1、用PLC和變頻器實(shí)現(xiàn)壓濾機(jī)入料泵的自動控制摘要：本文介紹臨渙選煤廠通過變頻調(diào)速技術(shù)改造，用PLC自動調(diào) 節(jié)和控制壓濾機(jī)入料泵，實(shí)施后收到很好效果。關(guān)鍵詞：入料泵；PLC；變頻器臨渙選煤廠壓濾車間有10臺壓濾機(jī)，配備了 10臺入料泵。單機(jī) 額定功率75 kW，為現(xiàn)場單機(jī)控制。由于泵的出口壓力大，且難控制， 浪費(fèi)了大量電能，運(yùn)行過程中經(jīng)常發(fā)生管道破裂，也增加了職工的勞 動強(qiáng)度。為此，決定采用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改造，用PLC實(shí)現(xiàn)自動 調(diào)節(jié)和各種控制功能。1工藝要求1）控制上，每組兩臺電機(jī)選用一臺ABB75kW變頻器，由選擇 開關(guān)選擇所要運(yùn)行電機(jī)。選中后，可實(shí)現(xiàn)變頻啟動、運(yùn)行，另一臺則 不能投運(yùn)。即使相

2、互切換，也不能發(fā)生兩臺同時(shí)停止現(xiàn)象。2）4臺遠(yuǎn)控按鈕箱，具備控制電源斷開、頻率顯示及電流顯示等 功能。3）保持入料泵出口壓力在設(shè)定值上。2系統(tǒng)控制原理生產(chǎn)工藝設(shè)定的入料泵網(wǎng)出口壓力為P1，而現(xiàn)場實(shí)際測定壓力為 P2。根據(jù) P=P2-P1值的大小，由PLC內(nèi)PID功能模塊進(jìn)行PID運(yùn) 算，控制變頻器來改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速，滿足生產(chǎn)需要。當(dāng)左？ 0時(shí)， 現(xiàn)場流量偏大，則降低變頻器輸出頻率，使電動機(jī)轉(zhuǎn)速降低，減少實(shí) 際流量；當(dāng)左PV0,現(xiàn)場流量偏低，將轉(zhuǎn)速加快， P減少。這樣 不斷調(diào)整，使 p趨于0,現(xiàn)場實(shí)際壓力在設(shè)定壓力附近波動，保 證壓力穩(wěn)定。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，見圖1。3設(shè)計(jì)方案該方案，每一組主要由1臺ABB

3、 ACS550-01-0157A-4變頻器、1 臺S7-200型PLC（CPU215/216,配備EM235擴(kuò)展模塊）以及接觸器、 現(xiàn)場按鈕箱、轉(zhuǎn)換開關(guān)等組成，用PLC實(shí)現(xiàn)入料泵的流量單回路閉 環(huán)PID控制以及入料泵起動、停止、切換、故障顯示等各種電氣控 制功能。主回路，見圖2。300V M圈Z主巨I路3.1 PID運(yùn)算功能的實(shí)現(xiàn)S7-200系列中，CPU215/216具有32位浮點(diǎn)運(yùn)算指令和內(nèi)置PID 調(diào)節(jié)運(yùn)算指令等特殊功能。使用時(shí)，只需在PLC內(nèi)存中填寫1張PID 控制參數(shù)表，見表2。再執(zhí)行指令：PID TABLE，LOOP，即可完成PID 運(yùn)算。其中，操作數(shù)TABLE使用變量儲存器VBx

4、，用來指明控制環(huán) 的起始地址；操作數(shù)LOOP是控制環(huán)號（常數(shù)，07）。編號2、4、 5、6、7的參數(shù)固定不變，可在PLC主程序中設(shè)定；編號為1、3、 8、9的參數(shù)具有實(shí)時(shí)性，須在調(diào)用PID指令時(shí)填入。由于S7-200輸入和輸出為開關(guān)量，而變頻器和壓力變送器的信號 為模擬量，因此，EM235模塊要實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換，一個(gè)EM235模塊 可同時(shí)需要1路模擬量（壓力信號）輸入通道和1路模擬量輸出通 道（接至變頻器）。比例增益 采樣時(shí)閭微分時(shí)問 累汁濕茶尤前調(diào)節(jié)量名星M帝量用出制晚刑輸樺說明h被控對蒙的輸由苗In岐檸對象的飴龍輸出里hiZ&ul輸出到獨(dú)拎對舞kl可正可負(fù)hi止數(shù)、單位為秒正數(shù)、單位為分In

5、正數(shù),單位為分fn/oill累計(jì)偏移快Itl/oLLt上次PID指今時(shí)的調(diào)節(jié)量控制參數(shù)表3.2起動M1和M2各有兩種起動方式，可通過轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇變頻/工頻起 動方式。3.3運(yùn)行正常情況下，電動機(jī)M1處于變頻調(diào)速狀態(tài)，電動機(jī)M2處于停 機(jī)備用狀態(tài)?，F(xiàn)場壓力變送器檢測管網(wǎng)出口壓力（420 mA模擬量信 號），并與設(shè)定值比較，經(jīng)PLC內(nèi)部專用PID指令運(yùn)算，得到變頻 器所需頻率信號，然后自動調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到所需管網(wǎng)壓力。 3.4停止按下“停止按鈕”，PLC控制所有接觸器斷開，變頻器停止工作。3.5切換當(dāng)需從電動機(jī)M1切換到M2時(shí)，接觸器KM2斷開，KM1閉合。 此時(shí)，電動機(jī)M1工作在工頻下，在變

6、頻器完全停止后，KM4閉合， 變頻器重新起動，電動機(jī)M2在變頻器驅(qū)動下起動；完全起動后， KM1斷開，電動機(jī)M1停止，切換操作結(jié)束。電動機(jī)M2切換到 M1過程類似。3.6報(bào)警及故障自診斷通過PLC內(nèi)部程序設(shè)定報(bào)警及聯(lián)鎖保護(hù)，一旦出現(xiàn)故障，立即停 止相應(yīng)操作并報(bào)警。對于故障自診斷功能，考慮到成本，未設(shè)計(jì)上位 機(jī)，只設(shè)置相應(yīng)故障代碼，通過4位數(shù)碼管顯示，使維修人員可根 據(jù)故障信息方便查找到故障點(diǎn)。4設(shè)計(jì)中應(yīng)注意事項(xiàng)1）采用變頻控制后，入料泵實(shí)現(xiàn)軟起動，減小了起動電流對電 網(wǎng)沖擊；節(jié)電效果明顯，1年內(nèi)可回收全部投資。2）采用PLC后，組成閉環(huán)自控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，運(yùn)行更加 穩(wěn)定可靠。3）變頻器、PLC、接觸器等可安裝在一臺控制柜內(nèi)，可就地或遠(yuǎn) 控操作，方式簡單靈活。4）系統(tǒng)可擴(kuò)展性較好。若生產(chǎn)需要，本系統(tǒng)也可方便接入DCS或 上位機(jī)，建立人機(jī)界面的監(jiān)控系統(tǒng)等。5）大大延長入料泵和管道的使用壽命，提高可靠性，減少停車 損失，降低運(yùn)行費(fèi)用。6）PLC控制電動機(jī)在變頻/工頻供電方式下切換時(shí)，須保證各接 觸器閉合和斷開順序以及足夠的延時(shí)，以防止電動機(jī)繞組產(chǎn)生的感應(yīng) 電動勢加載到變頻器的輸出逆變橋