PLC和变频器在离心风机控制系统中的应用正文.doc

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1、目 录1 绪论11.1离心风机通风系统的传统控制方法11.2 PLC和变频器的离心风机控制系统目的和意义12 变频调速恒压供气理论分析22.1 序言22.2 工艺调节过程简介22.3 调节系统的构建22.3.1 调速原理22.3.2 恒压供气系统的组成52.3.3 调节系统的传递函数62.3.4 变频恒压供气频率变化分析73 恒压供气系统83.1 系统总述83.2 控制系统的组成83.3 调速系统的构成及硬件选择83.4 变频器113.5 变频调速恒压系统的基本特点134 控制系统134.1 PLC输入输出I/O分配144.1.1 输入口144.1.2 输出口144.2 PLC控制程序145

2、系统调试145.1 变频器关键参数的设定故障处理145.1.1变频器有关参数设定155.1.2变频器装置类故障处理165.2 PLC的调试176 结束语18致谢18参考文献18附录一（PLC控制程序的梯形图）20附录二（PLC控制程序的指令表）221 绪论八十年代初发展起来的变频调速技术，正是顺应了工业生产自动化发展的要求，开创了一个全新的智能电机时代。随着控制理论与功率电子技术的发展，交流电机变频驱动得到推广，随着能源的紧张和人们环保意识的加强， 市场及时推出了适用于驱动各种普通三相异步电动机的各种变频器。这些变频器大多使用了SPWM正弦脉宽调制控制方式，具有调速性能好、输出稳定、工作效率高

3、使用方便等特点，优于以往的变极调速、转子串电阻调速、串级调速、调压调速等交流电机调速方式。一改普通电动机只能以定速方式运行的陈旧模式，使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可以按照生产工艺要求调整转速输出，从而降低电机功耗达到系统高效运行的目的。通风系统的主风机是大件之一，具有高耗能的特点，如果通过对电动机采取变速驱动来调节风量，可以达到较好的节能效果，同时还会减少设备的维护，增长设备的使用寿命。1.1 离心风机通风系统的传统控制方法传统的离心风机通风系统中风机流量的设计均以最大风量需求来设计，目前在需要调节的地方普遍用挡板、风门、回流等方法来实现，用电效率非常低。是一个耗能大户，其

4、电能消耗诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修费用占到生产成本的7%-25%，是一笔不小的生产费用开支。随着经济改革的不断深入，市场竞争的不断加剧，节能降耗业已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。为此，设计一套安全、可靠、高质量的通风系统，己显得迫在眉睫。1.2 PLC和变频器的离心风机控制系统目的和意义PLC和变频器的离心风机控制系统，是现今通风系统的一个新兴课题。首先，它将自动控制和节能降耗融为一体，既能保证矿井通风系统的在线自动控制，又能对原来系统进行节能降耗改造。其次，它能根据不同的季节，不同的时段，以及各种意外的情况作出反应，保证根据实际的需要调节和控制风流流动路线

5、的作业，改变了传统利用调节挡板、风门、回流等方法来实现。使设备和系统平稳和可靠，同时节能显著。此外，构造这样一个控制系统可减小占地面积，降低一次性投资，系统安全可靠，维修管理方便。本论文就如何构造这样一个系统提出了一套较完备的方案，对方案的实际运行，做了较深入的理论的探讨，并结合工作实际，做了一套切实可行的系统。2 变频调速恒压供气理论分析2.1 序言在电气拖动设备的运行过程中，经常遇到这样的问题，即拖动设备的负荷变化较大，而动力源电机的转速却不变，也就是说输出功率的变化不能随负荷的变化而变化。在实际中这种“大马拉小车”的现象较为普遍，浪费能源。在许多生产过程中采用变频调速实现电动机的变速运行

6、不仅可以满足生产的需要，而且还能降低电能消耗，延长设备的使用寿命。这里介绍的煤气鼓风机系统采用变频调，并应用PLC构成风压闭环自动控系统，实现了电机负荷的变化变速运行自动调节风量，即满足了生产需要，又达到了节能降耗的目的。利用变频调速装置和压力传感器组成闭环控制系统来控制风机的转速，保持气压恒定。下面就详细介绍双恒压供气系统的理论构置情况。2.2 工艺调节过程简介系统由二台变频变速风机和一台备用恒速风机及可编程控制器，压力传感器、控制柜等单元设备和器件组成。其中变频变速风机是利用变频器改变电机工作频率来改变风机的输出流量，利用速度变化来恒定系统压力的。当系统投入运行时，压力传感器检测管网压力

