基于plc的鼓風機變頻調速系統(tǒng)設計-資料下載頁
2025-11-01 03:31本頁面
【導讀】當前全球經濟發(fā)展過程中，有兩條顯著的相互交織的主線：能源和環(huán)境。能源集中的地方也往往成為全世界所關注的熱點地區(qū)。發(fā)與利用又對環(huán)境的保護有著重大影響。
【正文】 PLC 和變頻器對系統(tǒng)的控制原理 變頻運行時，利用 PLC 實現(xiàn)數據采集、過程控制和變頻調節(jié)鼓風機的轉速。過程參數送至 PLC，在 PLC 內進行 A/D 轉換。當實際壓力低于設定壓力時 ,根據偏差進行 PID 數據處理，通過 D/A 轉換后發(fā)出指令，使變頻器輸出頻率升高，增加鼓風機轉速 ,兩臺風機最大流量無法滿足要求時，備用風機變頻啟動 ,并聯(lián)運行 ,使實行壓力達到設定壓力要求；反之則逆運行，使壓力在波動時保 持穩(wěn)定。其控制流程框圖如圖 15 所示。 [10] 16 圖 13 PLC變頻控制原理圖 I/O 口的分配 下面是鼓風機與變頻器組成的系統(tǒng)的 I/O 口分配 輸入設備 輸入地址 輸出設備 輸出地址 工頻（ SA1） X0 接觸器 KM1 Y0 壓力傳感器 X1 接觸器 KM2 Y1 電源通電（ SB1） X2 接觸器 KM3 Y2 正轉起動按鈕（ SB2） X3 正轉起動端 Y3 反轉起動按鈕（ SB3） X4 反轉起動端 Y4 電源斷電按鈕（ SB4） X5 蜂鳴器報警 Y5 變頻 制動按鈕（ SB5） X6 指示燈報警 Y6 電動機過載（ FR） X7 電動機過載指示燈 Y7 變頻故障 X10 17 外部接線 PLC 與變頻器的外部接線如下圖所示： 圖 14 PLC與變頻器的外部接線圖 4 系統(tǒng)軟件設計 梯形圖程序 梯形圖程序如下： 18 程序說明 （ 1）合上空氣開關，接通電源。在 PLC 中輸入程序。 （ 2）將轉換開關 SA1 撥向“工頻”，按下電源通電按鈕 SB1，鼓風機在工頻狀態(tài)下運行。 （ 3）當收到壓力信號需要鼓風機變頻 時，開關 SA1 撥向“變頻”，鼓風機開始變頻運行。 （ 4）可以通過開關 SB SB3 控制鼓風機的正反轉。 （ 5）故障處理：如果變頻器因故障而跳閘，報警后，操作人員應立即將 SA1撥向“工頻”位置，這時輸入繼電器 X0 動作，一方面使控制系統(tǒng)投入工頻運行方式；另一方面使 Y5和 Y6 復位，停止聲光報警。 （ 6）可以通過調節(jié)頻率設定器 RP 使鼓風機處于不同的頻率運行。 5 變頻器的抗干擾 在變頻器的輸入和輸出電路中，除較低次的諧波成分外，還有許多頻率很高的諧波電流，這些諧波電流除了增加輸入側的無功功率、降低功 率因數（主要是頻率較低的諧波電流）以外，還將以各種方式把自己的能量傳播出去，形成對其他設備的干擾信號，嚴重的甚至使某些設備無法正常工作。 19 變頻器干擾其他設備的根本原因，是因為其輸入和輸出電流中具有高次諧波成分。變頻器的輸入電流中具有很大的高次諧波成分，這些高次諧波電流除了影響功率因數外，也可能對其他設備形成干擾。由于絕大多數逆變橋都采用 SPWM調制方式，其輸出電壓為占空比按正弦規(guī)律分布的系列矩形波。又由于電動機定子繞組的電感性質，其定子電流十分接近正弦波，但其中與載波頻率相等的諧波分量仍較大。 ５ .１變頻器 的抗干擾措施 針對干擾的不同傳播方式，可采用各種相應的抗干擾措施，主要有以下方法。 1. 變頻器側 (1)對于通過感應耦合方式傳播的干擾，主要通過正確的布線和采用屏蔽線來削弱。 (2)對于通過電路傳導的干擾，主要通過增大線路在干擾頻率下的阻抗來削弱。實際上，可以串入一個小電感，它在基波頻率下的阻抗是微不足道的，但對于頻率很高的諧波電流，卻呈現(xiàn)出較高的阻抗，起到了有效的抑制作用。 (3)對于通過空中輻射方式傳播的干擾，主要通過吸收的方法來削弱。 變頻器的輸出側除了和和受控電動機相接外，與其他設備之間極少有線 路上的聯(lián)系，因此通過線路傳播其干擾的情形可不予考慮。 