(wú)電源電容或電抗器對(duì)整流后的電壓或電流進(jìn)行濾波。(2)交——交變頻器它是由兩組反并聯(lián)的整流電路組成，直接將電網(wǎng)的交流電通過(guò)變頻電路同時(shí)調(diào)節(jié)電壓和頻率，變成電壓和頻率可調(diào)的交流電輸出，交——交變頻器由于直接交換，減少換流電路，減少損耗，效率高，波型好，但調(diào)速范圍小，控制線路復(fù)雜，功率因數(shù)低，目前較少采用.本系統(tǒng)選用的變頻器為ABB公司的Acs601系統(tǒng)，針對(duì)本系統(tǒng)的應(yīng)用情況，可將變頻器端子上的信號(hào)分為:1輸入信號(hào):(1)控制變頻器運(yùn)行的啟停信號(hào)DI1——PLC的KA1。(2)變頻器的壓力反饋信號(hào)AI2口——接遠(yuǎn)傳壓力表的反饋信號(hào)。(3)R. S. T為電源輸入。2輸出信號(hào):(1)R01:為數(shù)字量輸出口，變頻器內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，進(jìn)行指示。(2)R02為數(shù)字量輸出口，變頻器運(yùn)行指示。(3)R03:為數(shù)字量輸出口，變頻器停止運(yùn)行指示。(4)U, V, W為接三相異步電動(dòng)機(jī)。3通訊:本變頻器完成與上位機(jī)的頻率、電流、電壓、壓力、故障狀況，給定等參數(shù)進(jìn)行通訊，通過(guò)CHO, CH1舊實(shí)現(xiàn)。變頻器內(nèi)置PIDPLC接電機(jī)KA1+24VDI1TSRPEUPEAI2AI2+WVM3~ 變頻器接線圖在此控制系統(tǒng)中，整個(gè)信息的反饋是靠壓力變送器，在PLC的配合下通過(guò)反饋回的壓力信號(hào)來(lái)調(diào)整當(dāng)前調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速。變頻器和PLC的聯(lián)系，是靠硬件電器來(lái)聯(lián)接的，具體參數(shù)的聯(lián)系都是與上位機(jī)的通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)的，選用的s7200PLC和Acs601變頻器均有內(nèi)置的Rs485接口。PID變頻器內(nèi)置PLC設(shè)定值水泵電機(jī)壓力傳感器出口壓力變頻器 變頻器接線原理圖由于供暖鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)控制設(shè)備相對(duì)較少，因此PLC選用德國(guó)Siemens公司的S7200型。S7200型PLC的結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格低廉，具有較高的性能階格比，廣泛適用于一些小型控制系統(tǒng)。Siemens公司的PLC具有可靠性高，可擴(kuò)展性好，又有較豐富的通信指令，且通信協(xié)議簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)控制系統(tǒng)實(shí)際所需端子數(shù)目，考慮PLC端子數(shù)目要有一定的預(yù)留量，為以后新設(shè)備的介入或設(shè)備調(diào)整留有余地，因此選用的S7200型PLC的主模塊為CPU226，其開(kāi)關(guān)量輸出(DQ)為16點(diǎn)，輸出形式為AC220V繼電器輸出。開(kāi)關(guān)量輸入為24點(diǎn)，輸入形式為+24V直流輸入。由于實(shí)際的開(kāi)關(guān)量輸出有32點(diǎn)，所以需要擴(kuò)展，擴(kuò)展模塊選擇的是2個(gè)EM223型模塊，該模塊有16個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)，輸出形式為AC220V繼電器輸出，開(kāi)關(guān)量輸入為16點(diǎn)，輸入形式為+24V直流輸入。此外，為了方便的將溫度、液位、壓力信號(hào)、電機(jī)頻率信號(hào)和同相比較信號(hào)傳輸給PLC。經(jīng)比較計(jì)算后轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制信號(hào)，選擇了EM235模擬量擴(kuò)展模塊。該模塊有4個(gè)模擬輸入(AIW)，1個(gè)模擬輸出(AQW)信號(hào)通道。為了減少CPU226的負(fù)載同時(shí)選擇EM232模擬量擴(kuò)展模塊，該模塊有2個(gè)模擬輸出（AQW）信號(hào)通道。