7、并将信号传给PLC和变频器，在变频控制软件和PLC的作用下，系统根据不断收取到的管网压力信号与系统设定压力相比较，根据比较结果改变变频变速风机运行频率和备用恒速风机投入运行和休息的指令，从而实现无论用气量怎样变化，管网压力始终保持在设定压力范围。当供气压力小于最低压力时，自动关闭两台变频风机，同时打开备用恒速风机来满足低压供气要求，而且达到节能的效果。2.3 调节系统的构建2.3.1 调速原理基本原理：在三、四十年代，电机调速理论和技术已在一些工业发达国家开始研究和应用，如通过改变电机的磁极对数，利用变频改变交流电源的频率值，在转子电路中加入调速变阻器或磁性放大器等方法对交流电机进行调速。但都

8、由于技术及设备复杂而不能在工业生产实际中广泛应用，随着微机应用技术的发展特别是到了80年代采用大功率晶体管后，使得工业交流电机调速技术有了广泛应用的可能。 目前，离心风机电机绝大部分是三相交流异步电动机，根据交流电机的转速特性，电机的转速n为 (1)式中 是电机转速；是电源频率；是转差率；是电机的级对数。当风机电机选定后，p为定值，也就是说电机转速的大小与电源的频率高低成正比，频率越高，转速越高；反之，转速越低。变频调速就是根据这一原理，通过改变电源的频率值来实现风机电机的无级调速，并达到节能降耗的目的。可见，在满足同样风量的情况下，风压大幅度降低，功率明显减小，节省的功率损耗与面积成正比，节

9、能效果十分明显。所以，采用改变风机转速的方法对风量和风压进行控制是最合理和经济的。变频调速恒压供气系统的控制特性分析：电动机稳定运行时实际输出转矩由负载的需要来决定，在不同的转速下，不同的负载需要的转矩也是不同的，调速方法和控制特性应适应负载的要求。离心风机负载转矩特性：（图1） 曲线 （图2） 风阻特性曲线（图3） 鼓风机的性能曲线表示风机性能的特性曲线有：曲线：当转速恒定时，风压与风量间的关系特性；曲线：当转速恒定时，功率与风量间的关系特性；曲线：当转速恒定时，风机的效率特性；对于同类型的风机。根据风机参数的比例定律，在不同转速时的曲线如图根据风机相似方程；当风机转速从变到，风量、风压及轴

10、功率的变化关系：= （2） （3） （4）上面的公式说明，风量与转速成正比。风压与转速的二次方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。变频调速时电动机的机械特性：变频调速时，为了使电动机的运行性能好，励磁电流和功率因数应基本保持不变，即希望气隙磁通也保持不变，若(为额定运行时的磁通)，将引起电机磁路过分饱和而使励磁电流增加，功率因数降低；若，将使电机的容许输出转矩下降，电机的功率得不到充分利用，因此变频调速一般应使气隙磁通保持不变。根据电动机的等效电路，如图5所示，在忽略定子漏阻抗压降 （图4）变频调速的机械特性 （图5） 感应电机的T型等效电路 （5）的条件下，定子的相电压U1与气隙磁通和频率f

11、1之间的关系为 （6）式中，为定子绕组每相的有效匝数，当电机确定后，为一常数。由式(6)可知，在变化时，电机的端电压，必须与频率成正比变化，才能保持。不变，即常数 （7）电动机的电磁转矩为 （8）式中，为电动机的磁极对数，为定子每相绕组的电阻和额定频率下的漏抗；、为转子每相绕组折算到定子侧的电阻和额定频率下的漏抗；S为转差率，即 （9）式中，为某一频率下的同步转速在额定电压和额定频率时，曲线如图特性曲线中实线时所示。令，求得电动机的最大电磁转矩为 (10)在变频调速过程中，保持(常数)，也就是保持气隙磁通近似为常数，若令，则，此时的电磁转矩 (11)相应的最大转矩为 (12)式中是额定频率下的

