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用上位机控制变频器的实现途径
摘要：针对变频器和上位的联锁控制问题，采用上位机和PLC联网的现成模式的基础上，本文提出一种新的控制方式，实现了用上位机控频器的各种操作，并达到工艺控制的要求。并在车间3#冷却窑的排汽风机上成功实现。
关键词：上位机 控制 变频器
1、引言
　　近几年来，我公司在建设资源节约型，环境友好型企业的理念下，加大了节能减排的投入和技术改造工作，就以炭素厂煅烧车间为例，持续进行了四台200kW电机变频器改造工作，后来又对冷却窑37kW冷却排汽风机进行改造工作。
2、改造前的状况及改造设想
煅烧车间排汽风机主要用于冷却内抽走直冷水进入冷却窑内产生的蒸汽，根据生产负荷的不同，对冷却窑内的负压要求也不同，由于该风机采用了直接启动方式，因此这些风机运行时，只有靠调节风门或风道挡板的开度来满足生产工艺对风量的要求。风机机械特性为平方转矩特性，风机运行时，靠调节风门或者风道档板的开度来调节风机风量的方法，称为节流调节。在节流调节过程中，风机固有特性不变，仅仅靠关小风门或挡板的开度，人为地增加管路的阻力，由此增大管路系统的损失，不利于风机的节能运行。
采用调速控制装置，通过改变风机的转速，从而改变风机风量以适应生产工艺的需要，这种调节方式称为风机的调速控制。风机以调速控制方式运行能耗最省，综合效益最高。交流电机的调速方式有多种、变频调速是高效的最佳调速方案，它可以实现风机的无级调速，并可方便地组成闭环控制系统、实现恒压或恒流量的控制。
由于煅烧车间3#、4#回转窑煅烧系统为上位机控制，在控制室内只有一台监控电脑，不可能为了排汽风机的变频器控制改造而专门在控制室内加一个控制台，这样投资又大，且不方便操作控制，那么如何就地采材，在不增加任何附加设备的情况下，直接利用上位机对改造后的排汽风机变频器进行转速的控制，成为了我们本次改造的难点。
3、改造方案
针对这种情况我们提出了新的改造方案。用PLC接收来自变频器的转速信号， 将该转速信号转换为数字显示的实际转速值，显示在上位机的控制显示板上，供运行人员监视，然后在上位机显示板的同一地方分别设置一个升速和降速的按钮，用于控制变频器的转速，该按钮的控制信号送到PLC内，经PLC处理后，转换为变频器可以接收的标准信号送入变频器，达到控制变频器转速调控的目的。
4、方案的实施
4．1变频器运行和转速信号的采用
变频器的运行信号是一个开关量信号，变频器运行时，通过PLC的一个开关量输入点输入PLC，PLC再通过RSLinx与上位机通讯，转为变频器运行的直观显值。
4．2变频器的参数设置和接线
1）变频器参数的设定
我们使用的变频器是A·B CAT PF400系列。根据转速控制的需要和风机运行的特点主要设定的参数如表1。
表一　变频器参数设定表
参数
设定值
参数说明
P031
400
电机额定电压
P032
50
电面额定频率
P033
77
电机过电流值
P034
5
最小频率
P035
50
最大频率
P036
2
启动源
P037
5
停止模式
P038
2
速度基准
P039
30
加速时间
P040
20
减速时间
P042
0
自动模式
P043
1
过负荷使能
T055
0
继电器输出
T060
2
变频器运行
T082
14
输出转速
图一　ＰＬＣ变频器接线图

2）PLC输出端与变频器控制端子接线图如图１。

      4．3PLC程序的编写
根据改造输入输出点数的需求，PLC选取的是A·B SLC 5/04，其输入输出点分别接到 到变频器上，然后进行程序的编定， 
ＰＬＣ的程序主要分为三个部分，这种编程方法非常直观简单，很容易就能看懂。其一是对变频器启动和停止的控制，例子程序如下：

其二是对变频器转速的显示，主要在RSView32中设定。

其三是对变频器转速的转速的控制，设置也是在RSView32中完成，设置完成之后，找到PLC中对应的点，然后在对应点上接上信号连到变频器上，并将变频器上的对应输入点Input 1激活即可。

5、调试及使用情况
该控制方式接线和设置完全正确后，对变频器重新上电，然后启动运行，将工艺所要求的各项控制项目进行调试，发现完全符合生产使用的要求，且操作控制方便，目前已在车间3#冷却窑排汽风机上使用。

参考文献：《Adjustable Frequency AC Drive for Fan & Pump Applications》User Manual