在變頻器的輸出側和電動機之間串入濾波電抗器 LD，可以濾除輸出電流中的諧波成分。這樣既可以抗干擾，還減小了電動機的諧波電流引起的附加轉矩，改善了電動機的運行特性。 2. 儀器側 (1)電源隔離法：因為變頻器輸入側的諧波電流常常從電源側進入各種儀器， 故在受干擾儀器的電源側采用有效的隔離和濾波措施。 (2)信號隔離法：在某些傳感器傳輸線較長，并采用電流信號的場合，還可 以考慮在信號側用光耦合器進行隔離。 因為變頻器在運行中會產生比較大的電磁干擾，為保證 PLC不因變頻器主電路斷路器以及開關器件等產生的干擾而出現(xiàn)故障，連接時還應注意以下問題 : （ 1）對 PLC 及變頻器本身應按規(guī)定的接線標準和接地條件進行良好的接地，且在接地時應將兩者很好地分開。 （ 2）當電源條件不是很好時，應在 PLC 的電源模塊以及以 O模塊的電源線路中接人嗓音濾波器，若有必要，在變頻器的一側也應如此 (主要是電抗器 )。 （ 3）當兩者需要安裝于同一面配電柜中時，應盡量將負載和控制線路分開。 （ 4）可以通過使用屏蔽線和雙紋線來提高整個系統(tǒng)的抗干擾水平。 20 6 結束語 本文通過 PLC 和變頻器來控制鼓風機的變頻 調速，經過調試和運行，基本完成了所需要的控制要求，其中變頻調速有非常重要的作用，它不僅節(jié)能還有很多其他的優(yōu)點。所以推廣應用變頻調速控制技術，對提高經濟效益，節(jié)約能源有非常重要的作用。 PLC 對整個系統(tǒng)的控制簡單方便，與單片機和傳統(tǒng)的繼電器控制相比提高了系統(tǒng)控制的準確性和可靠性。 致謝 首先，我要感謝老師在這幾個月的悉心指導，在這次畢業(yè)設計中，她給了我很大的幫助，給我提了很多寶貴的指導意見，幫助我完成了這次畢業(yè)設計。然后，我還要感謝我的同學，在日常的生活和學習中給予我?guī)椭?。最后，我再次由衷地感謝他們。 21 參考文獻 [1] 韓安榮 .通用變頻器及其應用 .機械工業(yè)出版社 [2] 黃運生 ,陳學 .鼓風機變頻調速系統(tǒng)的節(jié)能分析 .中南工業(yè)大學學報 ,1997 4月 28(2) [3] 尚緒永 ,吳兆坤 .水煤氣爐鼓風機的變頻調速 .煤氣與熱力 ,2020 7 [4] 宮浩然 .基于 PLC控制的變頻調速在物料攪拌系統(tǒng)中的應用 ,武漢理工大學 [5] 翟廣勝 .變頻器選擇方法及應用 .設備管理與維修 ,2020 1 [6] 朱正中 ,胡亞非 .風機變頻調速應用綜述 .煤礦機械 ,2020(7) [7] 張燕賓 .變頻器的選型與安裝 .電氣時代 ,2020(1) [8] 曲海波 ,譚業(yè)軍 .通用型變頻器的接線注意事項 .機床電器 ,2020(2) [9] 郜振國 .變頻器與 PLC連接需注意的問題 .電工技術 ,2020(3) [10] 李芳芹 ,任建興 .變頻技術在電廠泵與風機系統(tǒng)中應用的節(jié)能分析 .上海電力學院學報 ,2020 3月 21(1) [11] 李良仁 .變頻器調速技術與應用 .電子工業(yè)出版社 [12] 謝東 ,章彩云 .變頻調速技術在風機節(jié)能改造中的應用 [13] 張大鵬 .變頻調速器在鼓風機中的應用 [14] 趙建周 ,楊慶祥 .變頻器及其在節(jié)能方面的應 用 [15] 朱正中 ,胡亞非 .風機變頻調速應用綜述 [16] 戚學鋒 .高爐鼓風機計算機控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn) [17] 岳偉彬 .鼓風機變頻調速控制分析 [18] 李國厚 .PLC原理與應用設計 [19] 沈朝陽 ,胡雪峰 .鍋爐引風機變頻調速節(jié)能改造 [20] 楊成德 ,馮傳富 .鼓風機變頻節(jié)能分析 [21] 楊文勝 ,張云文 .變頻調速技術在鼓風機中的應用
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