【正文】 19 參考文獻(xiàn) [1] 范永勝 .變頻器及可編程控制器在鍋爐引風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用 [J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新 ,2020,17(3): 6466 [2] 王永華，宋寅卯，鄭安平，陳玉國，現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù) .北京航空航天大學(xué)出版社出版， 2020 [3]楊鈴 ,變頻調(diào)速技術(shù)在離心式風(fēng)機(jī)控制中的節(jié)能分析 [J].風(fēng)機(jī)技術(shù) ,2020(4): 4748 [4] 沈朝陽 ,胡雪峰 ,鍋爐引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能改造南京卷煙廠 ,南京 ,2020 [5]姚永亮 ,黃華 .風(fēng)機(jī)調(diào)速技術(shù)的選擇分析及節(jié)能應(yīng)用 [J].通用機(jī)械 ,2020年 01期 : 11 [5] 李劍峰 .礦井主扇風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)頻控制 [J].機(jī)械制造與自動(dòng)化 ,2020 年35 卷 5 期 : 155155 頁 [6]馮薇 .電氣控制與可編程控制器 [M].北京 : 北京工業(yè)出版社 .2020 [7]劉明勤 .ABB 變頻調(diào)速恒壓供水在生活 消防的應(yīng)用 [J].自動(dòng)化信息 . 8期 [8]李國厚 ,PLC 原理與應(yīng)用設(shè)計(jì) [M].北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020 [9] 齊占慶， 機(jī)床電氣控制技術(shù) .機(jī)械工業(yè)出版社，燕山大學(xué)， 2020 [10]范德祥，風(fēng)機(jī)水泵的節(jié)能改造．無錫市微電熱中試基地， 1994 [11]姚福強(qiáng) ,高正中 ,孫惠民等 .煤礦壓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ［ J］ .煤礦機(jī)械 ,2020(12): 13 [12] 徐普榮，高壓變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐。這將使我在今后的生活、工作和學(xué)習(xí)中受益非淺 。 致謝 本論文的完成，自始至終滲透著 指導(dǎo) 老師的悉心指導(dǎo)，從論文選題、理論研究、系統(tǒng)開發(fā)的整個(gè)過程，處處滲透著 指導(dǎo) 老師的心血和辛勞 。在硬件選取時(shí)也留有一定的擴(kuò)展空間，目前只進(jìn)行了壓力測(cè)量來控制離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以后還可以進(jìn)行其它參數(shù)測(cè)量實(shí)現(xiàn)更多的自動(dòng)控制。系統(tǒng)控制程序可根據(jù)需要而改變，具有很好的柔性。 本系統(tǒng)利用 PLC 實(shí)現(xiàn)就地控制，并有自動(dòng) /手動(dòng)互相切換兩種工作方式，既能在正常生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制保證工作效果，又能在變頻器或元器件出現(xiàn)故障，或需要檢修調(diào)整自控系統(tǒng)且不影響生產(chǎn)等出現(xiàn)故障時(shí)，切換到手動(dòng)控制進(jìn)行應(yīng)急處理。 18 7 結(jié)論 利用 PLC 來控制變頻器實(shí)現(xiàn)離心風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速自 動(dòng)控制是完全可行的。 （ 6）報(bào)警系統(tǒng)調(diào)試。 （ 4）系統(tǒng)工作過程調(diào)試。 （ 2）系統(tǒng)的自動(dòng) /手動(dòng)轉(zhuǎn)換調(diào)試。軟硬件結(jié)合調(diào)試的主要內(nèi)容包括： PLC 程序運(yùn)行控制硬件是否達(dá)到預(yù)定要求，在非正常情況下是否有報(bào)警提示和相應(yīng)的安全措施，系統(tǒng)的抗干擾措施是否達(dá)到效果。 硬件系統(tǒng)的調(diào)試 硬件系統(tǒng)的調(diào)試主要是各個(gè)裝置的調(diào)試，包括 PLC，變頻器，傳感器，繼電器等電氣裝置的安裝，連線，初始化設(shè)置等，檢查其是否存在斷線，連線，錯(cuò)線以及設(shè)置錯(cuò)誤。