摘要:分析傳統(tǒng)水箱拉絲機(jī)皂液循環(huán)系統(tǒng)存在的問題,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,通過壓力變送器實時監(jiān)測循環(huán)系統(tǒng)中皂液的壓力值,反饋給變頻器,由變頻器對循環(huán)水泵進(jìn)行變頻調(diào)速,實現(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30%以上。
1問題提出
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],由一臺始終處于工頻運轉(zhuǎn)的水泵提供循環(huán)動力,流量控制是通過調(diào)節(jié)閥門開度來實現(xiàn),其輸入功率大,大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中,并且當(dāng)車間工人換班時,有可能將所有水箱拉絲機(jī)的皂液閥關(guān)閉,造成循環(huán)水泵處于過載運行狀態(tài),而頻繁過載運行極易導(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)過內(nèi)部PID計算,由變頻器改變循環(huán)水泵電機(jī)的運行頻率,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],該型號變頻器適合各種負(fù)載類型,ACS510還針對風(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#多控制7臺泵;兩個好立的內(nèi)置PID控制器PID1和PID2,PID1可設(shè)置兩套參數(shù),通過PID2可控制一個好立的外部閥門。(2)經(jīng)濟(jì)實用。當(dāng)傳動裝置溫度降低時增加開關(guān)頻率,負(fù)載降低時自動降低電機(jī)磁通,安裝簡單,多種I/O和插件可方便地連接到現(xiàn)場總線上。(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ACS510-01-072A-4,額定電流72A,額定功率37kW,輸出頻率0~500Hz,加速時間0.1~1800s,減速時間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。壓力變送器將皂液的壓力信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘枺渲岛蛪毫榫性關(guān)系,壓力變送器輸出的電流隨壓力增大而增加。
2.2.2控制過程
泵在工作時,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,轉(zhuǎn)速成比例下降,而此時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,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,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]。
控制操作有手動和自動2種模式,手動部分為電位器調(diào)整頻率,實現(xiàn)變頻調(diào)速;自動操作時,壓力變送器檢測到壓力信號,轉(zhuǎn)換成電流信號輸入到變頻器,與設(shè)定好的壓力值比較,經(jīng)過內(nèi)部PID運算,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)運行時,先采用手動模式,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,記下此時壓力變送器的檢測值,作為自動控制的給定值,輸入到變頻器的PID調(diào)節(jié)器中,此值實際就是壓力設(shè)定的對應(yīng)值。然后通過按鈕切換到自動狀態(tài),進(jìn)行恒壓循環(huán),當(dāng)壓力值高于設(shè)定值時,變頻器輸出頻率降
低,循環(huán)水泵降速,壓力開始減小,當(dāng)壓力低于設(shè)定值時,變頻器輸出頻率升高,循環(huán)水泵升速,壓力開始增大。變頻器參數(shù)設(shè)定見表1。
3應(yīng)用效果
本系統(tǒng)在法爾勝特鋼公司水箱拉絲機(jī)皂液循環(huán)系統(tǒng)投入使用,為50臺水箱式拉絲機(jī)提供皂液循環(huán),經(jīng)過半年多跟蹤統(tǒng)計,在生產(chǎn)部門開關(guān)閥門之后都能保證皂液流量和壓力的穩(wěn)定,不需要專人看管,減少了人工操作,降低了維護(hù)成本,可以有效節(jié)電30%以上,使用效果良好。
注明,三暢儀表文章均為原創(chuàng),轉(zhuǎn)載請標(biāo)明本文地址