浅论变频器在工厂控制系统中的应用

【摘 要】随着我国社会经济和科技水平的不断发展，变频技术也得到飞速发展，凭着其操作简单、体积小、功能全面、抗干扰强、变频效果好等特点，在各行各业得到广泛地应用。工厂控制系统对整个车间的生产发挥着重要作用，而变频器作为工厂控制系统中的一个基本组成部件之一，在工厂的整个生产环节起着举足轻重的作用。本文介绍了工厂控制系统的基本组成、工作方式，说明和探索了变频器在电厂控制系统中的功能与应用。

【关键词】变频器 工厂控制系统 应用

当今的工厂控制系统主要由PLC、NT（工业触摸屏）、变频器、重量检测机构和各种执行机构等组成。变频器作为工厂控制系统中的组成部分之一，在工厂生产中的调速、节能、自动调节等方面起着重要的作用，表现出了明显的优越性，使得工厂控制系统的调节控制功能更加完善，从而提高工厂的生产工作效率。

1 工厂控制系统概况

1.1工厂控制系统基本组成

工厂控制系统主要由可编程控制器（PLC）、工业触摸屏（NT）、变频器、重量检测机构、转速检测机构及各种执行机构等组成。

1.2工厂控制系统的控制方式

（1）遥控方式。工厂控制系统中的遥控方式是其主要的工作方式。工厂控制系统中的遥控方式是相对于DCS主控室而言，即工厂中操作人员选择“遥控方式”时，工厂中相关设备则就按照请求，实现工厂中相关控制。

（2）停止方式。工厂控制系统工作中的停止方式是指让工厂中所运行的相关机械设备等停止运行。工厂控制系统中的停止控制主要有两种方法：一是主控室发出一个给工厂中正在运行相关机械设备停止信号；二是在就地控制柜的触摸屏上选择“停止方式”。

（3）就地方式。工厂控制系统工作中的就地方式是一种就地调节工厂中相关机械设备的运行工作方式。当工厂中相关操作人员选择“就地方式”时，其中的相关机械设备就会按照所设定的方式（比如速度）进行运行。

2 变频器概况

所谓变频器，就是指利用电力半导体器件的通断作用，将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，从而实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素等功能。

随着近几年的科技水平的不断提高，变频器得到快速发展，其具有操作简单、体积小、功能全面、抗干扰强、变频效果好等特点，在各行各业得到广泛地应用，尤其是在工厂的矢量控制技术方面。另外，在工厂中，不仅在节能和软起动方面需要变频器，而且在一些精确控制流量、压力及液位的场所也需要采用变频器来进行控制。

3 变频器在“工厂”控制系统中的应用

3.1对工厂中相关压力的控制

在工厂控制系统中，变频器能够对一些设备进行调节（比如对一些工厂中的换热器恒压补水调节进行控制），从而达到对生产压力的控制。具体控制情况如下：首先对变频器进行设置，即通过对AI1＼AI2参数和代码4019、4020给定值选择设定，以及根据恒定的给定值，对达到压力目标值进行预先设定，PI远传压力表做为实测值与目标值的差值，通过PID作用即可实现就地变频压力自动调节。这样就能够实现变压器自动调节恒压补水，实现对生产所需压力的调节和控制作用。

3.2对工厂中节能的控制作用

在一些工厂中，由于设备设计不合理，导致能源消耗较大，不利于工厂中的生产效率。比如在对电力工程中，可以采用一台型号ACS800-01-0016-3+P901型的变频器和一件型号为UHZ-50/0 具有远传功能的磁性液位计对疏水箱液位实施控制。首先，将远传信号接入ACS800-01-0016-3+P901型的变频器作为实测值，与所设定的内部设定值进行比较和运算，然后再对水泵流量的输出量进行控制，这样就达到了疏水箱液位控制的目的。通过变频器对疏水箱液位进行控制，可以将低位水箱中的水抽到补水箱中，对水进行循环利用，这样就极大的提高了电厂的经济效益。

3.3对工厂中水位的精确控制

一般情况下，在工厂中的每台机组均配置有两台凝结水泵，一台用于运行使用，一台用以备用。但是工厂中是凝结水泵在运行中存在三个问题：一是在不同的负荷作用下，凝结水泵都会在额定功率下运行，这样就会造成大量电能的耗损；二是在凝结水泵的实际运行中，对凝结水再循环门的开度一般控制在90%左右，然而其理论计算耗能约为30%～50%，这样说明对凝结水再循环门既不容易控制，又存在很大的浪费；三是由于凝结水泵采用的是工频直接起动，瞬间所需的电流大，这样对工厂中相关设备带来很大的损伤。

采用变频器对凝结水泵进行进行控制，又能够有效地改善以上存在的问题。当凝结泵正常运行时，水位的设定值可以通过变频器控制盘数字化进行设定，可以通过PID调节功能块对凝结水泵的转速进行自动调节，从而维持水位；当凝结泵变频工作到50Hz，并且DCS发出高水位报警信号时，变频器就会控制柜在收到DCS送来的信号，自动地投入另一台凝结泵工作。另外，可以指定两台凝结水泵中的任何一台作为变频泵的主运行泵，另一台泵则为备用。当变频控制柜在收到DCS送来的启动信号时，就能够自动地启动相应水泵进行运行，达到对两台水泵的控制作用。比如当遇到异常情况时，只需要在变频控制柜本体按下紧急停机按钮，就可以停止相应凝结泵的运行，并且能够快速、自动地启动另外一台凝结泵开始运行。另外，应该注意确保凝结水母管压力不低于0.83MPa，并且将变频器设置为最低运行频率40HZ即可，这样变频器就能对水位以频率40～50Hz范围内进行自动地调整。

4 结语

总而言之，随着我国科技水平的不断发展，变频技术也得到飞速发展，变频器的越来越多的功能得到研究、开发和应用。在工厂中，充分应用变频器对其进行节能改造，已经得到广泛关注、重视和接受。可以说，在工厂控制系统中应用变频器，可以给工厂带来更好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]刘建，童国华.变频器在电厂锅炉给水电气控制系统上的应用[J].江西煤炭科技，2011（03）.

[2]乔东凯.变频器在工厂控制系统中的应用[J].煤矿机械，2009（02）.