張建平

【摘 要】隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技水平的不斷發(fā)展，變頻技術(shù)也得到飛速發(fā)展，憑著其操作簡(jiǎn)單、體積小、功能全面、抗干擾強(qiáng)、變頻效果好等特點(diǎn)，在各行各業(yè)得到廣泛地應(yīng)用。工廠控制系統(tǒng)對(duì)整個(gè)車(chē)間的生產(chǎn)發(fā)揮著重要作用，而變頻器作為工廠控制系統(tǒng)中的一個(gè)基本組成部件之一，在工廠的整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)起著舉足輕重的作用。本文介紹了工廠控制系統(tǒng)的基本組成、工作方式，說(shuō)明和探索了變頻器在電廠控制系統(tǒng)中的功能與應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】變頻器 工廠控制系統(tǒng) 應(yīng)用

當(dāng)今的工廠控制系統(tǒng)主要由PLC、NT（工業(yè)觸摸屏）、變頻器、重量檢測(cè)機(jī)構(gòu)和各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。變頻器作為工廠控制系統(tǒng)中的組成部分之一，在工廠生產(chǎn)中的調(diào)速、節(jié)能、自動(dòng)調(diào)節(jié)等方面起著重要的作用，表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)越性，使得工廠控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制功能更加完善，從而提高工廠的生產(chǎn)工作效率。

1 工廠控制系統(tǒng)概況

1.1工廠控制系統(tǒng)基本組成

工廠控制系統(tǒng)主要由可編程控制器（PLC）、工業(yè)觸摸屏（NT）、變頻器、重量檢測(cè)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)及各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。

1.2工廠控制系統(tǒng)的控制方式

（1）遙控方式。工廠控制系統(tǒng)中的遙控方式是其主要的工作方式。工廠控制系統(tǒng)中的遙控方式是相對(duì)于DCS主控室而言，即工廠中操作人員選擇“遙控方式”時(shí)，工廠中相關(guān)設(shè)備則就按照請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)工廠中相關(guān)控制。

（2）停止方式。工廠控制系統(tǒng)工作中的停止方式是指讓工廠中所運(yùn)行的相關(guān)機(jī)械設(shè)備等停止運(yùn)行。工廠控制系統(tǒng)中的停止控制主要有兩種方法：一是主控室發(fā)出一個(gè)給工廠中正在運(yùn)行相關(guān)機(jī)械設(shè)備停止信號(hào)；二是在就地控制柜的觸摸屏上選擇“停止方式”。

（3）就地方式。工廠控制系統(tǒng)工作中的就地方式是一種就地調(diào)節(jié)工廠中相關(guān)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行工作方式。當(dāng)工廠中相關(guān)操作人員選擇“就地方式”時(shí)，其中的相關(guān)機(jī)械設(shè)備就會(huì)按照所設(shè)定的方式（比如速度）進(jìn)行運(yùn)行。

2 變頻器概況

所謂變頻器，就是指利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用，將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因素等功能。

隨著近幾年的科技水平的不斷提高，變頻器得到快速發(fā)展，其具有操作簡(jiǎn)單、體積小、功能全面、抗干擾強(qiáng)、變頻效果好等特點(diǎn)，在各行各業(yè)得到廣泛地應(yīng)用，尤其是在工廠的矢量控制技術(shù)方面。另外，在工廠中，不僅在節(jié)能和軟起動(dòng)方面需要變頻器，而且在一些精確控制流量、壓力及液位的場(chǎng)所也需要采用變頻器來(lái)進(jìn)行控制。

3 變頻器在“工廠”控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1對(duì)工廠中相關(guān)壓力的控制

在工廠控制系統(tǒng)中，變頻器能夠?qū)σ恍┰O(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)（比如對(duì)一些工廠中的換熱器恒壓補(bǔ)水調(diào)節(jié)進(jìn)行控制），從而達(dá)到對(duì)生產(chǎn)壓力的控制。具體控制情況如下：首先對(duì)變頻器進(jìn)行設(shè)置，即通過(guò)對(duì)AI1＼AI2參數(shù)和代碼4019、4020給定值選擇設(shè)定，以及根據(jù)恒定的給定值，對(duì)達(dá)到壓力目標(biāo)值進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，PI遠(yuǎn)傳壓力表做為實(shí)測(cè)值與目標(biāo)值的差值，通過(guò)PID作用即可實(shí)現(xiàn)就地變頻壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)。這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)變壓器自動(dòng)調(diào)節(jié)恒壓補(bǔ)水，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)所需壓力的調(diào)節(jié)和控制作用。

