ACS400变频器在温度控制系统中的应用.pdf

第 3 2 卷第 3期 2 0 0 3年 6月 有色金属加工 N ON同E RR OU S ME T Al S P ROCE SSI N G Vo I ． 3 2 N O． 3 J u n o 2 0 o 3 A C S 4 0 0变频器在温度控 制 系统 中的应 用 刘和平， 赵卫东， 辛 宏， 石云卿 洛 阳有色金属J J D T设计 院苏州新 长光 工业 炉有 限公 司， 河南洛 阳 4 7 1 0 3 9 摘要 本文主要介绍 A C S 4 0 变频器在工业炉循环风系统 、 吹洗系统及旁冷系统中的应用 。 关键词 A C S 4 0 0变频器 ， P L C ； 风机控 制 中图分类号 T G 1 5 5 ． 9 2 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 1 6 7 9 5 2 0 o 3 0 3 0 0 4 7 0 2 1 引言 长期以来， 由于直流调速拖动系统的性能指标优 于交流调速拖动系统 ， 因此直流调速拖动系统一直在 调速领域内占居首位。但是， 由于直流电机本身结构 上存在有机械整流器使得制造大容量、 高转速、 高 电 压的直流电机比较 困难， 而且维护复杂。随着电力 电 子学的飞速发展 ， 各种大功率半导体器件 的出现 ， 交 流调速获得了飞速发展 ， 应用愈来愈广泛， 交、 直流调 速出现了二分天下的局面。 2 交流电动机调速方式 比较 根据交流 电动机转速表达式 nn o 1 一s 6 O f l 1 一s ／ p ， 交流电动机的调速方法有变极调速、 变转差 率调速及变频调速 三种形式。前两种调整形式 由于 存在这样那样的缺点 调速范围窄 ， 平滑性差 ， 经济性 差等 ， 只在某一行业获得 了应用； 而变频调速克服了 前两 种调速 的所 有 缺 点 ， 而 且 稳 定 性 好 。 因此 ， 来 自 于欧洲 的 A C S 4 0 0变频器 在工控领 域获得 了广泛应 用 。 3 灵活 多样 的控制方式 A C s 4 o O有 9个应用宏 。应用宏是 预先编好 的参 数集 ， 它将使用 过程 中所需设 定的参数 量减少 到最 小。因此， 可针对 不同的工况选 择相应 的应用宏 ， 给 调试带来 了极大方便。A C S 4 0 0变频器通过操作面板 选择 ， 既可就地控制 ， 也可远程控制 ； 既可接受 0 1 0 V 或 42 0 m A的标 准信 号对 电动机 进行 连 续调 节 ， 也 可 通过开关量对电动 机进行 3个恒 定速度 的控制。控 制灵 活多样 ， 给设 计 、 调试 增加 了多 种选择 性 。 4 低噪音 A C S 4 0 0菜单 中， 加 速／ 减速 时间可根据实际情况 设定。在启动或减速过程 中， 电动机按一定的积分曲 线运行 ， 噪音小 ， 运行平稳 ， 避免 了传统控制中启动时 噪音 大 的缺点 ， 减 小 了振 动 和 对 机 械 设 备 的 冲击 ， 延 长了电机的使用寿命 ， 同时给用户创造 了良好 的工作 环境 。 5 不同的工艺设备可 以有不 同的控制 方式 在加热系统 中， 风量控制对炉 内温度均匀性有很 大影响， 直接影响到最终产品的质量。不 同的工艺对 风速、 风量的要求不 同。铝 卷材、 板材 的退火工艺一 般是按吹洗、 升温 、 保温、 降温曲线进行 的。不同的阶 段对循环风机、 吹洗风机 、 旁冷风机 的速度要求不一 样。从退火炉工艺我们可以得出一个结论 温度 的控 制是按时段进行的。所 以， P I E 控制也人 为地分为 l 6 段。一个字的 1 6位对应于 S T E P 1 一S T E P 1 6 ， 并且用于 段的切换。触摸屏参数画面也分为 1 6个。在每一个 画面上 ， 可 以对 升温、 保温温 度及 时问、 循 环风机速 度、 吹洗风机速度 、 旁冷风机速度作人为的设定选择。 下 面对上 述三 种风机 控 制作详 细说 明。 5 ． 