輸入輸出信號(hào)接入端口時(shí)能夠自動(dòng)完成了A/D的轉(zhuǎn)換，標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)能夠轉(zhuǎn)換成一個(gè)字長(zhǎng)(16bit)的數(shù)字信號(hào)。輸出信號(hào)接出端口時(shí)能夠自動(dòng)完成D/A的轉(zhuǎn)換，一個(gè)字長(zhǎng)((16bit)的數(shù)字信號(hào)能夠轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)。EM235模塊可以針對(duì)不同的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)，通過(guò)DIP開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)置。系統(tǒng)PLC的選型包括一個(gè)CPU226主模塊，2個(gè)EM223擴(kuò)展模塊，1個(gè)EM235模擬量擴(kuò)展模塊，2個(gè)EM232模擬量擴(kuò)展模塊。如此PLC總共有56個(gè)數(shù)字信號(hào)輸入，48個(gè)數(shù)字信號(hào)輸出，以及4個(gè)模擬輸入信號(hào)，5個(gè)模擬輸出信號(hào)。輸入和輸出均有余量，可以滿足日后系統(tǒng)擴(kuò)充的要求。 表1 S7200的規(guī)格規(guī)格型號(hào)系列連接方法工作電壓輸入類型輸出類型程序容量I/O點(diǎn)主控單元S7200端子型220V AC24V DC繼電器26KB40點(diǎn)24I/16OCPU226數(shù)字量擴(kuò)展單元S7200端子型220V AC24V DC繼電器32點(diǎn)16I/16OEM223模擬量擴(kuò)展單元S7200端子型220V AC5點(diǎn)4I/1OEM235S7200端子型220V AC2點(diǎn)2OEM232在控制電路的設(shè)計(jì)中，首先要考慮弱電和強(qiáng)電之間的隔離的問(wèn)題。在整個(gè)控制系統(tǒng)中，所有控制電機(jī)、閥門(mén)接觸器的動(dòng)作，都是按照PLC的程序邏輯來(lái)完成的。為了保護(hù)PLC設(shè)備，PLC輸出端口并不是直接和交流接觸器連接，而是通過(guò)中間繼電器去控制電機(jī)或者閥門(mén)的動(dòng)作。在PLC輸出端口和交流接觸器之間引入中間繼電器，其目的是為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的強(qiáng)電和弱電之間的隔離，保護(hù)系統(tǒng)，延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命，增強(qiáng)系統(tǒng)工作的可靠性。變頻器主電路電源輸入端子(R,S,T)經(jīng)過(guò)空氣開(kāi)關(guān)與三相電源連接，變頻器主電路輸出端子(U,V,W)經(jīng)接觸器接至三相電動(dòng)機(jī)上，當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向預(yù)設(shè)定不一致時(shí)，需要調(diào)換輸出端子(U,V,W)的任意兩相。特別是對(duì)于有變頻/工頻兩種狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)，一定要保證在工頻電源拖動(dòng)和變頻輸出電源拖動(dòng)兩種情況下電機(jī)旋向的一致性，否則在變頻/工頻的切換過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)換電流，致使轉(zhuǎn)換無(wú)法成功。 給水泵控制系統(tǒng)在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用2臺(tái)變頻器，其中1 給水泵電機(jī)有變頻/工頻兩種工作狀態(tài)，每臺(tái)電機(jī)都通過(guò)兩個(gè)接觸器與工頻電源和變頻器輸出電源相聯(lián)，變頻器輸入電源前面接入一個(gè)空氣開(kāi)關(guān)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)、變頻器的接通，空氣開(kāi)關(guān)的容量依據(jù)電機(jī)的額定電流來(lái)確定。所有接觸器的選擇都要依據(jù)電動(dòng)機(jī)的容量適當(dāng)選擇。