PLC在鼓冷风机自动控制系统中的应用

摘要：PLC在工业控制应用越来越普及，本文介绍富士NB1系列PLC在焦炉煤气风机自动调节中的应用。与传统的继电器的相比，PLC具有制造价格相当，使用寿命更长、维修更方便，其触点比继电器响应时间快，周期更短。在本文中，PLC取代了传统继电器来作为工业控制，使得线路更加简化，维修更加方便，使得变频器在手、自动之间的切换扰动减少。
1、概述
        焦炉生产工艺中,化产部分鼓冷风机是焦炉生产的重要环节，它关系到炼焦焦碳质量的稳定,煤气压力控制的好坏也关系到是否对环境有多大的污染程度。如图：变频器控制风机A,风机B，风机C。控制参数为集气管压力。该变频器采用日本东芝公司产VFA5P-4220K变频器。由于焦炉煤气控制压力要求较高，一般在60-80Pa的微正压力，当集气管中实际压力产生变化时，通过压力变送器将测出的压力信号转换成4～20mA电流信号，将信号送给工控机，工控机进行模糊运算，输出信号传给PLC和PV，PLC经手自动切换后将信号传给变频。该系统由工控机与PLC共同作用，控制3台罗茨风机变频器通过输出不同的电压和频率来控制风机的转速，从而改变风机的流量。该系统由工控机与PLC共同作用，是工控机采用上升管煤气压力作为负反馈的闭环调节。
图1
  
2、自动控制系统构成及功能
（一）、控制系统构成
        控制系统由PLC系统、工业计算机系统、变频调速、配套仪表、手操器集中调节等子系统组成。说明：该系统控制方式为2用1备，也可一用二备，具体由工艺上定。其中工控系统采用陕西韩城市信惠丰自动化工程公司的集气管煤气压力计算机模糊控制系统。
系统可在两种方式下切换工作：
(1).全自动工作方式：计算机对各焦炉集气管压力采集、运算，输出信号通过PLC对变频器进行自动控制，毋需人工干预。变频器投入自动运行后，系统根据集气管压力的大小自动调节变频器的输出频率 ：集气管压力高于设定值时，变频器的输出频率增加，使风机转速加快，抽气量增加；集气管压力低于设定值时，变频器的输出频率减小，使风机转速下降，减少抽气量
(2).手动调节：在自动系统故障情况下，操作人员根据焦炉煤气压力，由SA通过PLC将变频器转为手动，操作面板电位器直接变频器进行操作和通过操作器进行远距离操作。

  3、PLC硬件I/O电路及变频器电路
· PLC硬件I/O电路
        本系统PLC输入、输出皆为开关量，PLC采用富士NB1系列可编程控制器，其输入12点，输出12点，共计24点。如图2所示：其中输入量有：启动按钮：SB1停止按钮：SB2、手动/自动转换开关SA1、变频器报警输入FLA、FLC。输出量有变频器的手动调节RR、自动调节IV、启动信号F、主接触器闭合。由于主接触器闭合时触点容量较大，所以加了一个中间继电器1K作为拓展。该图中只列了一台变频器的手自动回路，其它2台变频器依次接入。
  
PLCI/O接线图
· 变频器电路

  
控制回路如下：
  
4、软件编程及变频器参数的设定
· 富士NB系列PLC编程详见NB软件篇，正如上图所示，PLC在该控制中逻辑简单，编程采用助记符语言，通过手持式编程器输入，控制更加优化。
· VFA5P-4220KP变频器的设定：电机用参数、基本参数按标准设定，其中关键的参数GrSF频率参数中，FC1频率优先选择1中选2（IV），FC2频率优先选择2中选1（RR）。保护关联参数Cr.Pr中，UuC瞬停不停选ON。

  5、系统特点
PLC在控制中取代了继电器，使得控制线路更加简化，维修更加方便、快捷。
变频器在手自动切换过程中，扰动很小，手自动频率切换波动只有0.1HZ左右。
提高了自动化程度，减轻了操作人员的劳动强度。

  参考文献
VFA5P通用变频器使用说明书。
NB系列硬件及软件编程使用说明书


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叶靖
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