摘要：文章介紹了艾默生公司變頻器EV2000系列在鋼廠璇流井恒液位變頻節(jié)能控制中的應(yīng)用赠戏。

Abstract: Adoption of EV2000 inverter of Emerson in liquid level control

關(guān)鍵詞：變頻器 超聲波液位儀 PID恒液位控制 數(shù)傳電臺

　　前言：包鋼帶鋼廠璇流井水系統(tǒng)是為軋線供生產(chǎn)用水，整個水系統(tǒng)是循環(huán)運行的。為保證璇流井內(nèi)水位保證基本平衡钳踊，通過5#泵（110KW）將水池內(nèi)循環(huán)水再抽到外面，防止水溢出勿侯。由于原有系統(tǒng)采用軟啟動啟動拓瞪，不能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，水位的控制依靠人為值守诫痹，來通過開閥和關(guān)閥來控制救咙。否則在低液位會造成水泵抽真空而損傷泵體（氣蝕）；高液位則會淹沒水泵房造成停電事故寨今。為此馅酪，我們設(shè)計變頻恒液位控制系統(tǒng)，液位檢測采用超聲波液位器（百特公司）叼榄，通過變頻器內(nèi)部PID構(gòu)成液位閉環(huán)乳侮，實現(xiàn)液位的自動恒定控制。

1江伴、變頻恒液位控制系統(tǒng)構(gòu)成

　　系統(tǒng)水泵電機為110KW楔撩，四級，轉(zhuǎn)速1480r/min踢臀。設(shè)計采用EV2000-4T1100P系列通用變頻器作為水泵電機控制核心焙番。液位檢測采用百特工控公司生產(chǎn)FBSON-Y-05-N系列超聲波物位檢測儀，供電電源為AC220V，一體式安裝缔御。量程最大可達到5米抬闷，實際檢測水位最高1.85米。系統(tǒng)原理圖附圖一至三耕突。

　　采用一臺EC20-1006BRA作簡單的繼電連鎖笤成，除了和舊系統(tǒng)進行連鎖（互鎖），還有變頻器的簡單啟動和停止及報警眷茁。本系統(tǒng)還另外裝有一臺EC20-1006BRA炕泳，通過串口與一臺數(shù)傳電臺相通訊（MODBUS）,來實現(xiàn)和另外一個水泵房（凈環(huán)泵房）實現(xiàn)連鎖。當(dāng)璇流井有高液位報警時上祈，通過PLC及數(shù)傳電臺傳送到凈環(huán)泵房培遵，由操作人員確定水泵的啟動和停止（由于二者距離太遠，且不適合電纜敷設(shè)登刺，所以采用無線數(shù)傳的方式）籽腕。 其中璇流井內(nèi)PLC設(shè)置為主站，凈環(huán)內(nèi)PLC為從站纸俭。數(shù)傳電臺采用深圳科立訊生產(chǎn)的PT6080無線數(shù)傳電臺是利用先進的單片機技術(shù),無線射頻技術(shù),數(shù)字處理技術(shù)設(shè)計的功率較大,體積較小的模塊式半雙工數(shù)傳電臺,采用SMT新工藝,選用高質(zhì)量的元器件皇耗。抗干擾能力強终睦，精致堅固碘云，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便樱猬。數(shù)話兼容孝生，數(shù)傳可優(yōu)先。RS232肛巫、RS485及TTL多種接口可供選擇，適應(yīng)面寬咽露。參見下面原理圖：

2衅惠、變頻恒液位控制參數(shù)及工作原理：

2.1 EV2000 通用技術(shù)規(guī)格：

2.2為實現(xiàn)璇流井內(nèi)恒液位控制，我們采用給定電位計作為液位給定者只，反饋采用超聲波液位儀（變送輸出4-20MA）哗饭。通過變頻器內(nèi)部的PID調(diào)節(jié)器做壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)。變頻器參數(shù)設(shè)置如下：

FP.01=0 參數(shù)寫保護選擇蔑懈，全部參數(shù)允許改寫

F0.00=3 給定為VCI模擬給定

F0.03=1 端子運行

F0.04=0 轉(zhuǎn)向為正向

F0.08=1 負載為風(fēng)機類

F0.10=15 加速時間

F0.11=15 減速時間

F0.14=1 V/F曲線設(shè)定（2次冪琉阱，泵類負載特性）

F5.00=1 閉環(huán)運行有效

F5.01=1 給定為VCI

F5.02=1 反饋為CCI（注意要做調(diào)線改動）,超聲波輸出

F5.09=20 最小給定量對應(yīng)反饋（4mA ,相對于20mA為20%）

F5.12=0.10 比例增益

F5.13=0.05 積分時間

FH.00=4 四極電機

FH.01=110 功率110KW

變頻器內(nèi)部PID控制框圖：

2.3超聲波參數(shù)設(shè)置

a、測量模式選擇：距離測量

b拐迁、測量范圍：0-185cm

c蹭劈、響應(yīng)速度選擇：慢速

d、安全物位：保持

超聲波工作電壓220VAC，輸出信號為4-20MA

　　為可靠檢測液位铺韧，使用超聲波變送器必須使其響應(yīng)速度較慢多矮。這是因為過快的響應(yīng)速度，會造成外界干擾信號的擾動哈打，使液位信號變化太快塔逃，影響了正常的設(shè)備運行。降低速度料仗，可以使信號綜合平均后輸出實際穩(wěn)定電流信號湾盗。

3、實際運行效果

　　經(jīng)過現(xiàn)場一段時間的運行立轧，變頻恒液位運行效果非常好格粪。當(dāng)用電位計設(shè)定一個液位高度后，變頻器以恒液位控制方式運行肺孵。當(dāng)液位設(shè)定為70cm匀借，實際檢測璇流井內(nèi)的液位基本在60-80cm之間恒定。當(dāng)液位低于70cm盘塘，變頻器頻率降低裤泄，直到最后停止在最低運行頻率（20HZ）。這是因為如果變頻器運行頻率過低告傻，水泵的揚程不夠几崔，電機功率白白損耗掉，不利于節(jié)能運行蝠题。設(shè)置最低運行頻率影塑，能夠使水泵揚程達到要求（璇流井內(nèi)循環(huán)水不會造成在最低的運行功率下導(dǎo)致液位過低而水泵抽真空）。變頻器的頻率一般在生產(chǎn)的時候達到35-45HZ左右殷宴，這樣的節(jié)能率是非常高的（40%左右）徘繁，而且恒液位控制大大的降低了操作人員的勞動強度。當(dāng)由于某種原因造成液位過高時窜货，通過EC20 PLC和數(shù)傳電臺還可以為上級泵站提供信號嘹券，實現(xiàn)泵站水系統(tǒng)的連鎖控制，保證了正常的生產(chǎn)供水要求末雪，同時也大大地節(jié)約了電能（35%以上）犀村，為包鋼節(jié)能降耗工程作了一個典范工程。

附原理圖如下:

參考文獻

①EV2000系列通用變頻器 艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司

②新型PID控制及其應(yīng)用 機械工業(yè)出版社 陶永華

③EC20使用手冊 艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司

④通用變頻器及其應(yīng)用 機械工業(yè)出版社 韓安榮

⑤百特工控現(xiàn)場儀表選型手冊 福州福光百特自動化設(shè)備有限公司

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