12、同步转速=60正常运行时，S很小，约在5%之内，式(11)中SR，忽略不计。在一定的负载转矩下，变频调速运行时，转速之差（）将不变，转矩特性(稳定运行段)在常数运行方式下，当不同时，它为一族平行的曲线，如图4实线所示。从式(12)可看出，由于定子电阻的存在，随着运行频率的降低，与电抗相比，的作用愈来愈大，使最大转矩将明显减小。2.3.2 恒压供气系统的组成由图6知，风机在运行中压力传感器将压力检测点(管网的中部)的管网压力H信号由压力变送器传送给PLC，经过PLC的智能扩展模块A21来进行模数转换，A21根据变送器传递来的标准的电流或电压信号的大小，把模拟量按一定的关系转换成PLC内部的数字信

13、号，然后由PLC将转换后的数字信号与事先设定的压力值相比较，当管网压力低于设定压力时，PLC向变频器发出提高电源频率的信号，变频调速器将电机转速提高后，风机的转速也相应提高，出气量增大，管道压力也随之升高；反之当高于时，PLC向变频器发出降低电源频率的信号，风机的转速相应下降，风机转速的提高与降低完全根据压力检测点的压力高于或低于设定压力来调节。因此，系统供气压力其本上维持在设定压力的范围内供气，也就是基本保持恒压供气。（图6） 系统工作原理图在变频调速恒压供气过程中，风机工况点的变化见图7所示。 （图7） 风机工况点的变化 （图8） 风机变速恒压工况当高于时，说明管网系统用气量减少，管路阻力

14、特性曲线，向方向变化，此时风机转速逐渐降低，管道压力也由逐渐下降，当低于时，其工况点变化与上述相反即由逐渐向移动，使管网系统供气始终保持恒压。当管网用气量由向移动时，通过改变风机转速使保持恒定，见图8。2.3.3 调节系统的传递函数取流量为调节对象，其传递函数框图如图9。其中:-总管压力给定值；-被调总管压力，；-偏差， ；(t)-变频器转速指令函数；-调节器传递函数；-调节对象传递函数(包括变频器转速特性，压力变送器特性等)。（图9） 控制框图 （13） （14）其调节过程及曲线如下:时，为正，直至；时，恒定，电机恒转速转动；时，为负，直至。2.3.4 变频恒压供气频率变化分析如图10为变频

15、调速恒压供气的风机曲线图，当流量由变化至时，风机输出压力必定会上升，由于恒压线定在，压力传感器检测出压力上升趋势后，反馈增加输出信号，使变频器降低频率控制，减速至，使之保持恒压，节省压力（-）。随着风机转速的降低，工况点将从A沿恒压线逐渐变化至B， C流量随之减少，当下降至 ，Q一H曲线的最大压力为，在以下时，因为Q一H曲线最大压力小于。按这一原理风机的转速只要从额定转速变化至时，可供小于的任一流量，风机的工况点沿恒压线从AD变化。风机调速具有一定范围的，不同的风机有不同的调速范围，不是任意可调的，其它范围由风机本身的特性和用户所需的压力决定。当选定某型号的风机时可确定此风机的最大调速范围，再

16、根据用户的设定压力确定具体最低调频范围。 （图10） 风机变频恒压供气情况 （图11） 风机工况3 恒压供气系统3.1 系统总述鼓风机系统构成如下。（1）风机型号：9-26，风量：8588-10735m/h，风压：9630-10020Pa。（2）电机型号：Y225M-2；功率：37kW；电压：380V；电流：83.9A；频率：50Hz；功率因数：0.89；转速：2970 r/min。3.2 控制系统的组成如图12所示为控制系统总构成图：控制系统包括：2套变速风机（每套变速风机包括：一台变频器、一台交流电动机和一台风机）、1台PLC、一台工控机和两套压力变送器。3.3 调速系统的构成及硬件选择从