如果電源是電纜引入，則應(yīng)做好控制室的防雷系統(tǒng) ，以防雷電竄入破壞設(shè)備 。 （ 8）要考慮防雷設(shè)計(jì)。 （ 6）在電氣設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)中，充分考慮電氣設(shè)備之間的互鎖關(guān)系。而且二者在接地時(shí)，應(yīng)盡量分開，不要使用同一接地線。 （ 4）變頻器和 PLC 均要可靠接地。 （ 2）控制柜和離心風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)距離不要太遠(yuǎn)，尤其是信號(hào)傳輸電纜要盡可能短，而且要盡量遠(yuǎn)離那些會(huì)產(chǎn)生電磁干擾的裝置。 （ 1）變頻器和 PLC 應(yīng)安裝于專門的控制柜中，但一定要保證良好的通風(fēng)環(huán)境和散熱， PLC 四周留有 50mm以上的凈空間。 16 圖 13 比較程序 圖 14 模擬量輸出程序 5 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì) 系統(tǒng)中采用的工控設(shè)備變頻器和 PLC 均具有抗干抗能力強(qiáng)，可靠性好的特點(diǎn)。 圖 12模 擬量輸入程序 （ 3） 比較程序 將溫度傳感器的兩次測(cè)量值的平均值分別與前次測(cè)量值進(jìn)行濾波，然后取平均值與設(shè)定值比較，與設(shè)定值不等則進(jìn)行 PID 調(diào)節(jié)控制，此程序梯形圖如圖 13所示。 圖 11啟動(dòng) /停止程序 （ 2） 模擬量輸入程序 由于本控制系統(tǒng)采用兩個(gè)壓力傳感器測(cè)量車間內(nèi)不同兩點(diǎn)的壓力信號(hào)，所以要分別讀取兩次模擬量值。 程序設(shè)計(jì)的梯形圖 （ 1） 啟動(dòng) /停止程序 15 啟動(dòng) /停止程序主要控制系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止，按下啟動(dòng)按鈕時(shí)自動(dòng)控制系統(tǒng)開始運(yùn)行，按下停止按鈕自動(dòng)控制系統(tǒng)停止運(yùn)行。增開離心風(fēng)機(jī)過程的實(shí)現(xiàn)相對(duì)復(fù)雜一些，首先要將運(yùn)行在變頻狀態(tài)的電機(jī)和變頻器脫離后，再 切換到電網(wǎng)運(yùn)行，同時(shí)變頻器又要以起始頻率起動(dòng)一臺(tái)新的電機(jī)運(yùn)行。設(shè)變頻器輸出頻率達(dá)到極限頻率時(shí)的信號(hào)為 X1，實(shí)際壓力高于設(shè)定壓力值的信號(hào)為 X2，實(shí)際壓力達(dá)到設(shè)定壓力值的信號(hào)為 X3，實(shí) 際壓力低于設(shè)定壓力值的信號(hào)為 X4。 當(dāng)系統(tǒng)處于單臺(tái) 離心 風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如變頻器輸出頻率達(dá)到下限頻率，壓力低于設(shè)定值時(shí)，則關(guān)閉變頻器運(yùn)行，此時(shí)三臺(tái) 離心 風(fēng)機(jī)都已關(guān)停，系統(tǒng)通過壓力傳感器時(shí)時(shí)檢測(cè)車間內(nèi)壓力值，一旦溫度高于設(shè)定值，則啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。并按“先起先?！钡脑瓌t，由 PLC 給出控制信號(hào)，將當(dāng)前最先工作在工頻方式的 離心 風(fēng)機(jī)關(guān)閉，同時(shí) PID 調(diào)節(jié)器將根據(jù)調(diào)整值自動(dòng)升高變頻器輸出頻率，加大風(fēng)量，維持壓力的恒定。整個(gè)轉(zhuǎn)換過程中，總是保證原來工作于變頻運(yùn)行狀態(tài)的 離心 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)入工頻恒速運(yùn)行，新開 離心 風(fēng)機(jī)運(yùn)行在變頻狀態(tài)，保證只有一臺(tái) 離心 風(fēng)機(jī)運(yùn)行在變頻狀態(tài)。系統(tǒng)工作于 1離心 風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行、 2離心 風(fēng)機(jī)工頻 運(yùn)行、3離心 風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行的狀態(tài)。