【正文】 [6] 吳忠智、吳加林 ， 變頻器應(yīng)用手冊 機械工業(yè)出版社 2021 。 3 [5] 王樹主。 21 參 考 文 獻(xiàn) [1] 厲無咎、顧明時，應(yīng)用變頻調(diào)速恒壓變流量供水系統(tǒng) 中國第四屆交流電機調(diào)速傳動學(xué)術(shù)會議 1995 [2] 孫增析、張再興等智能控制理論與技術(shù)。 還有我要向在我論文傾注了大量心血和提供了許多幫助的各位老師、同學(xué)表示深深的敬意和謝意。 大學(xué)生活即將結(jié)束，我感到自己樹立了正確的世界觀、人生觀、價值觀。 20 致 謝 在即將畢業(yè)之際，畢業(yè)設(shè)計已接近尾聲，我想借此機會對關(guān)心和支持我的所有人表示感謝！ 三年來，我認(rèn)真地學(xué)習(xí)了專業(yè)課程基礎(chǔ)知識，具有一定的設(shè)計理論基礎(chǔ)和獨立設(shè)計能力，由于畢業(yè)設(shè)計的課題是一種整體性的，系統(tǒng)性的設(shè)計，我真的是很努力地在做，但還是感到力不從心，因而這次設(shè)計在深度和廣度上都有一定的局限性， 不過，我認(rèn)為還是提高了認(rèn)識，學(xué)到了東西。安全鏈多個觸點均為常閉觸點，其中任一觸點斷開，安全鏈即失效，系統(tǒng)處于停機狀態(tài)。 （ 2）安全問題 在軟件方面設(shè)置多個保護(hù)環(huán)節(jié)，時時檢測系統(tǒng)狀態(tài)，安全報警等。 19 如用水量進(jìn)一步增加，第二臺水泵切換至工頻運轉(zhuǎn) ,變頻 調(diào)速器控制第三臺水泵調(diào)頻運轉(zhuǎn) ,同時工作 3臺水泵。在本系統(tǒng) PID 中，只是用了比例和積分控制，其回路增益和時間常數(shù)可通過工程計算初步確定，但還需要進(jìn)一步調(diào)整以達(dá)到最優(yōu)控制效果 。生活及消防雙恒壓的兩個恒壓值是采用數(shù)字方式直接在程序中設(shè)定的。利用定時器中斷功能實現(xiàn) PID 控制的定時采樣及輸出控制。系統(tǒng)初始化的一些工作放在初始化子程序中完成。除此之外，泵組管理還有一個問題就是泵的工作循環(huán)控制，本例中使用泵號加 1 的方法實現(xiàn)變頻泵的循環(huán)控制 (3 再加 1等于 0)，用工頻泵的總數(shù)結(jié)合泵號實現(xiàn)工頻泵的輪換工作。在該系統(tǒng)中，控制 要求中規(guī)定任一臺泵連續(xù)變頻運行不得超過 3h，因此每次需啟動新泵或切換變額泵時，以新運行泵為變頻泵是合理的。為了判斷變頻器工作頻率達(dá)上限值的確實性，應(yīng)濾去偶然的頻率波動引起的頻率達(dá)到上限情況，在程序中考慮采取時間濾波。判斷需啟動新泵的標(biāo)準(zhǔn)是變頻器的輸出頻率達(dá)到設(shè)定的上限值。須排除故障，系統(tǒng)才能進(jìn)行正常工作 。硬件方面設(shè)置 16 安全鏈機械保護(hù)，經(jīng)多個閉合觸點組成，包括緊急停車，壓力超上下限開關(guān)，水位超上下限開關(guān)，電機過熱保護(hù)繼電器，空載保護(hù)等。供水量減少時，調(diào)速工作水泵首先由高頻段向低頻段調(diào)速運轉(zhuǎn)，水泵工作頻率達(dá)到柜內(nèi)微機控制器預(yù)先設(shè)定的下限工作頻率而實測水壓仍高 于水壓設(shè)定值時，直接停止首臺工作水泵，第二臺泵工頻運轉(zhuǎn)，第三臺泵調(diào)頻運轉(zhuǎn)保持系統(tǒng)水壓恒定，如 2臺水泵同時工作實際水壓仍高于設(shè)定值，直接停止工頻運轉(zhuǎn)水泵，第三臺調(diào)頻運轉(zhuǎn)保持系統(tǒng)水壓恒定。 （ 1）設(shè)備控制 3臺水泵電機 低峰供水時，工作一臺水泵電機變頻調(diào)速 ,用水量加大時，首臺工作水泵由低速向高速調(diào)頻，當(dāng)工作頻率達(dá)到 50 Hz 即水泵滿負(fù)荷工作時仍不能滿足用水要求時，將首臺工作水泵切換至工頻運轉(zhuǎn)，變頻調(diào)速器控制第二臺水泵調(diào)頻運轉(zhuǎn)，同時工作 2 臺水泵。若有電源瞬時停電的情況，則系統(tǒng)停機；待電源恢復(fù)正常后，系統(tǒng)自動恢復(fù)運行，然后按自動運行方式啟動 1泵變頻，直至在給定水壓值上穩(wěn)定運行。