17、整个系统的稳压来说，全是由调速风机来实现管网的稳压和压力调节的。系统构成与设计：变频恒压供气系统由控制柜，压力传感器，异步电动机及风机组成，由此构成一个压力负反馈闭环控制系统。压力传感器将管道中的气压值变换成电信号(4-20mA)，送入变频器内置PID比较，其偏差值经控制运算后，去控制变频器的输出频率，通过上位机对当前压力信号的反应，再由PLC控制两台风机电机在工频电网与变频器输出之间切换，改变两台风机的运转状态和转速，实现压力调节。控制部分是根据系统的设计要求，在满足控制要求的原则上，尽量降低成本，选用松下电工生产的FP0系列的PLCFP0-C32CP。实现信号采集，巡检综合判定，控制输出三

18、个逻辑过程。以下是FP0系列PLC的特点：超小型尺寸：一个控制单元只有25毫米宽，甚至扩充到I/O 128点，宽度也只有105毫米，它的安装面积是同类产品中最小。（图12） 控制系统总构成图可选择三种安装方式：DIN导轨条安装 、底面直接安装和附面直接安装。控制单元尺寸：宽25高90长60毫米，最大可扩充至128点，此时尺寸（宽105高90长60毫米）。超小型外形设计打破了以往人们对小型PLC的看法，由于FP0具有世界上最小的安装面积，故可安装在小型机器、设备及越来越小的控制面板上，从而使整个系统结构紧凑，减少设备安装面积，安装灵活方便。电气部分包括风机电机，电动阀门，变频器的启动、停止，以及

19、故障检测，指示灯的控制。FP0-C32CP据有丰富的指令系统，并且依托FPWIN_GR良好的编程界面，很方便程序编制和现场调试。传动装置用了选用芬兰ABB公司生产的ACS601变频器，具有手动和自动调速功能变频器，适用于异步电机无级调速控制。该变频器的输出控制方式为恒，以及IGBT大功率晶体管模块。其优点之一是具有高的切换频率，可输出低谐波分量的正弦波，在低速时电机有更大的输出转柜，降低电机的损耗和噪音，减少了电机运行时的温升。变频器可将输出频率在控制范围内连续可调，控制精度为O.1Hz，从而达到电机依据负载的变化连续平滑调速，减轻了电机的运转抖动。由于变频调速实现异步电机软起动，降低电网的损

20、耗提高了电机运行时的，以致于可以省去为改善功率因数的电容补偿柜及相应控制设备。ACS601有内置的RS485口可以实现同上位机的通讯。现场压力选择用2块DBY一121压力变送器，量程分别为:0-0.75MPa和O-1.OMPa，及2块电接点压力表量程为0.10MPa和0.6MPa。 3.4 变频器近20年来，以功率晶体管GTR为逆变功率器件、8位微处理器为控制核心的、按压频比控制原理实现异步电动机调速的变频器，在性能和品种上出现了巨大的技术进步。3.4.1变频器输入输出接口本系统选用的变频器为ABB公司的ACS601系统，针对本系统的应用情况，可将变频器端子上的信号分为(如图13所示):输入信

21、号：（1）控制变频器运行的启停信号-PLC的KA1。（2）变频器的压力反馈信号口接远传压力表的反馈信号。（3）R，S，T为电源输入。输出信号：（1） ROI:为数字量输出口，变频器内部出现故障时，进行指示。（2） R02:为数字量输出口，变频器运行指示。（3） R03:为数字量输出口，变频器停止运行指示。（4）U， V， W为接三相异步电动机。通讯:本变频器完成与上位机的频率、电流、电压、管网压力、故障状况，给定等参数进行通讯，通过NDCO的CH1， CH2口实现。整个变频器端子示意图如附录中变频器接线图。3.4.2变频器的外围设备选择通常变频器的外围设备如图14。（图14） 变频器的外围设备

22、1）变频器容量的选择变频器的额定输出容量应满足S： (15)式中 U-最高频率时电动机端电压；I-最高频率时电动机的额定电流； N-电机台数； K-波形修正系数(取1.05-1.1)。上式表明，变频器额定容量大于电动机组额定容量（）。由于高次谐波的影响，将使电机的损耗增加，故加入波形修正系数K，再乘以安全系数1.1。变频器的60s过载容量应满足： (16)式中Ns-同时起动的电动机台数；Is最高频率时电动机的起动电流。上式表明，变频器60s过载容量大于电动机组起动容量，两者相差波形系数K及安全系数1.1的数量关系。变频器额定输出电流应满足： (17)式中单台电机最高频率时的额定电流。上式表明

