摘 要：變頻調速技術在電力拖動系統中的應用越來越廣泛。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用，針對生產中的一些問題對變頻器的功能進行了設置，設計了在緊急情況下變頻器的工作狀態。通過設計，實現了生產中的功能要求，也解決了生產中的一些問題。 關鍵詞：變頻調速 無傳感器矢量控制 自動節能器 1 引言 　　變頻調速技術在電力拖動系統中的應用日益廣泛，它具有高效率、寬范圍和高精度的調速性能。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具有低成本、高效益的優勢。煉鋼廠生產規模大，各種水泵比較多，其中幾臺氧槍供水泵尤其重要，并且使用生產水較多，能源消耗也較大，因此保證氧槍的正常運行和節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，以及它在生產中的應用。 2 氧槍冷卻水控制系統組成 　　11水站氧槍冷卻水控制系統包括以下部分： 　　2.1 執行部分：每套供水系統包括一臺變頻器、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 氧槍下槍開關量檢測單元：每個獨立氧槍冷卻水控制系統有一路開關量，當氧槍下槍并運行到等候點的時候，控制氧槍的PLC將發出下槍信號，此信號通過網絡給水處理PLC一個下槍的開關量信號，此信號再發給變頻器，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：數據采集及輸出系統、工業控制計算機、顯示器。 　　需要采集的數據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，與之相關的數據有：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設定和操作、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矩性能，均能滿足你的應用要求，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性能，超長的轉矩使電動機低躁聲、高效率的運行。 　　3.2 結構簡單 　　變頻器是利用分層母排、平面結構和IGBT技術的靈活的組件結構，同時，也為增強功能的變形產品提供最簡化的結構。 　　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用系統的安裝費用。 　　3.4 尺寸緊湊、應用靈活、性能優良 　　變頻器提供多種結構形式，用戶可根據要求選擇功能模塊，應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，產生超常的啟動和加速轉矩，提供了優良的性能。 　　3.5 調試方便 　　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。 　　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具有自動節能器功能 　　自動節能器監視變頻器電流，并于用戶設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 根據變頻器的功能來設置滿足生產要求的參數和接線 　　4.1 變頻器可接受4—20MA 直流連續控制信號，用以在正常工作時水泵速度的控制。 　　表1:速度選擇輸入狀態對應頻率源 [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號5設為模擬輸入2，把參數號6設為預設頻率1。 　　線性對應變頻器0—50HZ輸出，對應關系如下表： 　　表2：頻率對應表 [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. 　　由于氧槍在生產中占有重要地位，如果氧槍沒有水或者流量太小，將直接導致燒損氧槍，甚至發生重大安全事故，必須確保它工作正常，因此我們設置了一個下限保護，我們把變頻器的參數號16最小頻率設為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變頻器具有開關量優先控制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決定的，從上表1可以看出，當速度選擇開關（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號端子開關閉合后,變頻器將4-20MA模擬量信號屏蔽,此時為預置頻率輸出。 　　為了便于維護和生產我們增加了一個定頻開關，當把開關斷開時，變頻器正常工作，當開關閉合后，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，對應的編程設置為預置頻率1，而預置頻率27號參數我們將設為45HZ，那么，如果合上定頻開關，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，變頻器發出回落“指令”，它有5種選擇： 　　A、停止變頻器運行并發出故障信號。 　　B、 運行至最低速然后發出報警。 　　C、 運行至高速然后發出報警。 　　D、保持速度不便并發出報警。 　　E、 運行至預置速度并發出報警。 　　在11水站的氧槍水泵控制系統中，我們增加了此項功能，當信號消失或者信號斷線后，變頻器將運行至預置速度并發出報警，因此，我們把變頻器參數號150的值設為4 ，把變頻器參數號27的值設為45HZ，把250號參數的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，具有優良的低速轉矩性能，提供了120：1的橫轉矩調速范圍。 　　B、改進的加速控制可提供高達250﹪額定轉矩的斷烈性負載/加速轉矩，以便輕松地驅動大慣量負載。 　　C、黑箱識別性能。根據實際電動機銘牌編程設置參數可憎強其性能。通過對產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，禁止適當的限流功能可提供最短的加速時間。 　　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，升壓斜率和傳統的V/F模式﹪控制等全功能運行。 5 變頻器參數設置： 　　面板操作：“ESC”，“UP”，“DOWN” 　　進入參數設置狀態： 　　①、頻率選擇1：5#參數：模擬量“2” 　　②、頻率選擇2：6#參數：預設頻率“1” 　　③、27#參數：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。 　　④、31#參數：減速時間2：“10S” 　　⑤、8#參數：減速時間1：“30S” 　　⑥、7#參數：加速時間1：“15S” 　　⑦、30#參數：加速時間2：“10S” 　　⑧、250#參數：bit5置為“1”（DC4-20mA輸入） 　　⑨、150#參數：置為“預設1”（DC4-20mA輸入掉電后自動轉入頻率選擇2） 　　⑩、20#參數與18#參數：“380VAC” 　　說明：57#參數：“S曲線參數”置為“Disabled” 6 結束語 　　通過對AB公司1336 PLUS Ⅱ變頻器的介紹，使我將以前所學得理論知識與實踐較好的結合起來，對變頻器調速系統有了深刻的理性認識，懂得了變頻器在系統控制中所起得的重要作用，明白了變頻器的結構、工作原理、工作狀態及怎樣設置變頻器參數和各個參數所代表的意義。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，懂得了生產工藝與自動控制的重要關系，為自己在生產過程中更好的排除故障打下了牢固的基礎。 　　本次課題得以順利完成，得到了各位領導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