DFD,Q智能手操器控制變頻器在加熱爐鼓風(fēng)機(jī)的改造

介紹新鋼公司線材廠對(duì)加熱爐的一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)實(shí)施變頻調(diào)速改造。使其具有工頻自動(dòng)切換， 并利用智能手動(dòng)操作器對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)距離頻率給定，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與頻率顯示。

周新楠／新余市職業(yè)教育中心

關(guān)鍵詞／KeyWords    DFD,Q智能手操器·變頻器·手動(dòng)操作器·鼓風(fēng)杌·技術(shù)改造

新鋼公司線材廠端進(jìn)側(cè)外三段連續(xù)式燃?xì)饧訜釥t采用兩臺(tái)同型號(hào)離心式風(fēng)機(jī)(型號(hào)9— 19～ 144， 風(fēng)壓1 133 Pa，風(fēng)量3 4l04 m ／h)，送風(fēng)管并聯(lián)運(yùn)行�？椿鸸さ蚬�(jié)風(fēng)門(mén)檔板控制送風(fēng)量，滿(mǎn)足了爐溫、煤氣壓力對(duì)送風(fēng)量要求。兩臺(tái)風(fēng)機(jī)電機(jī)(型號(hào)Js126—4，額定功率225 kw，額定電壓380 V，額定電流403A，額定轉(zhuǎn)速1 476 r／min)采用常規(guī)繼電接觸器控制工頻運(yùn)行。原有常規(guī)繼電接觸器控制工頻運(yùn)行主要存在以下問(wèn)題：

1)正常生產(chǎn)時(shí)需對(duì)一臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)門(mén)檔板進(jìn)行調(diào)節(jié)， 以控制送風(fēng)量， 即有一臺(tái)風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)工頻運(yùn)行會(huì)造成大量電能浪費(fèi)。

2)看火儀表間距離風(fēng)機(jī)及電氣控制柜現(xiàn)場(chǎng)較遠(yuǎn)，看火工需隨時(shí)根據(jù)爐溫和煤氣壓力等情況到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)檔板或?qū)﹄妱?dòng)機(jī)起停運(yùn)行操作， 勞動(dòng)強(qiáng)度大， 不能遠(yuǎn)程控制與顯示電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

3)繼電接觸器控制的故障率較高，工作不可靠。

風(fēng)機(jī)的變頻改造

考慮到生產(chǎn)實(shí)際所要求的送風(fēng)量大概為一臺(tái)半風(fēng)機(jī)的總送風(fēng)量，采用兩臺(tái)風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)工頻運(yùn)行，調(diào)節(jié)一臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)門(mén)檔板控制風(fēng)量，檔板上消耗了大量功率，造成大量電能損耗。因此有必要對(duì)其中一臺(tái)風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻凋速改造，另一臺(tái)仍采用接觸器控制。

1．系統(tǒng)主電路

系統(tǒng)主電路如圖1所示。其中，QF。

 

 

和QF：為低壓斷路器；KM，和KM 為交流接觸器； 為三相交流電抗器；TA，和TA：為電流互感器；FR為熱繼電器；變頻器選用施耐德Altivar38系列ATV38HC25N4X(額定功率220 kw，額定電壓380／460 V，額定電流407 A)。

2．工頻切換控制

控制電路如圖1b所示，KT 和KT，為時(shí)間繼電器，KA 和KA 為中間繼電器，KF為變頻器內(nèi)部故障繼電器，在變頻器正常運(yùn)行時(shí)， 接點(diǎn)R。C—R，A閉合，變頻器發(fā)生故障時(shí)，接點(diǎn)R c—R．B閉合�？刂齐娐返墓ぷ鬟^(guò)程如下：

(1)工頻運(yùn)行

將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)sA．轉(zhuǎn)至“工” 位，按起動(dòng)按鈕sB ，可實(shí)現(xiàn)接觸器KM 吸合，電動(dòng)機(jī)工頻起動(dòng)并運(yùn)行。用電流互感器TA，和TA，與熱繼電器FR配合可對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)，時(shí)間繼電器KT 與中間繼電器KA 配合可避免電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)因起動(dòng)電流過(guò)大而引起熱繼電器誤動(dòng)作而導(dǎo)致接觸器KM：斷開(kāi)，時(shí)問(wèn)繼電器KT 失電延時(shí)斷開(kāi)時(shí)間整定為略大于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間。

