摘 要：變頻調(diào)速技術(shù)在電力拖動系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。介紹了Allen-Bradled公司1336 PLUS Ⅱ變頻器在煉鋼廠11水站氧槍供水泵中的應(yīng)用，針對生產(chǎn)中的一些問題對變頻器的功能進行了設(shè)置，設(shè)計了在緊急情況下變頻器的工作狀態(tài)。通過設(shè)計，實現(xiàn)了生產(chǎn)中的功能要求，也解決了生產(chǎn)中的一些問題。 關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速 無傳感器矢量控制 自動節(jié)能器 1 引言 　　變頻調(diào)速技術(shù)在電力拖動系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛，它具有高效率、寬范圍和高精度的調(diào)速性能。采用PLC、變頻器和交流異步電動機組成的11水站氧槍供水泵控制系統(tǒng)具有低成本、高效益的優(yōu)勢。煉鋼廠生產(chǎn)規(guī)模大，各種水泵比較多，其中幾臺氧槍供水泵尤其重要，并且使用生產(chǎn)水較多，能源消耗也較大，因此保證氧槍的正常運行和節(jié)約能源就顯得格外重要，通過對AB公司1336 PLUS Ⅱ變頻器的介紹，我們可以了解11水站氧槍供水泵的工作原理，以及它在生產(chǎn)中的應(yīng)用。 2 氧槍冷卻水控制系統(tǒng)組成 　　11水站氧槍冷卻水控制系統(tǒng)包括以下部分： 　　2.1 執(zhí)行部分：每套供水系統(tǒng)包括一臺變頻器、一臺交流電動機、一臺水泵、其它儀表檢測部分。 　　變頻器采用的是ROCKWELL公司的1336 PLUS Ⅱ變頻器。 　　變頻器型號為：1336F-BPR350-AN-EN-L4-LA2 250KW。 　　其型號為：YTSP355M-4 250KW 4700r/min 臥式 380V 50HZ 　　2.2 過程檢測部分：每個獨立氧槍冷卻水控制系統(tǒng)模擬過程量（流量、壓力、溫度）各3個量檢測，各電機還有檢測一次儀表、二次儀表等。 　　2.3 氧槍下槍開關(guān)量檢測單元：每個獨立氧槍冷卻水控制系統(tǒng)有一路開關(guān)量，當氧槍下槍并運行到等候點的時候，控制氧槍的PLC將發(fā)出下槍信號，此信號通過網(wǎng)絡(luò)給水處理PLC一個下槍的開關(guān)量信號，此信號再發(fā)給變頻器，那么變頻器收到此信號后將以高速運行，直到下槍信號消失。 　　2.4 控制部分：數(shù)據(jù)采集及輸出系統(tǒng)、工業(yè)控制計算機、顯示器。 　　需要采集的數(shù)據(jù)主要有氧槍的回水溫度和流量、進水壓力、變頻器進線電流。對變頻器本身而言，與之相關(guān)的數(shù)據(jù)有：控制速度的4-20mA模擬量輸入、顯示進線電流的4-20mA模擬量輸出、定頻無源開關(guān)輸入、變頻器啟動/停止信號、變頻器準備好輸出信號。 3 1336 PLUS Ⅱ的特性 　　3.1 控制方法新穎和功能卓越 　　1336 PLUS Ⅱ變頻器提供非常簡單的參數(shù)設(shè)定和操作、罕見的靈活性和突出的控制功能，無論是簡單的速度控制還是強大的矢量控制變頻器的轉(zhuǎn)矩性能，均能滿足你的應(yīng)用要求，而且它采用的是最新的IGBT（絕緣柵雙極型二極管）功率模塊和高級的控制算法，以提供任何速度下的平穩(wěn)性能，超長的轉(zhuǎn)矩使電動機低躁聲、高效率的運行。 　　3.2 結(jié)構(gòu)簡單 　　變頻器是利用分層母排、平面結(jié)構(gòu)和IGBT技術(shù)的靈活的組件結(jié)構(gòu)，同時，也為增強功能的變形產(chǎn)品提供最簡化的結(jié)構(gòu)。 　　3.3 靈活的模擬量輸入/輸出 　　靈活的模擬量I/O通過省去外接隔離器、外部轉(zhuǎn)換器和可編程控制器組件的需要，從而減少需要附加和隔離式輸入和輸出的應(yīng)用系統(tǒng)的安裝費用。 　　3.4 尺寸緊湊、應(yīng)用靈活、性能優(yōu)良 　　變頻器提供多種結(jié)構(gòu)形式，用戶可根據(jù)要求選擇功能模塊，應(yīng)用上無論是簡單的速度控制還是強大的矢量控制變頻器的轉(zhuǎn)矩功能性能均能滿足，采用獨特的無速度傳感器矢量控制，在控制電動機電流的同時，產(chǎn)生超常的啟動和加速轉(zhuǎn)矩，提供了優(yōu)良的性能。 　　3.5 調(diào)試方便 　　通過人機接口模塊允許用戶從兩個獨立的裝置采集和存儲整組參數(shù)。 　　3.6 保護功能齊全 　　提供多種變頻器保護功能，使工作更加安全可靠。 　　3.7具有自動節(jié)能器功能 　　自動節(jié)能器監(jiān)視變頻器電流，并于用戶設(shè)置在變頻器的滿載電流相比較，在空載時當送給電動機的實際電流小于編程設(shè)置的過載電流時，變頻器將自動地降低其輸出給電動機的電壓，這就減小了輕載時電動機的勵磁電流，從而減少了消耗的功能。 