23、变频器额定电流大于电动机组的额定电流，两者相差一个安全系数1.1和波形系数K。变频器允许的60s过载电流应满足： (18)式中，最高频率时电动机的起动电流。即变频器60s过载电流大于电动机组的起动电流，两者相差一个安全系数1。1和波形系数K。但在实际变频器容量选择中采取大于电机一个等级的办法。对于轻载起动和风机泵类负载，变频器额定电流一般按电动机的1.1倍选，对于恒转矩负载或需要频繁起动和制动运行的负载，变频器的容量应适当增大，一般应1.2倍的电动机的额定电流。本系统根据选用的电机功率为37kW，则选用的变频器型号为ACS601 -0045 45kW两台。电源变压器：电源变压器(T)的作用是

24、将高压电源变换为变频器所需要的电压等级。考虑到变频器输入电流中所含高次谐波对电源侧功率因数的影响，再考虑变频器的运行效率，一般变压器的输出功率(KVA)= 变频器的输出功率(kW) 变频器输入功率因数变频器效率其中，变频器输入功率因数在无输入交流电抗器1ACL时取0.8-0.85，有1ACL时取0.6-0.8；变频器效率取0.95；变频器输出功率应为所接电动机的总功率。电源侧断路器：一是用于电流回路的正常通断，二是当出现过流或短路故障时能自动切断电源，防止事故扩大。其选择原则同一般断路器。电磁式接触器：1KM用于变频器的投入与切除，在变频器发生故障或失压时，切断电源，防止电网失压后复电而变频器

25、不经正常程序自动起动对设备及人身造成危害。2KM和3KM用于变频器与工频电网间的切换运行；2KM和3KM间的联锁可防止变频器输出端接到工频电网上。不过，有些变频器要求2KM只能在电动机和变频器停机状态下开闭，1KM-3KM的选择同一般接触器。3.5 变频调速恒压系统的基本特点本论文设计变频器调速恒压供气系统具有以下几方面特点：（1）具有自动/手动双运行功能。自动状态下可实现无人值守自动恒压供气状态；手动状态下可作不定期的检查和紧急状态下的紧急操作。（2）具有双电源供电，自动/手动供电电源切换功能。（3）具有自动定期巡检功能，系统可靠性高。（4）由于采用变频调速恒压，恒压精度高，压力变化0.02

26、Mpa；节能效果显著，节电率在15%-35%左右。（5）系统中的两台风机，任何一台风机出现故障，系统会自动启动备用风机满足供气。（6）采用变频调速技术实现交流电机平滑调速，使交流调速系统的性能指标能与直流调速系统媲美。（7）多台电机均能可靠地实现软启动，避免了启动电流过大对电网的影响，且大大延长了设备的使用寿命。同时，与其它供气系统相比，具有以下几方面的优点：（1）自动化程度高，可实现无人值守智能化运行。（2）设备使用寿命长，维护工作量小。4 控制系统该系统采用二级计算机控制方式，控制系统采用松下电工FP0系列小型PLC，输入16点，输出16点，均为数字化接口。在设计时，以充分利用PLC的硬件

27、软件资源为原则，在软件设计与确定I/O点数时，可不局限于原有继电器控制线路，而只保留直接面向人和设备的输入/输出点，省去一些中间环节；软件采用灵活的编程方式，主程序采用常规继电器梯形图指令设计。同时，由于设备上的主接触器功率大，其线圈吸合瞬间电流大，而PLC的输出节点额定工作电流为2A，如果直接驱动主接触，势必造成烧毁节点等不安全因素，为此我们在输出节点上加接了一个中间驱动继电器。4.1 PLC输入输出I/O分配PLC和工控机目前的技术发展水平己大大超过其出现时技术水平，并各自定位在不同的层面。PLC适合低成本自动化项目和作为大型DOS系统的1/O站，工控机在中规模小范围自动化工程中有很好的