(2)變頻運(yùn)行

轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)sA 轉(zhuǎn)至“變” 位，按起動(dòng)按鈕sB ，中間繼電器KA 得電并自鎖， 同時(shí)變頻器內(nèi)部故障繼電器KF接點(diǎn)R c—R A接通，接觸器KM 得電，將電動(dòng)機(jī)接至變頻器，將變頻器正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)sA，及本地／遠(yuǎn)程控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA 接通，按本地／遠(yuǎn)程控制所在的檔位，加相應(yīng)的頻率給定，可實(shí)現(xiàn)變頻器運(yùn)行， 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)并運(yùn)行至變頻器輸出頻率(轉(zhuǎn)速)。

(3)故障切換

當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)，其故障繼電器KF動(dòng)作，接點(diǎn)R c—R A斷開(kāi)，KM 斷電， 電動(dòng)機(jī)脫離變頻器，同時(shí)接點(diǎn)R。c—R B接通，蜂鳴器HA嗚叫，指示燈HL亮，發(fā)出聲光報(bào)警，經(jīng)時(shí)間繼電器KT 延時(shí)后，接觸器KM 得電， 電動(dòng)機(jī)切換至工頻運(yùn)行。當(dāng)操作人員得到報(bào)警信號(hào)后，將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)sA 切換至工頻運(yùn)行位置，聲光報(bào)警解除。

3．變頻器控制端子接線施耐德Altivar38變頻器的控制端子分為四部分，如圖2所示。邏輯輸入端包括u 、LI：、LI 、LI 和+24等，其中，LI 設(shè)定為正轉(zhuǎn)，IJI 設(shè)定為給定切換， 由其選擇速度給定1和速度給定2，IJI，未定義，u 設(shè)定為故障復(fù)位；模擬輸入端包括AI。、AI 、c0M、+10等，、其中AI。為速度給定1，由本地電位器給定輸入，AI，為速度給定2，由4—20 mA直流電流由遠(yuǎn)程輸入；模擬輸出端包括A0和c0M等，其中AO．為電流輸出端，可以外接頻率表及去手動(dòng)操作器顯示頻率；邏輯輸出端包括內(nèi)部故障繼電器R 、運(yùn)行繼電器R 等的輸出接點(diǎn)，其接點(diǎn)如R。A—R。c、R。B—R。c可接至相應(yīng)控制電路。

 

4．變頻器的功能設(shè)定

施耐德Altivar38系列變頻器的功能碼分別在DISPLAY (顯示)菜單、ADJusT (調(diào)整)菜單、DRIVE (傳動(dòng)) 菜單、c0NTR0L (控制)菜單、I／O (輸入／輸出)菜單、FAuLT (故障)菜單和nLEs(文件)菜單等七種菜單中，通過(guò)對(duì)每個(gè)菜單中的各個(gè)功能代碼進(jìn)行設(shè)定即可完成相應(yīng)的功能設(shè)定。變頻器的功能設(shè)定如下：

1)內(nèi)外控指定選擇Lcc=N0 (外控，非變頻器操作盤(pán)控制)。

2)端子排控制的配置TCC=2 w (2線控制，LI 自動(dòng)為正轉(zhuǎn))。

3)邏輯輸入端設(shè)定LI =RFC (可給定切換)，u =RsT (故障復(fù)位)。

4)模擬輸入端設(shè)定AI =FR：(速度給定2)。

5)模擬輸出端設(shè)定A0 =OFR (電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行頻率)。