4 根據(jù)變頻器的功能來設(shè)置滿足生產(chǎn)要求的參數(shù)和接線 　　4.1 變頻器可接受4—20MA 直流連續(xù)控制信號，用以在正常工作時水泵速度的控制。 　　表1:速度選擇輸入狀態(tài)對應(yīng)頻率源 [table][tr][td=1,1,114][font=宋體]速度選擇[/font][font=Times New Roman]3 （26[/font][font=宋體]號端子[/font][font=Times New Roman]）[/font] [/td][td=1,1,114][font=宋體]速度選擇[/font][font=Times New Roman]2 （27[/font][font=宋體]號端子[/font][font=Times New Roman]）[/font] [/td][td=1,1,114][font=宋體]速度選擇[/font][font=Times New Roman]1 （28[/font][font=宋體]號端子[/font][font=Times New Roman]）[/font] [/td][td=1,1,114][font=宋體]頻率源[/font] [/td][td=1,1,114][font=宋體]編程的設(shè)置[/font] [/td][/tr][tr][td=1,1,114][font=宋體]斷開[/font] [/td][td=1,1,114][font=宋體]斷開[/font] [/td][td=1,1,114][font=宋體]斷開[/font] [/td][td=1,1,114][font=宋體]頻率選擇[/font][font=Times New Roman]1[/font] [/td][td=1,1,114][font=Times New Roman]4-20MA[/font][font=宋體]信號[/font] [/td][/tr][tr][td=1,1,114][font=宋體]斷開[/font] [/td][td=1,1,114][font=宋體]斷開[/font] [/td][td=1,1,114][font=宋體]閉合[/font] [/td][td=1,1,114][font=宋體]頻率選擇[/font][font=Times New Roman]2[/font] [/td][td=1,1,114][font=宋體]預(yù)置頻率[/font][font=Times New Roman]1[/font] [/td][/tr][/table] 由上表可以看出當三個速度選擇端子都斷開時，那么頻率源將為頻率選擇1，也就是4-20mA的模擬信號，所以，我們要把變頻器的參數(shù)號5設(shè)為模擬輸入2，把參數(shù)號6設(shè)為預(yù)設(shè)頻率1。 　　線性對應(yīng)變頻器0—50HZ輸出，對應(yīng)關(guān)系如下表： 　　表2：頻率對應(yīng)表 [table][tr][td=1,1,115][font=宋體][size=3]輸入電流MA[/size][/font] [/td][td=1,1,112][font=宋體][size=3]4 mA[/size][/font] [/td][td=1,1,114][font=宋體][size=3]8.8 mA[/size][/font] [/td][td=1,1,114][font=宋體][size=3]12 mA[/size][/font] [/td][td=1,1,114][font=宋體][size=3]20 mA[/size][/font] [/td][/tr][tr][td=1,1,115][font=宋體][size=3]對應(yīng)頻率HZ[/size][/font] [/td][td=1,1,112][font=宋體][size=3]0 HZ[/size][/font] [/td][td=1,1,114][font=宋體][size=3]15 HZ[/size][/font] [/td][td=1,1,114][font=宋體][size=3]25 HZ[/size][/font] [/td][td=1,1,114][font=宋體][size=3]50 HZ[/size][/font] [/td][/tr][/table]　　4.2 變頻器具有15HZ下限保護功能，即當電流模擬信號低于8.8MA后,變頻器鎖定在15HZ. 　　由于氧槍在生產(chǎn)中占有重要地位，如果氧槍沒有水或者流量太小，將直接導(dǎo)致燒損氧槍，甚至發(fā)生重大安全事故，必須確保它工作正常，因此我們設(shè)置了一個下限保護，我們把變頻器的參數(shù)號16最小頻率設(shè)為15HZ，這樣就保證了電機只能在15HZ以上的頻率下運行，使氧槍工作更加安全。 　　4. 3變頻器具有開關(guān)量優(yōu)先控制50HZ的定頻輸出功能。 　　變頻器的速度指令可以從不同的基準源獲得,通過對變頻器的編程程序和TB3上的速度選擇輸入的組態(tài)決定的，從上表1可以看出，當速度選擇開關(guān)（即26、27、28號端子）全斷開時,速度選擇的是頻率選擇1，變頻器接收4-20MA的模擬量控制,當28號端子開關(guān)閉合后,變頻器將4-20MA模擬量信號屏蔽,此時為預(yù)置頻率輸出。 　　