給水泵有兩臺(tái)，1, 2。其中1和2給水泵都配有變頻器。當(dāng)1給水泵采用變頻控制啟動(dòng)后仍不能滿足要求時(shí)，讓1給水泵工作于工頻同時(shí)啟動(dòng)2給水泵，2給水泵采用變頻控制。1變頻器QF1FR1KM1M3~2變頻器QF3FR3KM3M3~QF2KM21給水泵2給水泵 給水泵系統(tǒng)電氣控制圖在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用2臺(tái)變頻器，其中1 給油泵電機(jī)有變頻/工頻兩種工作狀態(tài)，每臺(tái)電機(jī)都通過(guò)兩個(gè)接觸器與工頻電源和變頻器輸出電源相聯(lián)，變頻器輸入電源前面接入一個(gè)空氣開(kāi)關(guān)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)、變頻器的接通，空氣開(kāi)關(guān)的容量依據(jù)電機(jī)的額定電流來(lái)確定。所有接觸器的選擇都要依據(jù)電動(dòng)機(jī)的容量適當(dāng)選擇。給油泵有兩臺(tái)，1, 2。其中1和2給油泵都配有變頻器。當(dāng)1給油泵采用變頻控制啟動(dòng)后仍不能滿足要求時(shí)，讓1給油泵工作于工頻同時(shí)啟動(dòng)2給油泵，2給油泵采用變頻控制。3變頻器QF4FR4KM4M3~4變頻器QF6FR6KM6M3~QF5KM51給油泵2給油泵 給油泵系統(tǒng)電氣控制圖在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用2臺(tái)變頻器，其中1 引風(fēng)機(jī)電機(jī)有變頻/工頻兩種工作狀態(tài)，每臺(tái)電機(jī)都通過(guò)兩個(gè)接觸器與工頻電源和變頻器輸出電源相聯(lián)，變頻器輸入電源前面接入一個(gè)空氣開(kāi)關(guān)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)、變頻器的接通，空氣開(kāi)關(guān)的容量依據(jù)電機(jī)的額定電流來(lái)確定。所有接觸器的選擇都要依據(jù)電動(dòng)機(jī)的容量適當(dāng)選擇。引風(fēng)機(jī)有兩臺(tái)，1, 2。其中1和2引風(fēng)機(jī)都配有變頻器。當(dāng)1引風(fēng)機(jī)采用變頻控制啟動(dòng)后仍不能滿足要求時(shí)，讓1引風(fēng)機(jī)工作于工頻同時(shí)啟動(dòng)2引風(fēng)機(jī)，2引風(fēng)機(jī)采用變頻控制。5變頻器QF7FR7KM7M3~6變頻器QF9FR9KM9M3~QF8KM81引風(fēng)機(jī)2引風(fēng)機(jī) 引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)電氣控制圖在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用2臺(tái)變頻器，其中1 鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)有變頻/工頻兩種工作狀態(tài)，每臺(tái)電機(jī)都通過(guò)兩個(gè)接觸器與工頻電源和變頻器輸出電源相聯(lián)，變頻器輸入電源前面接入一個(gè)空氣開(kāi)關(guān)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)、變頻器的接通，空氣開(kāi)關(guān)的容量依據(jù)電機(jī)的額定電流來(lái)確定。所有接觸器的選擇都要依據(jù)電動(dòng)機(jī)的容量適當(dāng)選擇。鼓風(fēng)機(jī)有兩臺(tái)，1, 2。其中1和2鼓風(fēng)機(jī)都配有變頻器。當(dāng)1鼓風(fēng)機(jī)采用變頻控制啟動(dòng)后仍不能滿足要求時(shí)，讓1鼓風(fēng)機(jī)工作于工頻同時(shí)啟動(dòng)2鼓風(fēng)機(jī)，2鼓風(fēng)機(jī)采用變頻控制。7變頻器QF10FR10KM10M3~8變頻器QF12FR12KM12M3~QF11KM111鼓風(fēng)機(jī)2鼓風(fēng)機(jī) 引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)電氣控制圖 CPU及擴(kuò)展模塊端子的接線 CPU226及擴(kuò)展模塊的供電供電分為輸入部分供電和輸出部分供電，輸入部分為直流供電（24V），輸出部分為交流供電（220V）。