3.2對(duì)工廠中節(jié)能的控制作用

在一些工廠中，由于設(shè)備設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致能源消耗較大，不利于工廠中的生產(chǎn)效率。比如在對(duì)電力工程中，可以采用一臺(tái)型號(hào)ACS800-01-0016-3+P901型的變頻器和一件型號(hào)為UHZ-50/0 具有遠(yuǎn)傳功能的磁性液位計(jì)對(duì)疏水箱液位實(shí)施控制。首先，將遠(yuǎn)傳信號(hào)接入ACS800-01-0016-3+P901型的變頻器作為實(shí)測(cè)值，與所設(shè)定的內(nèi)部設(shè)定值進(jìn)行比較和運(yùn)算，然后再對(duì)水泵流量的輸出量進(jìn)行控制，這樣就達(dá)到了疏水箱液位控制的目的。通過(guò)變頻器對(duì)疏水箱液位進(jìn)行控制，可以將低位水箱中的水抽到補(bǔ)水箱中，對(duì)水進(jìn)行循環(huán)利用，這樣就極大的提高了電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3對(duì)工廠中水位的精確控制

一般情況下，在工廠中的每臺(tái)機(jī)組均配置有兩臺(tái)凝結(jié)水泵，一臺(tái)用于運(yùn)行使用，一臺(tái)用以備用。但是工廠中是凝結(jié)水泵在運(yùn)行中存在三個(gè)問(wèn)題：一是在不同的負(fù)荷作用下，凝結(jié)水泵都會(huì)在額定功率下運(yùn)行，這樣就會(huì)造成大量電能的耗損；二是在凝結(jié)水泵的實(shí)際運(yùn)行中，對(duì)凝結(jié)水再循環(huán)門(mén)的開(kāi)度一般控制在90%左右，然而其理論計(jì)算耗能約為30%～50%，這樣說(shuō)明對(duì)凝結(jié)水再循環(huán)門(mén)既不容易控制，又存在很大的浪費(fèi)；三是由于凝結(jié)水泵采用的是工頻直接起動(dòng)，瞬間所需的電流大，這樣對(duì)工廠中相關(guān)設(shè)備帶來(lái)很大的損傷。

采用變頻器對(duì)凝結(jié)水泵進(jìn)行進(jìn)行控制，又能夠有效地改善以上存在的問(wèn)題。當(dāng)凝結(jié)泵正常運(yùn)行時(shí)，水位的設(shè)定值可以通過(guò)變頻器控制盤(pán)數(shù)字化進(jìn)行設(shè)定，可以通過(guò)PID調(diào)節(jié)功能塊對(duì)凝結(jié)水泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而維持水位；當(dāng)凝結(jié)泵變頻工作到50Hz，并且DCS發(fā)出高水位報(bào)警信號(hào)時(shí)，變頻器就會(huì)控制柜在收到DCS送來(lái)的信號(hào)，自動(dòng)地投入另一臺(tái)凝結(jié)泵工作。另外，可以指定兩臺(tái)凝結(jié)水泵中的任何一臺(tái)作為變頻泵的主運(yùn)行泵，另一臺(tái)泵則為備用。當(dāng)變頻控制柜在收到DCS送來(lái)的啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，就能夠自動(dòng)地啟動(dòng)相應(yīng)水泵進(jìn)行運(yùn)行，達(dá)到對(duì)兩臺(tái)水泵的控制作用。比如當(dāng)遇到異常情況時(shí)，只需要在變頻控制柜本體按下緊急停機(jī)按鈕，就可以停止相應(yīng)凝結(jié)泵的運(yùn)行，并且能夠快速、自動(dòng)地啟動(dòng)另外一臺(tái)凝結(jié)泵開(kāi)始運(yùn)行。另外，應(yīng)該注意確保凝結(jié)水母管壓力不低于0.83MPa，并且將變頻器設(shè)置為最低運(yùn)行頻率40HZ即可，這樣變頻器就能對(duì)水位以頻率40～50Hz范圍內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)地調(diào)整。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著我國(guó)科技水平的不斷發(fā)展，變頻技術(shù)也得到飛速發(fā)展，變頻器的越來(lái)越多的功能得到研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。在工廠中，充分應(yīng)用變頻器對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造，已經(jīng)得到廣泛關(guān)注、重視和接受?？梢哉f(shuō)，在工廠控制系統(tǒng)中應(yīng)用變頻器，可以給工廠帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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