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变风机的运行频率,从而完成对风机的转速控制。
MM430为水泵和风机的专用型变频器,功率为7.5kw~250kw,三相交流电源(380v~480v),内置PID控制器,具有6个数字输入,2个模拟输入,1个用于电动机过热保护的PTC/KTV输入;2个模拟输出,3个继电器输出,是 S7-200自动化系统的理想配套设备;从7.5kw至250kw的变频器都具有统一的控制方法和I/O界面。
MM430调速系统的电机使用了专用于变频调速的进口西门子三相异步电动机,250kW,4极380V进线。 (3)传感器
传感器直接对系统中的各种信号进行采集,得出对执行机构的控制方案,通过变频调速器和接触器对执行机构 (即风机)进行控制。该设计主要是将织机湿度信号变成模拟量信号。
在运行过程中,当传感器出现故障时,系统有可能开启所有的风机,而此时的用风量又达不到,出现这样的情况时,关闭所有风机并进行报警。 (4)软启动器
当系统采用手动或变频固定方式运行时,如果电机的功率较大,不允许直接启动时,需采用软启动器进行降压启动。在选择软启动器时,注意了与电机的额定功率、额定电流相匹配。当系统的自动部分出现问题时,而此时的送风又不能中断,因此手动启动是系统不可缺少的组成部分。 (5)控制柜及操作台
控制柜内装有空气开关、交流接触器、快速熔断器、三相进线电抗器、MM430变频器、出线电抗器、S7—200PLC等主器件,柜门装有运行指示灯、显示仪表等。操作台上需装有各种指示灯、按钮、电压表,电流表,频率显示仪表等,便于观察和记录。计算机内安装MM430变频器调试软件和S7—200PLC编程软件。 (6)报警装置
作为一个控制系统,报警是必不可少的重要组成部分。由于该系统能适用于不同的送风领域,所以为了保证系统安全、可靠、平稳的运行,防止因电机过载、变频器报警、电网过大波动等故障,因此系统必须要对各种报警量进行监测,由PLC判断报警类别,进行显示和保护动作控制,以免造成不必要的损失。
以上就是对系统所需设备的简单分析及选择,这项工作正确合理与否关系着整个系统的工作性能和状态。
3.2 系统电气控制原理图
3.2.1 系统主电路图
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图3-2所示为电气控制系统主电路图。三台风机分别为M1、M2、M3。接触器KM1、KM3、KM5分别控制M1、M2、M3的工频运行;接触器KM2、KM4、KM6分别控制M1、M2、M3的变频运行;FR1、FR2、FR3分别为三台风机过载保护用的热继电器;QS1、QS2、QS3、QS4分别为变频器和三台风机主电路的隔离开关;FU1为主电路的熔断器,VVVF为西门子MM430变频器。
在QS1、QS2、QS3、QS4隔离开关闭合的情况下,若KM1得电吸合,风机M1起动,执行全面送风,当需局部送风,变频运行时,KM2得电闭合,同时断开KM1,风机M1执行变频调速的局部送风。同理,风机M2、M3在系统需要时,按照要求起停。
NL1L2L3FU1QS1QS2QS3QS4RVVVFUSVTWKM1KM3KM5KM2KM4KM6FR1FR2FR3M1M2M3 1 哈尔滨工程大学继续教育学院
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图3-2 系统主电路图
3.2.2 系统控制电路图
图3-3所示为电气控制系统控制电路。图中SA为手动/自动转换开关,SA打在1的位置为手动控制状态;打在2的状态为自动控制状态。手动运行时,可用按钮SB1—SB8控制三台风机的启/停和电磁阀YV2的通/断;自动运行时,系统在PLC程序控制下运行。
图3-3的HL10为自动运行状态电源指示灯,Q1.0—Q1.7为PLC的输出继电器,旁边的4、6、8等数字为接线编号。
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NL1SAFU2102PLCN1SB1SB2Q1.0Q1.16KM1KM24KM1FR1HL1KM2HL2KM1SB3SB4Q1.2Q1.3KM48KM3FR2HL3KM4HL4KM310KM3SB5SB6KM6Q1.4Q1.512KM5FR3HL5KM6HL6KM514KM5SB7SB8Q2.016YV2YV2Q2.1Q2.2Q2.318202224HL7HL8HL9HAKAHL10Q2.4Q2.526
图3-3 系统控制电路图
3.3 PLC外围接线图
选用主机为CPU226(24入/16继电器输出)一台,由于系统需要4个输入端口,12个输出端口,但所选设备西门子PLC与MM430之间本身占用了16个输入端口,7个输出口,因此这里加上一台扩展模块EM222(8继电器输出),再扩展一个模拟量模块EM235(4AI/AO),整个PLC系统的配置如图3-4所示。
PLC外围接线图,如图3-5所示。当织机湿度不足时,传感器信号SA1被触动,
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I1.0为1。
主机单元扩展单元模拟量单元CPU226EM222EM235AC/DC继电器8点继电器4AI/1AO
图3-4 PLC系统组成
468101214N12216182022模拟电压信号2LQ1.0Q1.1Q1.23LQ1.3Q1.4Q1.51L0.00.10.20.3EM222NL1220AC24DCCPU2262MI1.0I1.1I1.2I1.33MI1.4I1.5I1.6I1.7ML+ML+2L0.40.50.60.7SA3SuSB9SB1022426ML+NM0V0I0去变频器频率信号输入端RAA+A-RBB+B-RCC+C-RDD+D-EM235
图3-5 PLC外围接线图
3.4 控制系统的I/O地址分配
控制系统的输入/输出信号的名称、代码及地址编号如表3-1和表3-2所示。
表3-1 输入/输出信号的代码及地址编号
名称 变频器合闸指令 变频器分闸指令 变频器启动指令 变频器停止指令 SB1 SB2 SB3 SB4 1
代码 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 地址编码 哈尔滨工程大学继续教育学院