【文章內(nèi)容簡介】 行變頻運行工頻運行變頻故障變頻運行輸出報警復(fù)位故障復(fù)位輸出變頻就緒西門子的變頻器、PLC和其他種類的變頻器、PLC相比較，性能可靠，技術(shù)上無明顯不同，但施耐德的性能更加穩(wěn)定，在價格上也要貴一點。 工作過程、補充、流程圖以及控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖工作過程：當(dāng)按下啟動按鈕整個系統(tǒng)啟動運行，按下停止按鈕就停止，要是變頻器出現(xiàn)故障，就走旁路，這時候報變頻故障警告，當(dāng)按下報警復(fù)位按鈕后，停止聲光警告，查明故障原因并修復(fù)后，又可以進行變頻運行。整個工作過程包括三種控制方式：啟動、停止、調(diào)速。三種變頻器狀態(tài)（準(zhǔn)備、運行、故障）給PLC系統(tǒng)。補充：采用工頻和變頻運行系統(tǒng)的原因是：鍋爐的安全運行是全廠動力的根本保證，雖然變頻調(diào)速裝置是可靠的，但一旦出現(xiàn)問題，必須確保鍋爐安全供汽。所以必須采用此系統(tǒng)。根據(jù)不同的生產(chǎn)設(shè)備，選擇相應(yīng)特性的變頻器，如在對鍋爐風(fēng)機進行變頻器改造中，注意除必須考慮變頻器的提速、降速特性是否能滿足燃燒工藝的要求以外，在實際的操作中還要同時在技術(shù)上考慮下列問題，以免帶來投資的損失。1)對于大慣量負荷的電動機，在變頻改造后，要注意風(fēng)機可能存在扭曲共振現(xiàn)象，運行中，一旦發(fā)生共振，將嚴(yán)重損壞風(fēng)機和拖動電動機。所以，必須設(shè)置頻率跳躍功能避開共振點 。2)采用變頻調(diào)速控制后，電動機轉(zhuǎn)速下降，如果變頻器長時間運行在20 Hz 以下，則電動機發(fā)熱有可能成為突出問題，一方面是由于電動機自冷卻風(fēng)扇因轉(zhuǎn)速低而效率降低，如果出現(xiàn)這種情況，還必須對電動機進行冷卻系統(tǒng)改造。3)變頻器的安裝和運行環(huán)境要求較高，為了使變頻器能長期穩(wěn)定和可靠運行，對安裝變頻器室的室內(nèi)環(huán)境溫度要求最好控制在0～40 ℃之間，如果溫度超過允許值，應(yīng)考慮配備相應(yīng)的空調(diào)設(shè)備。同時，室內(nèi)不應(yīng)有較大灰塵、腐蝕或爆炸性氣體、導(dǎo)電粉塵等。4)要保證變頻器柜體和廠房大地的可靠連接，保證人員和設(shè)備安全。為防止信號干擾，控制系統(tǒng)最好設(shè)置獨立的接地系統(tǒng)，對接地電阻的要求不大于1 Ω。到變頻器的信號線，必須采用屏蔽電纜，屏蔽線的一端要求可靠接地。5）對于變頻器的調(diào)速一般是在工廠需要的情況下進行調(diào)快或調(diào)慢，具體的情況必須根據(jù)工廠的要求來進行。6) 15% 的電壓降不會引起變頻器的跳閘，因電壓中斷引起跳閘時，會造成嚴(yán)重事故。此外，變頻器不能由輸出口反向送電，在電氣回路設(shè)計中必須注意。流程圖見附錄1。PID調(diào)節(jié)器y0壓力設(shè)定 變頻器負壓yv圖23 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 PID調(diào)節(jié)器可使原系統(tǒng)增加二個負實數(shù)零點和一個位于坐標(biāo)原點的開環(huán)極點。與PI控制器相比，除了同樣具有提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的優(yōu)點以外，由于多了一個負實部零點，對提高系統(tǒng)的動態(tài)性能有更大的優(yōu)越性。因此，在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，廣泛使用PID調(diào)節(jié)器。PID各部分參數(shù)的選擇，在系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試中最后確定，應(yīng)使I部分發(fā)生在系統(tǒng)頻率特性的低頻段，以提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能，而是D部分在系統(tǒng)高頻段起作用，以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。