变频器在冷却塔风机上的应用.pdf

变频器在冷却塔风机上 的应用 冯 伟 ， 等 变频器在冷却塔风机上的应用 Ap p l i c a t i o n o f I n v e r t e r i n Co n t r o l l i n g t h e F a n o f Co o l i n g T o we r 泻 伟 董琳 琳 济南正昊化纤新材料有限公司化工一厂 ， 济南2 5 0 1 0 0 摘要介绍 了 变频器在冷却塔风机系统 改造中的应用 ， 其电气控制系统采用了 P L C可编程控制器， 给出了系统工作原理流程图。 该系统投入运行后取得了较好的经济效益。 关键词 变频器P L C可编程控制器冷却塔风机 Abs t r t T h e a p p l ic a t io n o f i n v e r t e r i n r e t r o fi t o f c o n t r o l i n g t h e f a n o f c o o l ing t o we r i s introd u c e d．I n e l e c t r i c c o n t r o l s y s t e m ，p r o g r m mmb l e l o g i c c o n t r o ll e r i s a d o p t e d．Th e s c h e ma t i c d i a g r mn a n d fl o wc h a r t o f the s y s t e m a r e g iv e n．Th e s ．y s t e m h a s b e e n p u t int o o p e r a t io n w i th e x c e l le n t o c o n o n l i c b e n e fi t s ． Ke y wo r d s I n v e rte r P r o g r a r ml mb l e l o g i c c o n tr o l l e r Fa n o f c oo l i n g t o w -e r O 引言 我单位循 环水冷却塔有 2台 1 6 0 k W 三相 异步电动 机风机 ， 平 时 根据 季 节的变 化 确定 风机 的运 行状 况 。 一 般是冬 天环境 温度低 ， 冷却 风机开一 台， 夏天环境温 度高开两 台。多年运 行发 现存在 以下两 个 主要 问题 ① 是浪费严 重。季节 的变化 ， 昼夜 的温差 ， 环境温度不 断 变化 ， 但风机 的转速不可调节 ． 这样就造成能源的极 大浪 费， 增加 了生产成 本 ； ② 是启 动困难 ， 系统运 行不 稳定 。冷却风机采用 直接 起动 ， 起 动 电流大 。由于风 机的转动惯 量 大 ， 风机 的起 动时 间长 ， 加之 电 网 容量 小 ， 上端为 1 0 0 0 k V的 变压器 ， 每次起 动 会对 照明 系统 及其他动力系统造成一 定影 响， 同时 巨大 的起 动 电流 经常使开关触头灼伤 ， 甚 至造成 触头熔 焊等 电气设 备 故障。 为了设备安全稳 定运 行及 降低生 产成 本 ， 我 单位 决定对冷却风机进行变频改造。 1 改造的技术要求 ① 确保 系统的安全稳定运行 ， 两 台风机能利用变 频器进行软起动 ， 避 免起 动电流对 电网的冲击 。 ②应有 明显的节电效果 。 ③能实现 系统 的 自动控制 。 ④ 以最少 的资金获得最大 的经济效益 。 2 系统构成 如图 1 所 示 ， 该 系统 由变 频 器 、 P IE 可编 程 控 制 器 、 温度变送器 、 冷却风机等组成一个闭环连续调 节控 制 系统 。 图 1 中 Q F l 、 Q 、 Q 为 D Z一 4 0 0空 气开关 ； K Ml 、 K M 、 K M 3 、 K 为 Q J 1 24 O 0接触 器 ； K M l 、 K M 之 间和 K M 3 、 K 之间 以及 K M 2 、 K M 3 之 间实 现软件 和硬件 互 锁 。 l 空气开关 l l 2 空气开关 变 频器 _ 1 堑垄堂 I 图 l 冷却凤机 系统的 电气控制原理 图 该 系统 由一 台变频器通过 P I E控制实现两 台风机 的软起动 ， 避免 了起动 电流对 电网的冲击 ； 通过 温度负 反馈及控制实现 了变频调速并决定冷却风机的运转台 数 。 3 工作 原理 3 ． 1 温度 由低到高时风机的运行控制 当循 环水温 度超 过温 度下 限 时 ， 电 机 M ． 由变频 器起 动 运 行 ， 即 K M 2 接 通 ， 而 K Ml 、 K M 3 、 K 断 开 。 变频器 的频率 由温 度 信 号 4 2 0 Ⅱ I A 进 行 调 节。 当 变频 器 的频 率超 过 频 率 上 限 时 5 0 H z ， P IE 控制 M ． 电机进行工 频切换 ， 完 毕之后 控 制 M ， 电机 变频起 动 运行 。 3 ． 2 温度 由高到低 时风 机的运 行控 制 当 P IE 检测到变频器 的频率低 于下 限 ， 且两 台风 机同时运行 时， 则控制关断工频运行的 电机 ， 继续以变 频调速风机来调节温度， 使之在设定值范围内运行。 