28、性能价格比。同时，PLC和工控机在其技术发展的历程中，为了适合工业现场应用的需要和用户二次开发的需要，都积极地发展高可靠性、网络化和高性能的用户开发软件方面的技术性能。下面对本系统采用的FP0 PLC的输入输出口进行介绍如图13所示。4.1.1 输入口输入节点一共10个节点：KMI， KM2， KM3， KM4为1#， 2#调速电机分别在调速和工频运行下所对应的接触器，KM5为备用风机的主接触器。PLC通过输入的接触器节点信号，可以判定2台风机目前的运行情况，再综合PLC的输出指令，就可以判定目前风机的良好状况，此为硬件回路的判定方法(另一种方法是通过压力反馈信号，在上位机进行综合判定)。PL

29、C的X5，X6为装在网道的压力接点信号。此作为系统硬保护的一个措施，同时也是系统执行动作的一个依据。剩下的X7，X8和X9对应自动、手动和复位的指令信号。4.1.2 输出口输出节点一共9个节点(除了指示灯)其它均通过中间继电器去驱动接触器、电磁线圈或蜂鸣器。Y1，Y2，Y3，Y4和Y6是分别由PLC发出去驱动风机运行的指令。Y8和YB作为向变频器发送变速指令。YC和YD作为整个系统的故障报警指示，4.2 PLC控制程序PLC控制程序的梯形图见附录。附录一：PLC控制程序的梯形图。附录二：PLC控制程序的指令表。5 系统调试5.1 变频器关键参数的设定故障处理针对本系统中的主要部件变频器，本节主

30、要阐述了系统调试中的参数设定和故障处理方法。5.1.1变频器有关参数设定变频器有数百个参数可以填写或改写。如果参数缺省(即出厂时的设定值)，只要接线正确即可投入正常运行。但是，选择适当的参数可以提高运行的品质和达到某些必要或特殊的要求。以本系统ACS601为例，说明参数具体设置过程。99组数据：99组数据中关键的是电流、电压、频率、功率及控制方式等参数设置，电流、电压、频率、功率都参照电机上的名牌上额定数据，控制方式选用PID。10组数据：它是启动、停止和方向的设置，由变频器联接图可知，作为变频器的启停指令。由于风机为单向运行，所以在方向设置时，先设置正向，待试运行后再作方向确定。13组数据：

31、模拟输入的标定，本系统对A12口进行标定和范围设定为4-20mA。14组数据：为继电器输出，此处有RO1，R02，R03三个口定义，本系统只对故障、运行、停止定义，用指示灯输出指示。40组数据：为PID控制，要求对比例、积分、微分参数及差值的取决对象等参数进行确定。PID参数本系统可通过自辨识运行进行自我确定，但必须进行预设定。差值的取决对象就要联系11组数据，本系统选用ACT1一ACT2。参数99.07：按使用手册说明，参数99.07称为基底频率。我国电动机电源频率为50Hz。当电流远超过电动机额定电流时，电动机在运行时会发热，这样运行一段时间变频器将保护停机。如电动机卸载后仍如此，解决的方

32、法是将参数99.07设大（例如设为80Hz或90Hz)，并观察其电流的大小直到正常为止。 为何要改变参数99.07，使其设置大大超过电动机铭牌上的规定值?众所周知，电动机定子电流不仅与定子绕组电阻有关还与其感抗有关，如提高基底频率设定值，则意味增加了电动机的感抗，这样励磁电流减小。当然，如电动机电流正常，则不必改写参数99.07。参数16.02：该参数为写入禁止选择，缺省为0。只有在变频器停止时才可写入该参数。在调试时，可将参数16.02改写为2，这样在变频器运行时都能改写参数，给试运行带来方便。如果调试结束后想给参数值加锁，只要将参数16。02设为1就不能进行参数写入。参数22.02与22.