為了便于維護和生產(chǎn)我們增加了一個定頻開關(guān)，當把開關(guān)斷開時，變頻器正常工作，當開關(guān)閉合后，模擬信號將失去作用，那么變頻器的頻率源將會選擇頻率選擇2，對應(yīng)的編程設(shè)置為預(yù)置頻率1，而預(yù)置頻率27號參數(shù)我們將設(shè)為45HZ，那么，如果合上定頻開關(guān)，電機將以45HZ的速度運行。 　　4.4 4-20mA信號消失功能 　　許多控制系統(tǒng)用4-20mA信號作為基準值，變頻器在4mA信號作用下將低速運行，而在20mA信號作用下將高速運行，也可以將控制信號反向，即在變頻器在4mA信號作用下將高速運行，在20mA信號作用下將低速運行，由于要求最小信號為4mA，在信號消失或者電纜斷線時，變頻器發(fā)出回落“指令”，它有5種選擇： 　　A、停止變頻器運行并發(fā)出故障信號。 　　B、 運行至最低速然后發(fā)出報警。 　　C、 運行至高速然后發(fā)出報警。 　　D、保持速度不便并發(fā)出報警。 　　E、 運行至預(yù)置速度并發(fā)出報警。 　　在11水站的氧槍水泵控制系統(tǒng)中，我們增加了此項功能，當信號消失或者信號斷線后，變頻器將運行至預(yù)置速度并發(fā)出報警，因此，我們把變頻器參數(shù)號150的值設(shè)為4 ，把變頻器參數(shù)號27的值設(shè)為45HZ，把250號參數(shù)的Bit5改為1，當信號消失或者斷線后電機將自動運行至電機額定轉(zhuǎn)速。 　　4.5 電動機無傳感器矢量控制 　　1336 PLUS Ⅱ變頻器具有卓越的轉(zhuǎn)矩性能，因此在此變頻器控制下，它還具有以下性能： 　　A、在15r/min低速條件下，具有優(yōu)良的低速轉(zhuǎn)矩性能，提供了120：1的橫轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍。 　　B、改進的加速控制可提供高達250﹪額定轉(zhuǎn)矩的斷烈性負載/加速轉(zhuǎn)矩，以便輕松地驅(qū)動大慣量負載。 　　C、黑箱識別性能。根據(jù)實際電動機銘牌編程設(shè)置參數(shù)可憎強其性能。通過對產(chǎn)生空載磁通所需實際電流和IR補償所需實際電壓進行編程，可獲得最佳的控制效果，如果這些值是未知的，設(shè)置整定過程能夠決定其準確性。 　　D、具有快速加速模式。對小慣性負載，禁止適當?shù)南蘖鞴δ芸商峁┳疃痰募铀贂r間。 　　E、可編程的快速增磁模式，有助于大容量電動機的加速。 　　F、可選擇V/F模式運行。選擇該模式，可提供包括起動升壓和運行升壓，升壓斜率和傳統(tǒng)的V/F模式﹪控制等全功能運行。 5 變頻器參數(shù)設(shè)置： 　　面板操作：“ESC”，“UP”，“DOWN” 　　進入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)： 　　①、頻率選擇1：5#參數(shù)：模擬量“2” 　　②、頻率選擇2：6#參數(shù)：預(yù)設(shè)頻率“1” 　　③、27#參數(shù)：定頻“45Hz”（頻率選擇1為全斷開，頻率選擇2為28#端子與25#COM端子閉合：速“1” ），見表1。 　?、?、31#參數(shù)：減速時間2：“10S” 　?、?、8#參數(shù)：減速時間1：“30S” 　?、?、7#參數(shù)：加速時間1：“15S” 　　⑦、30#參數(shù)：加速時間2：“10S” 　　⑧、250#參數(shù)：bit5置為“1”（DC4-20mA輸入） 　　⑨、150#參數(shù)：置為“預(yù)設(shè)1”（DC4-20mA輸入掉電后自動轉(zhuǎn)入頻率選擇2） 　　⑩、20#參數(shù)與18#參數(shù)：“380VAC” 　　說明：57#參數(shù)：“S曲線參數(shù)”置為“Disabled” 6 結(jié)束語 　　通過對AB公司1336 PLUS Ⅱ變頻器的介紹，使我將以前所學(xué)得理論知識與實踐較好的結(jié)合起來，對變頻器調(diào)速系統(tǒng)有了深刻的理性認識，懂得了變頻器在系統(tǒng)控制中所起得的重要作用，明白了變頻器的結(jié)構(gòu)、工作原理、工作狀態(tài)及怎樣設(shè)置變頻器參數(shù)和各個參數(shù)所代表的意義。同時通過這次對變頻器的介紹使自己對變頻器和PLC有了一定的理解和掌握，懂得了生產(chǎn)工藝與自動控制的重要關(guān)系，為自己在生產(chǎn)過程中更好的排除故障打下了牢固的基礎(chǔ)。 　　本次課題得以順利完成，得到了各位領(lǐng)導(dǎo)和廣大職工的大力支持，在此表示深深感謝! 參考文獻 　　1、1336 PLUS Ⅱ變頻器用戶手冊 Allen-Bradley 公司 　　2、1336 PLUS Ⅱ變頻器簡介 Allen-Bradley 公司