69 维普资讯 自动化仪表 第 2 6 卷第 l l 期2 0 0 5年 l 1 月 若温度低 于下限 ， 则变频 器停止运行 。 系统 流程图如图 2 所示 塑 兰 盘 2 u 风机 工 频运转 图 2 系统 流 程 图 4 结束语 通过一段时间的运 行 ， 证 明冷却塔 风机 变频改造 是非常成 功 的。它不 仅克 服 了风机 起 动 电流 大 的弱 点， 也消除_ lr 对其他电气设备的安全隐患 ， 而且能随温 度变化调节风 机转 速 ， 节能效 果 十分 显著 达 到 4 0 ％。 我们以此为依 据对 水厂 、 一 级泵 等分厂 的 电机 也进行 了变频改造 ， 均带来 了很大经济效益 。 参考文献 l 韩安荣 ． 通用电频器及 应用． 机械 i 业出版社 ， 2 0 0 2 2 刘志学 ， 等 ． 相异步电机经济运 行于册 ． 1 f 1 【 科 学技 术H j 版社 ， l 9 9 3 3 顺战松 ． 可编程控 制原弹 与f 川 I ． 同防 } I l 版社 ． 1 9 9 6 收 稿 日期 2 0 0 41 02 9 第一作者冯伟， 男， 1 9 6 8年生， 1 9 9 0年毕业 于西安交通 大学， 获 学士 学位， 工程师； 主要从事电气运行及 自动化技术工作 上 接 第 5 8页 单 片机返 回通道板 的实际值 Y值 和输入 的设定值 值 ， 还 可以进 行上 位机接 收数据 的校 正。每 次校 正 ， 系统都会依据上 次校 正存储 在 数据库 中的 和 6 值计算出发送的命令， 使系统的精度在校正中不断地 进行修正和完善 。 4 ． 4 报警设置 该环节是整个多通道电池检测系统 软件设计 中的 一 个重点 。因为对 电池 性 能 的测试 要经 过 很长 的时 间 ， 在这个过程中不可能要求 操 作人员 时刻守 在操作 装置前 ， 因此必 须设计 出可靠 的报 警系 统和故 障处理 系统。该软件 的报警 系统能根据用户设定 的多种条件 进行报 警和故障排除操 作 ， 如根据 电压 、 电流 、 容量 、 温 度等进 行报警 ， 并在报警后 自动关断产生故 障的通道 。 4． 5 数据处理 用户 可以在指令 表 中编辑 数据 存储 的时 间， 系统 会根据这个时 间对 电池 的电压 、 电流 、 容量 、 测试 时间 等参数进行存储 ， 不 同通道 的数据被 存储 到数据 库对 应 的表 中。系统运行 时 ， 用户 可 以通 过在 主控窗 口上 的数据处理功能对表 中的数据 进行各 项操 作 可 以分 通道进行数据的浏 览 、 打印 、 按 指标分 类排序 ， 可 以分 通道 进行各项参数变化 曲线 的绘 制等 等 ， 从 而清楚地 观察到电池在充放 电过 程 中的电压变 化 ， 还可 精确地 计算 出每只电池 的容量。 5 结束语 本文介绍 了一种通用 的多通道 高精 度电池测试 系 统 。设计 了相应 的硬 件 和软 件 ， 并 已经制 作 出样 机 。 目前样机 主要 用 于电动 汽 车 电池 容 量检 测 的实验 平 台， 测试系统也可 以用于通用 电池性能检测。 参考文献 l 姜学东， 汪 至巾， 曲会龙 ． 大容量 蓄电池 组充放 电设备的研 制 ． 电 力电子技 术， 1 9 9 9 ， 2 2 齐 国光 ， 李建民 ， 郏航 ， 徐 在民． 电动汽 4 电 最汁量技 术的研 究 ． 清华大学学报 ， 1 9 9 7 ， 3 7 3 3 栾成强 基 于热敏 电阻的温度监测系统 今 F t 电子， 2 0 0 2 ， 1 2 5 4 张君华， 朱绍 文， 齐国圯． 一种新型 充电 ． 系统 ． 电 ． 子技术应用． 1 9 9 7 7 修改 稿收 到 日 期 2 0 0 5 0 l o 7 第一作者刘正光， 男， 1 9 4 5年生， 1 9 8 3 年毕业于天津大学工业 自动化 专业 ， 获硕士 学位 ， 教 授 ； 主 要研 究方 向 是智 能 仪 器 ， 图像 处理 和智 能 信 息 处理等 上接第 6 8页 读 、 易懂 、 易修 改 ， 正 在被 越来越 多工 程设计 人 员所采 用 参考文献 l 吴建强 ， 等 ． 呵编 控 制器 原理 及』 L 』 、 j 玎． 哈尔滨 I 业 大学 出版 社 ． 1 9 9 8 2 朱云波 ． P L C在粉体 自动称 缱没备中的应用 ． 机械与电子 ， 2 0 0 1 5 3 李车 ， 等 ． 一种面向 P L C的通用控制程序开 发平台 C A D E P A． 电 亡 1 动化 ， 1 9 9 9 5 收稿 日期 2 x 150 1 1 2 第一作者柴绍宽， 男， 1 9 5 5年生， 1 9 8 8年毕业于北京科技 大学工业 自 动化系， 获得学士学位， 工程 师； 主要从 事 自动化控制、 P I E等 方面的研 究 7 0 P l CEs s AU1 1 I oN 叮 T RI J M A 1 I ON V0 I ． 2 6 No ． 1 1 No v e mb e r 2 0 o 5 鋈 维普资讯