6)加速和減速斜坡形狀設(shè)定RPT=s (s形斜坡)。

7)加減速斜坡時(shí)間設(shè)定Acc=60 s，DEc=3DO s。

8)模擬輸入端上信號(hào)的最小值和最大值設(shè)定CRL=4 mA， CRH =20 mA。

9)模擬輸出端上信號(hào)的最小值和最大值設(shè)定AOL =4 mA， AOH =20 mA。

10)最低最高頻率設(shè)定LsP=0 Hz，HsP=50 Hz

遠(yuǎn)程頻率給定

當(dāng)變頻器邏輯輸入端IJl，(給定切換)接通，即轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)sA，選擇遠(yuǎn)程控制時(shí)，模擬輸入端AI的電流輸入信號(hào)作為速度給定2，取代模擬輸入端AI 由電位器取出的電壓給定信號(hào)1。電流給定信號(hào)由于不受線路壓降，接觸電阻及其壓降和感應(yīng)噪聲等影響，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，因此需遠(yuǎn)程(在看火儀表房) 控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(頻率)時(shí)，要向變頻器提供一個(gè)模擬電流輸人信號(hào)，同時(shí)變頻器的實(shí)際輸出頻率(即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)也相應(yīng)在儀表房?jī)?nèi)顯示。虹潤(rùn)智能手動(dòng)操作器(型號(hào)HR—WP—D935—02—12／12一H—A) 可實(shí)現(xiàn)雙LED數(shù)碼同步顯示兩個(gè)模擬量輸人和輸出值，滿(mǎn)足遠(yuǎn)程控制的要求。

1．DFD,Q智能手操器的主要特點(diǎn)及技術(shù)要求

智能手動(dòng)操作器采用智能化微機(jī)技術(shù)，全新的數(shù)字式調(diào)試概念，只需修改內(nèi)部參數(shù)，即可進(jìn)行校對(duì)及量程變更，能自動(dòng)跟隨輸入值進(jìn)行控制輸出，可同時(shí)LED數(shù)碼顯示外給定信號(hào)及反饋信號(hào)的測(cè)量值等功能。技術(shù)參數(shù)為：模擬輸入信號(hào)直流4～20 mA；模擬輸出信號(hào)直流4～20 mA；測(cè)量精度0．2％Fs；分辨率±1字；顯示方式0～100％顯示。參數(shù)設(shè)定為面板輕觸式按鍵數(shù)字設(shè)定，參數(shù)設(shè)定值斷電后永久保存，供電電壓交流220 V，功耗不大于5 w。

2．DFD,Q智能手操器儀表面板及接線圖

DFD,Q智能手操器顯示面板如圖3a所示。其中，AL1和AL2 分別為報(bào)警指示燈；A／M為功能指示燈；PVLED顯示器和sVLED顯示器均為LED數(shù)碼顯示，在參數(shù)設(shè)定狀態(tài)下可顯示參數(shù)符號(hào)及參數(shù)設(shè)定值，正常運(yùn)行時(shí)，PVLED顯示器顯示變頻器的頻率輸出(％)，SVLED顯示器顯示手動(dòng)操作器的手動(dòng)給定值(％)；SET為參數(shù)選擇鍵，▲為設(shè)定值增加鍵，V為設(shè)定值減小鍵；RsT為復(fù)位鍵。

 

圖3 手動(dòng)操作器LED 顯示面板及接線圖

手動(dòng)操作器的接線如圖3b所示。交流220V電源來(lái)自變頻器控制框，端子⑨ ⑩ 為手動(dòng)控制的輸出電流值，分別接至變頻器控制端AI 和c0M；端子⑩ ⑩ 為電流輸入端，接至變頻器輸出的電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行頻率的模擬電流端子A0．和COM。

3．參數(shù)設(shè)定

根據(jù)手動(dòng)操作器使用手冊(cè)，參數(shù)設(shè)定為：①顯示方式參數(shù)DIP1=03 (PVLED顯示變頻器頻率實(shí)際值，sVLED顯示手動(dòng)給定值)。② 輸出方式1 T：2 (模擬控制輸出)，輸出下限10uL=4 mA，輸出上限l0 uH =2O mA。③ 輸出類(lèi)型0uT=0 (模擬量控制輸出)，控制輸出下限OuL= 0％ ，控制輸出上限OuH=100％ 。④ 外給定輸入分度號(hào)1sLO=l2。⑤ 外反饋量程下限1PVL=4 mA，外反饋量程上限1 PVH：20 mA。⑥ 外給定量程下限1SLL=4 mA，外給定量程上限1SLH= 20 mA

結(jié)束語(yǔ)

本次改造利用變頻器實(shí)現(xiàn)一臺(tái)風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速，一臺(tái)風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行，避免看火工調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)擋板以滿(mǎn)足風(fēng)量要求。采用智能型儀表手動(dòng)操作器實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制變頻器的頻率給定，避免遠(yuǎn)距離使用電位器易受干擾的缺點(diǎn)，同時(shí)數(shù)字顯示變頻器的輸出頻率。變頻器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)，有效減少接觸器觸頭燒損等故障， 同時(shí)實(shí)現(xiàn)變頻器故障時(shí)的頻／工自動(dòng)切換，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。