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【论文题目】冷却塔风机变频控制
本设计的内容是PLC控制的冷却塔风机变频控制系统,主要用到了PLC,触摸屏和变频器.冷却塔风机变频控制系统配备有一台变频器,对一台风机进行变频控制,其余两台风机工频运行,根据出水温度的变化来控制工频运行风机的起动和停止,实现对水温的初步调节,并对一台风机进行变频控制,对水温进行微调,从而使冷却塔内的水温控制在一个稳定的状态.
关 键 词:可编程控制器(PLC),变频器,触摸屏
随着变频技术的不断发展和人类节能意识的提高,各种变频装置的应用已在全球各行业产生了显着的经济效益.
【设计方案】
通过安装在出水总管上的温度传感器,把出水温度信号变成4-20mA的标准信号送入PLC的模拟输入模块,并最终转换为相应的数值(BCD码),通过编好的PLC程序,得出的此数值和在触摸屏设定的温度值进行比较,得到一比较参数,送给变频器,由变频器控制一台电机的转速,并根据出水温度的高低,由PLC控制工频启动的风机的数量,使冷却塔的回水温度控制在设定的温度上.
图1-1冷却塔风机变频控制系统原理图
图1-1为冷却塔风机变频控制系统,其频器的作用是为电机提供可变频率的电源,实现电机的无机调速,温度传感器的作用是检测出水管的水温,人机界面主要是通过和PLC通讯,实时显示水温,电机频率,并可设定相关的给定值.如图所示,共有三台风机,其中M3是变频控制的,M1和M2是工频控制的.当系统供电开始时,三台风机处于待机状态,根据出水温度的变化,自动运行系统.当出水温度达到设定的开机温度时,变频风机M3开始变频运转,如温度继续上升,水温超出工频启动的设定值,且M3变频风机上升到全频运行,开启M1风机工频运转,如温度继续上升,开启M2风机工频运转.如M3运转频率达到50.0HZ,M2,M3也工频运转,且温度达到报警上限值,则系统会产生一个报警.当温度下降到工频启动的设定值时,M2风机停止运转,如温度继续下降,M1风机停止运转,当温度下降到一定的下限值和M3的运转频率低于一定的值时,M3风机停止运转.
【系统控制要求】
1三台风机的基本工作方式
方式一:3#风机变频运行
方式二:3#风机变频运行1#风机工频运行
方式三:3#风机变频运行1#风机工频运行2#风机工频运行
2三台风机启动时有延时,减小电流过大时对其它用电设备的冲击,
3有完善的报警功能,
4对风机的操作有手动和自动两种控制功能.
5传感器选用PT100,将4-20mA的信号送入模拟输入模块,
6变频器选用施耐德的ATV28,该产品具有过热和过流保护,电源欠压和过压保护,缺相保护等功能,通过PLC模拟量输出端子来控制变频器的频率,从而达到风机速度跟随温度给定,保证冷却塔水温的恒定.
变频器主要参数设定
代码说明设定
ACCAcceleration---s5s
DECDeceleration---s5s
TCCTermStripCon2W
TCTType2WireLEL
CrLAI2minRef4mA
CrHAI2maxRef20mA
7PLC及模块采用施耐德Neza系列产品的TSX08CD12R8D和TSX08EA4A2,前者为CPU本体,带有12点输入,8点继电器输出,有实时时钟,24VDC电源,后者为扩展模块,模拟量4路入,2路出,12位精度.
输入输出点的地址分配表
代码地址编号注释
SA1%I0.00自动
SA2%I0.013#风机运行
KA1%I0.021#风机运行
KA2%I0.032#风机运行
KM1%I0.04急停
KM2%I0.05自动启动
ES%I0.06自动停止
SB7%I0.071#风机故障
SB8%I0.082#风机故障
FR1%I0.09变频器故障
FR2%I0.10备用
VF%I0.11备用
KA5%Q0.003#风机运行
KA6%Q0.011#风机运行
KA7%Q0.022#风机运行
KA8%Q0.03自动启动灯
EL1%Q0.041#故障
EL2%Q0.052#故障
EL3%Q0.063#故障
HA%Q0.07报警
【电气控制系统原理图】
电气控制系统原理图包括主电路图3-1,控制电路图3-2和PLC接线图3-3.
1主电路图
如图3-1所示为系统的电机控制系统主电路图.三台电机分别为M1,M2,M3.接触器KM1,KM2分别控制M1和M2的工频运行,M3为变频控制,QF1,QF2,QF3分别为三台风机电机主回路的隔离开关,FR1和FR2为M1和M2风机电机的过载保护用的热继电器,QF4为开关电源的主电路的隔离开关,QF5为控制电路的主电路的隔离开关.
图3-1
2控制电路图
下图所示为风机电机的控制系统电路图.图中有手动/自动选择开关,手动运行时,可用SB1,SB3和SB5控制三台风机工频或变频的起动,SB2,SB4,SB6可停止三台风机.自动运行时,系统在PLC程序控制下运行,KA5,KA6,KA7,KA8是与PLC输出端连接的中间继电器KA5,KA6,KA7,KA8的常开触点.图中的LB1—LB8是各种指示灯,显示三台风机和系统的状态.
LC接线图
4.系统程序设计
本程序较为简单,只需编写一段主程序就可以.在程序中,有初始化处理,逻辑运算及报警处理等.以下是其中的一段程序.
【参考文献】
(1)江秀汉主编《可编程控制器原理及应用》西安:西安电子科技大学出版社,1993年
(2)施耐德电气公司《Altivar28Telemecanique变频器》2002年
(3)施耐德电气公司《PL7Micro软件参考手册》2003年
作者:范明锦
单位:苏州生益科技有限公司
地址:苏州工业园区星龙街288#
E-mail:fanmj@syst..
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