工程上應(yīng)用的PID傳遞函數(shù)為:上式中：圖24 系統(tǒng)梯形圖以下是該梯形圖的控制原理：0）按下啟動按鈕，。1）(工頻就緒)、(啟動鍵) 閉合、(停止鍵)斷開， ，同時，自帶常開觸點閉合，產(chǎn)生自鎖，，從而使工頻運行輸出。此時，。，開始工頻啟動,，系統(tǒng)進行工頻合閘輸出。2）(變頻就緒)、，同時產(chǎn)生自鎖，從而使變頻運行輸出。，開始變頻啟動，系統(tǒng)進行變頻合閘輸出。同時。3）同時，(遠程啟停輸出)、(變頻運行)，(變頻運行輸出)得電，可以進行變頻運行的遠程輸出。4）出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)會有信號 （變頻故障）輸入，（變頻故障輸出）得電。5）（報警復(fù)位）后，M1得電。8中M1的常開觸點閉合。 6）M1常開觸點自動閉合后，（報警復(fù)位輸出）得電，同時。此時，使M1失電。8中M1的觸點又?jǐn)嚅_。同時，如此，6—8的過程形成一個變頻故障輸出和變頻報警復(fù)位的循環(huán)過程。若按下停止按鈕，則停止整個動作。說明：本次設(shè)計中，設(shè)計已能夠達到變頻調(diào)速的要求，PLC的設(shè)計使整個系統(tǒng)能更好的運行。第3章 PLC和變頻器的型號選擇 PLC的型號選擇在PLC系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。綜合了輸入輸出（I/O）點數(shù)、存儲器容量、各項控制功能和機型的考慮以及性價比等各方面的因素，在此我為該系統(tǒng)設(shè)計選擇了S7200 PLC一臺。 S7200 PLC CPU的外形模型圖S7200有5種CPU模塊、6個有12種工作方式的高速計數(shù)器和兩點高速計數(shù)器/和脈沖寬度調(diào)制器、直接讀寫的模擬量I/O模塊、先進的程序結(jié)構(gòu)、靈活方便的尋址方式以及程序化的PID編程控制。強大的通訊功能，它支持多種通信協(xié)議。價格是它在所有品牌在同一功能區(qū)內(nèi)很有競爭力的。最重要的是它還提供了完善的的網(wǎng)上支持。這些都為實現(xiàn)本系統(tǒng)的設(shè)計提供很好的條件和方便。例如，高速計數(shù)器可以用來測速從而實現(xiàn)速度反饋。 變頻器的選擇和參數(shù)設(shè)置 變頻器的選擇 正確選擇通用型變頻器對于傳動系統(tǒng)能夠正常運行時至關(guān)重要的，首先要明確使用通用變頻器的目的，按照生產(chǎn)機械的類型、調(diào)速范圍、速度響應(yīng)和控制精度、啟動轉(zhuǎn)矩等要求，充分了解變頻器所驅(qū)動負載特性，決定采用什么功能的通用變頻器構(gòu)成控制系統(tǒng)，然后決定選用哪種控制方式最合適。所選用的通用變頻器應(yīng)是既滿足生產(chǎn)工藝要求，又要在技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)上合理。若對通用變頻器選型、系統(tǒng)設(shè)計及使用不當(dāng)，往往會使通用變頻器不能正常的運行、達不到預(yù)期目標(biāo)，甚至引發(fā)設(shè)備故障，造成不必要的損失。另外，為了確保通用變頻器長期可靠的運行，變頻器的地線的連接也是非常重要的。變頻器在調(diào)速系統(tǒng)中的優(yōu)點：1．控制電機的啟動電流；2．降低電力線路的電壓波動；3．啟動時需要的功率更低；4．可控的加速功能；5．可調(diào)的運行速度；6．可調(diào)的轉(zhuǎn)矩極限；7．受控的停止方式；8．節(jié)能；9．可逆運行控制；10．減少機械傳動部件。在本系統(tǒng)中，選用了由西門子生產(chǎn)的通用變頻器MM420。 變頻調(diào)速原理變頻調(diào)速是通過改變電機定子繞組供電的頻率來達到調(diào)速的目的。 n=60f(1s)/p對于成品電機，其磁極對數(shù)p已經(jīng)確定，轉(zhuǎn)差率s變化不大，故電機的轉(zhuǎn)速n與電源的頻率f成正比，因此改變輸入