33、03：这两个参数是加、减速时间。其值应选择适当，特别是在运行过程中进行优化调整。由于突然加、减速造成变频器保护动作，应适当延长加、减速时间，或配合运行于S型的加、减速曲线上，以使加、减速过程尽可能缓和，避免不必要的保护动作，此参数在试运行时采取先设大，再调小。参数20.08：该参数20.08是上限频率，缺省为120Hz。国产普通Y系列交流电动机额定频率为50Hz，能否超过额定频率运行?通常情况下，达到60Hz的运行频率应无问题，如继续提升频率对电动机的温升会有一定的影响。还应考虑到，超过额定频率运行后，被驱动的机械是否有被损坏的可能性。变频器本身是不易损坏的，它有自己的保护系统，主要考虑的是电

34、动机和机械部分受损的可能，此因素特别重要。以上介绍了变频器调试过程中关键参数的设定过程及一般的处理方法，在变频器保护动作后还可通过其显示器访问报警的履历以找到对症下药的处理方法。通常变频器装于电气柜内，外加排气散热风扇，以确保散热。5.1.2变频器装置类故障处理变频器使用中，是否能满足传动系统的控制要求，变频器的参数设置非常重要，如参数设置不正确，轻者系统控制效果不好，重者系统不能正常运行。一旦发生了参数设置类故障后，变频器都不能正常运行，这时最好是能够把所有参数恢复到出厂值，然后按上述步骤重新设置。对ABB变频器第一类参数可以逐个修改，对第二、第三类参数可以用改变应用宏的方式来恢复出厂值。（

35、1）过压类故障对变频器来说，都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时很可能损坏变频器，常见的过电压有两类。输入交流电源过压：这种情况是指输入交流电源的电压超过正常范围，一般发生在节假日线路负载较轻，电压升高或者线路出现故障，此时最好是断开变频器的电源，对线路进行检查，找出故障原因修复后重新运行。发电类过电压：这种情况出现的概率较高，主要是电动机的实际转速比同步转速还高，使电动机处于发电状态，而变频器又没有安装制动单元引起的。（2）其它故障过载：负载过重，所选电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好所引起。如属前者则必须更换大功率的电机和变频器；如属后者则要对生产机械进行检修

36、过流：可能是变频器的输出短路所引起。这时要对线路进行检查，如果断开负载变频器还是过流故障，说明变频器的逆变电路己严重损坏，需要更换变频器。欠压：说明电源输入电路有问题，可能是线路严重超载，或者是线路接触不良所引起的。最后还要说明的是，一旦变频器发生硬件故障，如整流电路、逆变电路等，此时变频器已严重损坏(可以通过测量输入及输出端有无短路)，则要有专门的技术人员来维修，一般技术人员不要私自拆变频器，不得再次通电，以免扩大故障范围。5.2 PLC的调试PLC系统的程序调序可分为以下三个步骤。5.2.1实验室调试在实验室中即可进行，主要完成以下工作:编程器不与PLC相连，仅在离线状态下，通过使用编程

37、软件中的“文件检查”功能检查程序是否与其组态相匹配、是否有重复输出线圈、各种参数值是否超出设定范围及基本语法错误。调试中发现的任何错误均显示相应的错误代码，调试人员可查找用户手册确定错误内容并及时修改。编程器只与PLC主机在线联络，此时可以检查通信口参数的设置、PLC和I/O状态设置，还可将各控制功能程序块提出，排除其它程序的干扰，对输入信号和中间接点信号进行状态强制，观察相应的输出接点变化是否满足程序设计的逻辑要求，对程序逻辑进行初步检查。5.2.2制造地调试在车间对整个PLC系统进行调试。首先，待系统上电后，通过观察CPU模块和各接口模块的指示灯，检查CPU和总线接口的状态是否正常，系统能

38、否正常运行。同时检查实际PLC系统与程序“通信管理表I/O 图”中远程站及站模块的设置是否一致，以及系统的通信配置是否满足要求。至此，整个PLC系统的配置基本确定。接下来用拨码开关制成仿真器连接到输入模块的接点上，然后根据输入信号、现场反馈信号(如限位开关的通断)的先后顺序拨动相应的开关模拟实际运行情况，将实验室调试完毕的各控制功能程序块连接起来，并观察编程器及输出模块上是否有相应的顺序输出，以此考核PLC的编程动作是否满足逻辑要求。调试时同样应充分考虑各种可能情况，在系统不同的工作方式下，对逻辑图中的每一条支路、各种可能的进入路线都应逐一检查，直至在各种可能情况下输入与输出之间的关系完全符合

