臺(tái)達(dá)C2000變頻器在螺桿空壓機(jī)一體化中的應(yīng)用

／中達(dá)電通股份有限公司 徐玉來(lái)／

空壓機(jī)，特別是螺桿式空壓機(jī)，已經(jīng)成為制造工廠中的關(guān)鍵設(shè)備。作為動(dòng)力設(shè)備的主設(shè)備之一，空壓機(jī)的高能耗已成為各企業(yè)不得不面對(duì)的大問(wèn)題，據(jù)統(tǒng)計(jì)，空壓機(jī)的能耗在大型工業(yè)設(shè)備的耗電量中占比15%左右。此外，工頻空壓機(jī)主電機(jī)功率大，啟動(dòng)電流大，影響電網(wǎng)和其他設(shè)備的運(yùn)行；并且啟動(dòng)時(shí)沖擊大，減少電機(jī)軸承的壽命，從而增加了設(shè)備的維護(hù)成本。而且，長(zhǎng)期工頻運(yùn)行，空壓機(jī)會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲；管道系統(tǒng)經(jīng)常超壓卸載，造成嚴(yán)重的浪費(fèi)。目前空壓機(jī)的變頻化，特別是永磁同步空壓機(jī)的大量使用，進(jìn)一步提高電機(jī)的運(yùn)行效率，是空壓機(jī)發(fā)展的主流方向。

臺(tái)達(dá)C2000矢量型變頻器采用了以FOC為核心的高效能變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)，是整合速度、位置與轉(zhuǎn)矩控制為一體的高階變頻器，可以滿足不同的應(yīng)用場(chǎng)合。其內(nèi)建10K容量的PLC，具有PID調(diào)節(jié)功能并內(nèi)置溫度感測(cè)器；同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了同步電機(jī)與異步電機(jī)控制一體化。自上市以來(lái)，臺(tái)達(dá)C2000矢量型變頻器成為了國(guó)內(nèi)企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、節(jié)能減排的首選。空壓機(jī)控制功能的實(shí)現(xiàn)

目前，市面上常見(jiàn)的單臺(tái)控制的空壓機(jī)所需的信號(hào)如表1所示，其中包括6路數(shù)字輸入信號(hào)、2路數(shù)字輸出信號(hào)和2路模擬輸入信號(hào)。

臺(tái)達(dá)C2000變頻器具有豐富的輸入輸出口，如圖1所示，在標(biāo)準(zhǔn)品中（不含擴(kuò)展卡），有10路數(shù)字輸入、4路數(shù)字輸出（其中2路繼電器輸出）、3路模擬量輸入以及2路模擬量輸出。空壓機(jī)上的信號(hào)需求完全可以輸入到變頻器中，利用其內(nèi)置PLC進(jìn)行處理，為用戶節(jié)省成本并實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的控制方式。

表1 單臺(tái)控制空壓機(jī)所需信號(hào)表

圖1 變頻器控制信號(hào)端口

1.溫度信號(hào)處理

目前，油氣溫度信號(hào)的檢測(cè)通常采用PT100。PT100在C2000變頻器中的使用如下：

模擬輸入選擇PT100模式：03-00=11或者03-02=11（03-01=11也可以，但是需要同時(shí)設(shè)定03-29=1以及控制端子ACISW4需要撥在0-10V）；

AFM2輸出設(shè)定為固定電流輸出（03-23=23），控制端子AFM2 SW2需要撥在0-20mA，設(shè)定AFM2直流輸出準(zhǔn)位9mA（03-33=45）；

PT100接線方式如圖2所示。

圖2 PT100接線圖

在內(nèi)置PLC中，讀取AVI的數(shù)值，并且比對(duì)PT100的阻值-溫度對(duì)應(yīng)表，計(jì)算出當(dāng)前PT100檢測(cè)的溫度。

2.壓力信號(hào)處理

壓力傳感器接線如圖3所示，利用變頻器24V給傳感器供電，傳感器的4～20mA電流信號(hào)接入到變頻器的ACI端口，在內(nèi)置PLC程序中處理，得到當(dāng)前的壓力值。

3.睡眠功能實(shí)現(xiàn)

睡眠功能的實(shí)現(xiàn)可以利用C2000變頻器自身的睡眠功能，或者利用其內(nèi)置PLC，根據(jù)出氣壓力情況實(shí)現(xiàn)自動(dòng)睡眠和啟動(dòng)空壓機(jī)，客戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需要，選擇所需的睡眠方式。PLC控制睡眠功能流程如圖4所示，變頻器內(nèi)部睡眠功能如圖5所示。

圖3 壓力傳感器接線圖

圖4 PLC控制睡眠功能流程圖

變頻器端子定義與接線圖

根據(jù)空壓機(jī)的控制信號(hào)要求，規(guī)劃定義變頻器的輸入、輸出端口，如圖6所示。

圖5 變頻器內(nèi)部睡眠功能

圖6 變頻器端子定義

表2 90kW永磁同步螺桿空壓機(jī)主要參數(shù)表

系統(tǒng)架構(gòu)

整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的架構(gòu)圖如圖7所示?？諌簷C(jī)主要參數(shù)如表2所示。

圖7 控制系統(tǒng)架構(gòu)圖

結(jié)束語(yǔ)

臺(tái)達(dá)變頻器的內(nèi)置PLC和內(nèi)置PID的使用簡(jiǎn)化了配電盤的外圍設(shè)備，降低了客戶的使用成本；個(gè)性化的控制功能定制和個(gè)性化的界面定制，為空壓機(jī)廠家提供了個(gè)性化的控制和顯示內(nèi)容，提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；同時(shí)觸摸屏的使用，美化操作界面，提高了空壓機(jī)的檔次；該方案得到了某空壓機(jī)廠家的好評(píng)，市場(chǎng)反饋良好，已經(jīng)成為該空壓機(jī)廠家同步空壓機(jī)系列的標(biāo)配方案。