1 循环风机控制 在参 数画面 上 ， 循 环风机 的控 制设有 三个 触摸 键 低速、 高速、 正／ 反转切换。循环风机的控制是通过 开关量控制 D I 1 一D I 4的开闭来实现的。使用时， 针对 每一个参数画面， 根据具体的工艺， 对高低速、 正反转 进行选择 ， 每一段运行结束后都会 自动转入 下一段， 直至整个工艺结束。接线图见图 1 。 维普资讯 有色金属加工 第 3 2 卷 图1 循环风机 接线图 5 ． 2 吹洗风机控制 吹洗的主要功能是除去铝产 品表面的轧制油 ， 如 处理不当。 产 品表面会 留下黄斑。在吹洗段 ， 风量设 定较大， 尽可能多地除去铝产 品表面的油污 ； 在其它 段 。 风量设定较小甚至为零。有些工艺要求对产品进 行全过程吹洗。吹洗风机 的控制是通过 D A 0 0 1 模块 输出一个模拟量来 调速的。在参数 画面上 设定 0 1 0 0 之间的一个数字量， 这个数字量在 P L C内通过线 性指令 S C L 一 将其转换为 04 0 9 5 B C D码 ， 再用 B I N 2 3 指令将 B C D码转换为二进制数， D A 0 0 1 模块接受 这个数值以后， 转换为 42 0 m A 对应于 0 5 O H z ， 变 频器接受这一信号后 ， 风机风速也跟着改变。接线 图 见图 2 。 5 ． 3 旁冷风机 控 制 旁冷风机的控制主要是对退火 结束的产品进行 冷却。在触摸屏画 面上设定 目标 温度 和到达 目标温 度的时间， P L C根据检测 到的实际炉气温度与设定温 度 比较后 ， 经过 P I D运 算输 出一控制变量 C V ， P L C 将控制变量转换为 0 4 0 9 5 B C D码 ， 再用 B 2 3 指令 将 B C D码转换为二进制数， D A 0 0 1 模块接受这个数值 以后 ， 转换为 4 2 0 m A 对应于 O一5 O H z ， 变频器接受 这一信号后 ， 风机风速也跟着改变。 图2吹洗风机接线 图 6 结束语 以上三种控制方式采用不 同的方法均实现了转 速的调节 ， 满足了生产工艺的需要 ， A C S 4 0 0变频器应 用 的灵 活性 可见一 斑 。 参考文献 [ 1 ]A C S 4 0 0 变频器用户手册． 『 2 1 O MR C 2 0 0 H X ／ C 2 0 0 H G ／ C 2 0 0 H E编程手册 ． Ap p l i c a t i o n o f ACS4 0 0 I n v e r t e r t o T e r n p e r a t u t e Con t r o l sy s t e m LI U He p i n g I_ o y a n g E n g i n e e r i n g a n d R e s e a r c h I n s ti t u t e f o r N o n f e r r o u s Me t a l s P r o c e s s i n g ， I- o y a n g ， H e h a n ， 4 7 1 0 3 9 ， C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r ma in ly in t r o d u c e s t h e a p p l ic a t i o n o f ACS 4 0 0 i n v e r t e r t o t h e c i r c u la t i n g f a n s y s t e m，b lo wi ng f an s y s t em a n d c o o li ng f an s y s t e m o f a i n d u s t r i a l f u ma ca ． Ke y wo r d sACS 4 0 0 i n v e rt e r ；P L C；i n d u s t r ia l f u r n a c e；f an c o n t r o l 维普资讯