39、逻辑要求。在程序编制时有些计时器设定值较大，为缩短调试时间，程序调试时可将设定值减小，待模拟调试结束后再写入其实际设定值。在设计和模拟调试程序的同时，PLC之外的其它控制设备(如控制台、继电器等)的制作、接线工作可同时进行，以缩短生产周期。经制造厂调试后，应用程序的整体逻辑功能可认为基本通过。5.2.3现场调试PLC装置在现场安装后，要进行联机调试，将程控系统与检测设备及执行机构连接在一起，通过实际操作观测现场设备的运行状态，并根据现场实际情况及运行人员的要求对所编程序进行修改，使之与现场设备更为紧密地结合在一起，直至整个程控系统良好运行。这一方面要求对程序逻辑十分清楚，另一方面还要熟悉所有被

40、控设备的工作原理。这部分工作量比较大，也是程序调试的关键。6 结束语这套系统改变了以往的陈旧方式，通过不同的反馈压力值，调整风机输出不同的风量，这既节省了传统的采用调节风门开度消耗在风门上的能量，也节省恒速风机的频繁启停对管网系统的冲击能量，则系统在节能方面是很明显的。用多媒体技术实现了过程的模拟显示，实时监测，实时给定和声光报警，节省了大量的人力、物力。本论文研制了一套功能齐全、投资省、节能的供气系统，但因本系统是一个庞大的控制系统，在现场分工的局限性，在论文的某些方面介绍不够详尽，不够具体。致谢本论文的完成，自始至终渗透着指导老师的悉心指导，从论文选题、理论研究、系统开发的整个过程，处处渗

41、透着指导老师的心血和辛劳。在几年的学习中，我学到了丰富、系统的专业知识、独立进行科研工作的方法、求真务实的工作作风、勇于探索的精神以及对科学孜孜不倦的追求也深深教育和鞭策着我。这将使我在今后的生活、工作和学习中受益非浅。特向刘老师表示衷心的感谢，并致以崇高的敬意，并感谢老师们几年来对我的培养、帮助和关怀。本论文的完成还得到了同学们的大力支持和帮助，在此一并感谢。最后感谢评审本论文的各位老师，感谢他们对作者论文工作的大力支持。参考文献1李剑峰.矿井主扇风机实现自动化调频控制J.机械制造与自动化2006年35卷5期: 155155页2范永胜.变频器及可编程控制器在锅炉引风机上的应用J.机电产品开发

42、与创新,2004,17(3): 64663杨铃.变频调速技术在离心式引风机控制中的节能分析J.风机技术.2006(4): 47484富魏,陈彦,张金学等.鼠笼式三相交流异步电动机的变频调速系统的研制J.淮海工学院学报,2001,10(2): 19225姚永亮,黄华.风机调速技术的选择分析及节能应用J.通用机械,2005年01期: 116薛庆吉,高有堂.PLC对高压离心风机的控制J.电工技术杂志,2001(9): 25267冯薇.电气控制与可编程控制器M.北京: 北京工业出版社.20068刘明勤.ABB变频调速恒压供水在生活消防的应用J.自动化信息.1980.第8期9李国厚.PLC原理与应用设计

43、M.北京: 化学工业出版社,200510王树.变频调速系统设计与应用M.北京: 机械工业出版社,200511汪向华.家具车间气力输送装置变频调节自动控制系统的研究D.南京: 南京林业大学木材工业学院,2005 12姚福强,高正中,孙惠民等.煤矿压风机变频调速系统的设计J.煤矿机械,2003(12): 13 13咚纯厚.风机和泵交流调速节能技术M.天津.中国电工技术学会电控系统与装置专业委员会.198514李全利.可编程控制器及其网络系统的综合应用技术M.北京: 机械工业出版社,200515何超.交流变频调速技术M.北京航空航天大学出版社,200616 王廷才,王伟.变频器原理及应用M.北京: 机械工业出版社,200517续魁昌.风机手册. 机械工只止版社.199918变频调速恒压供气控制系统M.有色冶金节能.2000第5期19陈伯时.自动控制系统M.机械工业出版社.198720李鹤龙.电动调节仪表M.化学工业出版社.198521朱震莲.现代交流调速系统M.西安.西北工业大学出版社1994.22 ABB ACS600 Manual附录一（PLC控制程序的梯形图）附录二（PLC控制程序的指令表）