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基于PLC、变频器的风机控制系统改造


基于 PLC、变频器的风机控制系统改造 【摘要】 本论文是针对校企合作项目——某公司现有的磨革除尘机的罗茨风 机控制方式存在的问题进行改造;利用 PLC 的 PID 功能及 A/D、D/A 模块结合 变频器来控制, 既实现多台罗茨风机集中恒压向多台除尘机供气,又解决了改造 之前存在电力浪费的现象等; 同时在技工教学中引入企业项目,激发学生的学习 积极性。 【关键词】PLC;变频器;罗茨风机;PID 自动控制 1.改造原因 该公司所用的磨革除尘机分为磨革机和除尘机。 磨革机的作用是把皮革正面 磨平到要求的厚度。 除尘机的作用是把磨革之后的皮革上面的粉尘吸收干净,其 上方有负压吸风机风口,下方有罗茨风机鼓风口。 罗茨风机作为除尘机的附属设备,其工作原理空压机相近,但是不同之处是 它在产生带压力的压缩空气的同时,还可以把空气的温度升高。在除尘机中它的 作用是从皮的底部向皮吹风,把粉末从皮上面吹离,然后被抽风机抽掉。 改造前每台除尘机都独立配有一台罗茨风机提供一定压力的热气。 罗茨风机 的电机 15KW,利用星三角启动的,一旦启动,电机就几乎在额定功率运转,产 生约 0.58MPa 的热空气给除尘机。但是除尘机只需要 0.3 正负 0.05MPa 的空气, 而改造之前的办法是通过调节罗茨风机风管上的泄压阀卸压来实现压力的下降, 经测量这卸掉的压力相当于电机产生总风量的 38%, 也就是说这部分的气是时时 刻刻在浪费掉。这对公司造成极大的经济损失,因此改造迫在眉睫。 2.改造方案提出 2.1 改造需要解决的问题 如果罗茨风机提供的热空气压力偏小,除尘不干净;如果压力过大,会造成 皮革表面出现微小折皱, 影响皮革的品质以及。所以罗茨风机必须恒定在提供需 要的 0.3MPa 正负 0.05MPa 压力的范围。 2.2 改造思路确定 如果一台罗茨风机分别配套一台变频器, 也可以实现恒压供气和变频与工频 变换的要求,但是变频器价格昂贵,三菱 15KW 的价格接近 7500 元/台,单次投 入金额过大,公司承受能力受限制。而且保养和维护成本也会增加。所有我们不 采用这个方案。 据公司的统计, 一台罗茨风机除了向一台除尘机供气之后,还有百分之三十 八的余量。而且该公司三车间的 1#~5#磨革除尘机紧靠排列在一起,靠车间的 北边,而 6#~9#又在车间的另外的方向。所以我们设想用四台罗茨风机集中向 一个大储气罐供气,然后再由储气罐分别向 1#~5#除尘机供气。机器组合图如 图 1 所示: 图 1 机器组合图 2.3 系统工作原理 采用 4 台罗茨风机并联向一个储气罐供气, 然后再由储气罐分别向各台除尘 机供气,在储气罐上安装一个压力传感器,将储气罐上的压力变化转换成 4~ 20mA 的电流变化,输入 PLC 的 A/D 转换模块 FXON-3A 上的电流输入端,PLC 根据给定的压力设定值与实际检测值进行 PID 运算,输出控制信号经 D/A 转换 模块后输出 0~5V 电压至变频器端子 2 和 5, 自动调节罗茨风机电机的供电电压 和频率。 启动时触摸屏给定运行信号和设定压力,首先 PLC 控制一台罗茨风机在变 频器的控制下变频启动, 当第一台罗茨风机频率达到 48HZ 运行而且持续的时间 超过 30 秒钟后,PLC 自动将原工作在变频状态下的第一台罗茨风机投入到工频 运行,同时开始延时 5 秒钟,当时间到,PLC 控制第二台备用罗茨风机用变频器 起动后投入运行, 继续加大供气量以至压力达到设定值;若 2 台罗茨风机运转仍 不能满足压力的要求,则第三台备用罗茨风机

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