在 2離心 風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行過程中，變頻器根據(jù)壓力的變化通過 PID 調(diào)節(jié)器調(diào)整 1離心 風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制風(fēng)量，使壓力達(dá)到設(shè)定值。 PLC 控制程序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是接收來自壓力傳感器的信號(hào)，判斷當(dāng)前的壓力大小，通過程序處理，輸出信號(hào)去控制變頻器、繼電器、接觸器、信號(hào)燈等電器的動(dòng)作，進(jìn)而調(diào)整離心風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，從而達(dá)到控制礦井壓力的目的。 PLC 程序設(shè)計(jì) 離心風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的主要功能有自動(dòng)變頻恒壓運(yùn)行、自動(dòng)工頻運(yùn)行、遠(yuǎn)程手動(dòng)控制和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制。 變頻器接線圖如圖 10 所示。因此，應(yīng)適當(dāng)預(yù)置啟動(dòng)頻率值，使其在啟動(dòng)瞬間有一定的沖擊力。本系統(tǒng)中下限頻率設(shè)定為 35Hz。 表 3 控制電路端子及功能表 端子符號(hào) 端子名稱 功能說明 5V 電位器電源 DC 穩(wěn)壓電源（最大輸出電流： 10mA） VRF 電壓輸入 DC0~5V 或 DC0~10V，輸入電阻 10KΩ IRF 電流輸入 DC4~20mA 輸入電阻 240Ω GND 接地 端子 5V， VRF， IRF，與 FMA 的公共端 FWD 正轉(zhuǎn)運(yùn)行設(shè)定 FWDCM 接通，正轉(zhuǎn)；斷開，減速停止 REV 反轉(zhuǎn)運(yùn)行設(shè)定 REVCM 接通，反轉(zhuǎn)；斷開，減速停止 THR 外部故障報(bào)警設(shè)定 THRCM 斷開，產(chǎn)生外部報(bào)警信號(hào)，變頻器立即關(guān)斷輸出 RESET 復(fù)位 RESETCM 接通，變頻器復(fù)位 FMA 模擬量輸出 模擬信號(hào)輸出（ 0~20mA, 0~10V） 30A,30B,30C 故障輸出 變頻器故障輸出，常開 30A， 30B 閉合，常閉 30B， 30C 斷開 X1， X2， X3 多極轉(zhuǎn)速選擇 X1， X2， X3 的 ON/OFF 組合能選擇不同頻率 X4， X5 加減速時(shí)間選擇 X4， X5 的 ON/OFF 組合能選擇不同的加減速時(shí)間 CM 公共端 控制輸入端及運(yùn)行狀態(tài)輸出端的公共端 （ 3） 下限頻率： 在風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速過低，會(huì)出現(xiàn)電機(jī)的全揚(yáng)程小于基本揚(yáng)程 (實(shí)際揚(yáng)程 )，形成電機(jī)“空轉(zhuǎn)”的現(xiàn)象。 （ 2） 上限頻率：由于變頻器內(nèi)部具有轉(zhuǎn)差補(bǔ)償功能，在 50Hz 的情況下，電動(dòng)機(jī)在變頻運(yùn)行時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)速要高于工頻運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速，從而增大了電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，因此實(shí)際預(yù)置的頻率 應(yīng)略低于額定頻率。因此，變頻器的最高頻率只能與電動(dòng)機(jī)額定頻率相等。它具的SPWM 控制有以下優(yōu)點(diǎn)： 低速額定轉(zhuǎn)矩輸出運(yùn)行穩(wěn)定，超靜音穩(wěn)定運(yùn)行； 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，最高可達(dá) 125％額定轉(zhuǎn)矩，方便實(shí)現(xiàn)以最快速度準(zhǔn)確停車； 快速適應(yīng)負(fù)載變化，提供最高效率的輸出電壓，適應(yīng)于不同負(fù)載的 V/F 特性均可自動(dòng)調(diào)整； 內(nèi)置 RS485 通訊接口，完全支持 MODBUS 通訊協(xié)議； 先進(jìn)的自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償功能設(shè)計(jì)，可使系統(tǒng)性能達(dá)到最優(yōu)； 可設(shè)定節(jié)能運(yùn)行方式；