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控制水箱拉絲機(jī)皂液循環(huán)系統(tǒng)的新規(guī)率概 述: 淺析老式的水箱拉絲機(jī)皂液循環(huán)系統(tǒng)存在的問(wèn)題,提出利用變頻器和壓力變送器組成恒壓循環(huán)的控制方案,通過(guò)壓力變送器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)循環(huán)系統(tǒng)中皂液的壓力值,反饋給變頻器,由變頻器對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行變頻調(diào)速,實(shí)現(xiàn)水箱拉絲機(jī)皂液的恒壓循環(huán),節(jié)省人力,降低維護(hù)成本,有效節(jié)能45.5%以上。 1問(wèn)題提出 傳統(tǒng)的水箱拉絲機(jī)皂液循環(huán)采用集中循環(huán)方式[1],由一臺(tái)始終處于工頻運(yùn)轉(zhuǎn)的水泵提供循環(huán)動(dòng)力,流量控制是通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn),其輸入功率大,大量的能源消耗在擋板、閥門(mén)的截流過(guò)程中,并且當(dāng)車(chē)間工人換班時(shí),有可能將所有水箱拉絲機(jī)的皂液閥關(guān)閉,造成循環(huán)水泵處于過(guò)載運(yùn)行狀態(tài),而頻繁過(guò)載運(yùn)行極易導(dǎo)致水泵電機(jī)燒毀[2-3]。 2恒壓供液控制 2.1控制原理 皂液恒壓循環(huán)控制系統(tǒng)由壓力變送器、變頻器、循環(huán)水泵組成,利用壓力變送器采集皂液循環(huán)管道中的壓力數(shù)值,反饋到變頻器,經(jīng)過(guò)內(nèi)部PID計(jì)算,由變頻器改變循環(huán)水泵電機(jī)的運(yùn)行頻率,調(diào)節(jié)循環(huán)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速,從而達(dá)到皂液的恒壓循環(huán),恒壓供液控制原理示意圖如圖1所示。 2.2控制過(guò)程 2.2.1系統(tǒng)組成 變頻器選用ABB變頻器510系列[4], 該型號(hào)變頻器適合各種負(fù)載類(lèi)型,ACS510 [] 還針對(duì)風(fēng)機(jī)水泵應(yīng)用做了特別的優(yōu)化:(1)完全匹配風(fēng)機(jī)和水泵。增強(qiáng)的PFC應(yīng)用非常多控制7臺(tái)泵;兩個(gè)好立的內(nèi)置PID控制器PID1和PID2,PID1可設(shè)置兩套參數(shù),通過(guò)PID2可控制一個(gè)好立的外部閥門(mén)。(2)經(jīng)濟(jì)實(shí)用。當(dāng)傳動(dòng)裝置溫度降低時(shí)增加開(kāi)關(guān)頻率,負(fù)載降低時(shí)自動(dòng)降低電機(jī)磁通,安裝簡(jiǎn)單,多種I/O和插件可方便地連接到現(xiàn)場(chǎng)總線上。(3)環(huán)保節(jié)能。變感量電抗器可根據(jù)不同負(fù)載匹配電感量,抑制和減少諧波。選用變頻器型號(hào)ACS510-01-072A-4,【www.shhzy3.cn】額定電流72A,額定功率37kW,輸出頻率0~500Hz,加速時(shí)間0.1~1800s,減速時(shí)間0.1~1800s。 壓力變送器選用PT500,量程0~0.6MPa,輸出電流4~20mA,24V供電,準(zhǔn)確度0.5級(jí)。壓力變送器將皂液的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào),其值和壓力為線性關(guān)系,壓力變送器輸出的電流隨壓力增大而增加。 2.2.2控制過(guò)程 泵在工作時(shí),由流體力學(xué)可知,泵的功率為流量和壓力的乘積,而流量與轉(zhuǎn)速成正比,壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比,可以得出泵功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。如果水泵的效率一定,當(dāng)要求調(diào)節(jié)流量下降時(shí),轉(zhuǎn)速成比例下降,而此時(shí)泵的輸出功率成立方關(guān)系下降。即水泵電機(jī)的耗電量與轉(zhuǎn)速近似成立方比的關(guān)系,因而當(dāng)所要求的流量減小時(shí),可調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率使電機(jī)轉(zhuǎn)速按比例降低,這時(shí),電機(jī)的功率將按立方關(guān)系大幅度地降低,比調(diào)節(jié)擋板、閥門(mén)節(jié)能30%以上,從而達(dá)到節(jié)能的目的[5]。 控制操作有手動(dòng)和自動(dòng)2種模式,手動(dòng)部分為電位器調(diào)整頻率,實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速;自動(dòng)操作時(shí),壓力變送器檢測(cè)到壓力信號(hào),轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)輸入到變頻器,與設(shè)定好的壓力值比較,經(jīng)過(guò)內(nèi)部PID運(yùn)算,調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率,達(dá)到恒壓循環(huán)皂液的目的,變頻器接線圖如圖2所示。 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),先采用手動(dòng)模式,調(diào)節(jié)變頻器頻率,當(dāng)循環(huán)系統(tǒng)中的壓力達(dá)到生產(chǎn)要求時(shí),記下此時(shí)壓力變送器的檢測(cè)值,作為自動(dòng)控制的給定值,輸入到變頻器的PID調(diào)節(jié)器中,此值實(shí)際就是壓力設(shè)定的對(duì)應(yīng)值。然后通過(guò)按鈕切換到自動(dòng)狀態(tài),進(jìn)行恒壓循環(huán),當(dāng)壓力值高于設(shè)定值時(shí),變頻器輸出頻率降低,循環(huán)水泵降速,壓力開(kāi)始減小,當(dāng)壓力低于設(shè)定值時(shí),變頻器輸出頻率升高,循環(huán)水泵升速,壓力開(kāi)始增大。變頻器參數(shù)設(shè)定見(jiàn)表1。 3 應(yīng)用效果 本系統(tǒng)在上海華強(qiáng)特鋼公司水箱拉絲機(jī)皂液循環(huán)系統(tǒng)投入使用,為32臺(tái)水箱式拉絲機(jī)提供皂液循環(huán),經(jīng)過(guò)半年多跟蹤統(tǒng)計(jì),在生產(chǎn)部門(mén)開(kāi)關(guān)閥門(mén)之后都能保證皂液流量和壓力的穩(wěn)定,不需要專(zhuān)人看管,減少了人工操作,降低了維護(hù)成本,可以有效節(jié)電省達(dá)45.5%以上,運(yùn)行效率更高。 |