該方式主要供檢修及變頻器故障時用。對變頻器 R 進(jìn)行復(fù)位時只提供一個干觸點信號，由于PM為 4 個輸出點為一組共用一個 COM 端，而本系統(tǒng)又沒有剩下單獨的 COM 端輸出組，所以通過一個中間繼電器 KA的觸點對變頻器實行復(fù)頻控制。手動運行時，可用按鈕 SBl～ SB8 控制三R S T U V W ~ M ~ M ~ M N L1 L2 L3 KM1 KM3 KM5 KM2 KM4 KM6 FR1 FR2 FR3 QS1 QS2 QS3 QS4 FRA500 KM1 KM3 KM6 KM5 CIMR P5A45P5 QS1 QS2 QS3 QS4 FR3 FR2 FR1 KM2 KM4 KM6 KM1 KM3 KM5 N L1 L2 L3 15 臺泵的啟 /停和電磁閥 YV2 的通斷；自動運行時，系統(tǒng)在 PLC 程序控制下運行。 圖 43 電控系統(tǒng)主電路 控制電路圖 如圖 43 為電控系統(tǒng)控制電路圖。接觸器 KM KMKM5 分別控制 M M M3的工頻運行；電機分別為 M M M3。 主電路圖 如圖 42 所示為電控系統(tǒng)的主電路圖。整個 PLC 系統(tǒng)的配置如圖 42所示。選用 FXN2 32MR 主機一臺，加上一個模擬量輸入擴展模塊 FXN2 4N，再擴展一個模擬量輸出擴展模塊 FXN2 2N。水位上下限信號分別為 X X2它們在水淹沒時為 0，時為 1。 (6)對泵的操作要有手動控制功能，手動 只在應(yīng)急或檢修時臨時使用。 (4)三臺泵在啟動時都要有軟啟動功能。 (2)三臺泵根據(jù)恒壓的需要．采取“先開先?！钡脑瓌t接人和退出。該傳 感器還具有體積小，重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠的特點。此外，系統(tǒng)還設(shè)有多種保護(hù)功能，尤其是硬件 /軟件備用水泵功能，充分保證了水泵的及時維修和系統(tǒng)的正常供水。根據(jù)用水量的大小由 PLC 控制工作泵數(shù)量的增減及變頻器對水泵的調(diào)速，實現(xiàn)恒壓供水。下圖 31為日本三菱變頻器 FRA500在電路中的接線圖。變頻器端子的 19端和 20端是 傳感器壓力設(shè)定的上、下限值，該信號進(jìn) PLC，作為工頻切換的控制信息，由 PLC控制水泵的工頻或變頻運行 。 S1 和 S2短接，并與 S3 連接到 PLC 的輸出點上，由 PLC 控制變頻器的運行與關(guān)斷； U、 V、 W輸出端并聯(lián)三個接觸器分別接 M M M3 泵電機，變頻器可分別驅(qū)動三臺泵，另外這三臺泵電機還通過另外三個接觸器并聯(lián)到工頻電源上，這 6 個接觸器線包連接到 PLC 的四個輸出點上，由 PLC控制其工頻、變頻切換工作。 M M2為變頻器的極限輸出頻率的檢測輸出信號端，該信號進(jìn) PLC，作為泵變頻與工頻切換的控制信息之一，變頻器的極限輸出頻率通過面板可以設(shè)定 。 變 頻器選用日本三菱變頻器 FRA500 產(chǎn)品，適配電機 15 kW，該變頻器基本配置中帶有 PID 功能。 變頻器硬件選擇 根據(jù)設(shè)計要求，變頻器選用日本三菱變頻器 FRA500 產(chǎn)品。 通用變頻器按工作方式分類的主要工程意義在于各類變頻器對負(fù)載的適應(yīng)性。矢量控制將交流電動機的定子電流采用矢量分解的方法，計算出定子電流 的磁場分量及轉(zhuǎn)矩分量，并分別控制，從而大大提高了變頻器對電動機轉(zhuǎn)速及力矩控制的精度及性能。 10 （ 3） 矢量控制 。更重要的是，在 fE =常數(shù)的條件下，通過對轉(zhuǎn)差率的控制，可以實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)矩的控制。轉(zhuǎn)差頻率控制是在 fE 控制基礎(chǔ)上增加轉(zhuǎn)差控制的一種控制方式。采用 fU 控制方式的變頻器通常被稱為普通功能變頻器。 fU控制由于忽略了電動機漏阻抗的作用，在低頻段工作特性不理想。 fU 控制即電壓與頻率成比例變化控制。因而，改變頻率可以方便地改變電機的運行速度，也就是說變頻對于交流電機的調(diào)運來說是十分合適的。