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AB PLC与ALD3000系列变频器在滑油撬上的应用

时间:2020-02-08 05:20:02

摘要:工业燃气轮机的转速变化,所需要的滑油流量也不同,pLC通过变频器控制供油泵的转速,从而调节滑油供油流量。根据现场应用将pLC、变频器和供油泵电机正确接线。设定ALD3000系列变频器的参数,然后pLC输出开关信号和4-20ma的模拟电流信号控制变频器
关键词:pLC,变频器,燃气轮机,滑油撬

引言
随着变频器产业的迅速发展,当今变频器得到了广泛的应用,其中变频器的可调的运行速度能优化工艺工程,通过远程pLC或其他控制器来实现速度变化。某型号的工业燃气轮机为航改型燃气轮机,由于燃气轮机本身没有自带的滑油供油系统。需要一套辅助的滑油撬给燃气轮机提供润滑油。燃气轮机在不同转速对滑油流量的要求同,通过pLC对变频器的控制来满足燃气轮机对滑油流量的要求。确保燃气轮机安全有效运行。
1某型号的燃气轮机流量要求
由图可以看出,转速不同对滑油供油流量的要求很有大变化,所以滑油撬需要根据燃气轮机的转速控制滑油供油流量。

图燃气轮机流量要求
2. 变频器的接线
主回路的动力线与控制线必须分开布线,平行布线需间隔10cm以上,交叉布线应使相互垂直,不能将控制线与动力线置于同一线槽中,否则会引起干扰。
2.1动力电接线
一般情况下,变频器与电机间的距离应小于30米,距离过长时由于寄生电容所产生的冲击电流会引起过流保护,也可能产生误动作,变频器可能导致故障或设备运行异常。超过100米时,应选配输出侧滤波器,并降低载波频率。R,S,T为变频器三项电源的输入端,U,V,W为三相电输出端,接到滑油撬供油泵异步电机上,当变频器工作,输出端不能空载运行,否则会导致变频器的损坏

图动力电接线图
2.2正反转开关信号接线
变频器的FWD端与SC端接通电机正转,REV端与SC端接通电机反转。pLC 的DO模块输出一个开关量,控制机柜的继电器K1,24伏直流电源经过机柜继电器的触点,控制现场继电器K2,从而控制电机的正反转。如果现场的继电器安装在变频器附近,继电器线路上应接上浪涌吸收器,防止变频器的干扰。

图正反转控制信号接线
2.3反馈信号接线
在变频器的工作中,经常需要通过继电器接点或晶体管集电极开路的形式将变频器的内部运行状态通知外部pLC,也可以通过监测变频器的模拟量输出,判断变频器的运行状态。然后pLC根据变频器的反馈信号,进行逻辑运算,控制各个机构的动作。ALD300系列变频器有模拟信号输出端子(FOV,FOC,FC)和开关信号输出端子(YC,YA,YB),都可以用作系统的反馈信号。选用变频器的YC,YA常开触点给pLC提供反馈信号

图反馈开关信号接线
2.4控制模拟信号接线
变频器的FIV,FIC,FC端子为远程控制模拟信号输入端。FC为公共端,FIV,FIC分别为模拟电流,模拟电压信号输入端。pLC的模拟输出选用4-20ma的电流信号作为变频器的控制信号,因此控制线应连接到FIC,FC端子上。为了放置外部电磁的干扰,特别是来自变频器的干扰,模拟信号控制线采用屏蔽线,单端接地。

图模拟量控制信号接线
3.变频器基本参数设定
3.1运转设定
ALD3000变频器的运行常采用三种方式,可以采用面板上的正转、反转与停止键进行就地控制,也可以由IO端子和通信接口进行远程控制。此次采用IO端子(FWD,SC)的远程控制,设置代码FC102为IO端子控制。
3.2模拟量输入设定
ALD3000变频器的模拟输入值可以是0-10V的电压值,也可以是0-20ma的电流值,由于选用的pLC模拟输出卡输出的信号为4-20ma电流信号,为了与pLC的输出信号匹配,设定FIC最小电流输入FC303为4ma, FIC最大电流输入FC304为20ma
3.3频率输出设定
根据滑油撬供油泵的参数,滑油供油泵在转速为1000rpm时,滑油供油流量为30L/min可以满足燃气轮机的最大流量要求24.3L/min。由于异步电机的极数为6极,根据n=60f/p,转速为1000rpm时,要求的频率为50hz。因此设定变频器的模拟量高端频率FC312为50hz,模拟量低端频率为0hz.
具体参数设定如下:
代码名称设定值说明
FC101频率设定选择2:模拟量电流设定方式模拟输入量为电流信号
FC102运行设定选择1:IO端子pLC远程控制
FC104反转有效设定0:禁止反转只需要电机正转
FC105最大操作频率50HZ
FC106最小操作频率0HZ
FC209电机额定电压380V根据电机名牌设定
FC210电机额定电流根据电机名牌设定
FC212电机额定转速根据电机名牌设定
FC213电机级数6根据电机名牌设定
FC214电机额定转差根据电机名牌设定
FC303FIC最小电流输入4mapLC的最小输出电流为4ma
FC304FIC最大电流输入20mapLC的最大输出电流为20ma
FC310模拟量低端频率04ma所对应的变频器输出频率
FC312模拟量高端频率50hz20ma所对应的变频器输出频率
表1变频器参数设定
4 pLC对变频器模拟量的输入控制。
pLC通过pID指令控制变频器来调节滑油撬供油流量,其中过程变量为供油出口流量计读数Qd,设定值是相应的转速对应的流量Qs,经过pID运算得出控制变量:
+BIAS然后pLC输出4-20ma的模拟电流信号,变频器产生0-50hz的频率输出,控制异步电机,如图所示。由于燃气轮机对滑油流量的要求十分严格,特别在燃气轮机加减速的过程中,滑油流量的要求不断变化,因此在滑油撬的运行测试中,要对p,I,D参数进行整定,使控制的流量快速稳定的达到设定的流量值,并且在燃气轮机加减速过程中能够很好的跟随要求的流量值。保障燃气轮机的安全运行。 比例参数Kp的作用是加快系统的响应速度,提高系统的调节精度。随着Kp的增大系统的响应速度越快,系统的调节精度越高,但是系统易产生超调,系统的稳定性变差,甚至会导致系统不稳定。Kp取值过小,调节精度降低,响应速度变慢,调节时间加长,使系统的动静态性能变坏。积分作用参数Ki的一个最主要作用是消除系统的稳态误差。Ki越大系统的稳态误差消除的越快,但Ki也不能过大,否则在响应过程的初期会产生积分饱和现象。若Ki过小,系统的稳态误差将难以消除,影响系统的调节精度。微分作用参数Kd的作用是改善系统的动态性能,其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化,对偏差变化进行提前预报。但Kd不能过大,否则会使响应过程提前制动,延长调节时间,并且会降低系统的抗干扰性能。


图异步电机的转速控制
5结论
变频器稳定可靠的输出频率和三相异步电动机可调转速的特点,正确的连接pLC,变频器和异步电机的动力电路和控制电路,结合现场应用设定好变频器的参数,编辑pLC的控制逻辑。简单有效的实现了三相异步电动机的转速控制,从而实现了变化流量的调节。代替了滑油撬流量控制阀门和压力控制阀门的复杂机构。使滑油撬更加的简化,稳定可靠。
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