變頻器UP/DOWN功能在恒壓供水系統(tǒng)上的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 王玉梅

1.UP/DOWN功能定義

變頻器頻率給定方式通常有面板操作頻率給定和外部端子頻率給定兩種。面板操作給定有鍵盤(pán)頻率給定和電位器頻率給定；外部端子給定有UP/DOWN功能頻率給定、模擬量信號(hào)給定頻率給定、多段速給定頻率給定、通信方式頻率給定等。這些不同頻率給定方式各有優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際工程案例的控制設(shè)計(jì)中，要根據(jù)實(shí)際情況需要進(jìn)行給定方式的選擇。不同給定方式的選擇由變頻器信號(hào)端口和參數(shù)設(shè)置來(lái)完成[1]。

UP/DOWN是通過(guò)變頻器控制上升和下降數(shù)字端子，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速。這兩個(gè)端子是通過(guò)多功能端子預(yù)置為UP/DOWN功能實(shí)現(xiàn)的。預(yù)置為UP功能的端子閉合時(shí)，變頻器的輸出頻率上升，端子斷開(kāi)時(shí)變頻器以斷開(kāi)時(shí)的頻率運(yùn)轉(zhuǎn)。預(yù)置為DOWN功能的端子閉合時(shí)，變頻器的輸出頻率下降，斷開(kāi)時(shí)變頻器以斷開(kāi)時(shí)的頻率運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖1所示。

圖1 UP/DOWN功能控制曲線圖

2.UP/DOWN功能控制恒壓供水系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

如圖2所示為UP/DOWN功能控制恒壓供水系統(tǒng)圖。因?yàn)樵诠┧到y(tǒng)中對(duì)系統(tǒng)恒定壓力的偏差要求不需要十分嚴(yán)格，比如要求水壓控制在2.7-3.3MPa的范圍內(nèi)就可以滿足供水恒壓的要求，如圖2所示可以把壓力表的上下限設(shè)定在2.7-3.3MPa范圍內(nèi)，選用UP/DOWN功能端子DIN2、DIN3控制頻率的升、降，實(shí)現(xiàn)在2.7-3.3MPa范圍內(nèi)的恒壓供水控制。

用水量增多時(shí)，當(dāng)供水壓力下降2.6MPa的時(shí)候，壓力表下限觸點(diǎn)接通DIN3端子，UP功能控制頻率上升，電動(dòng)機(jī)加速運(yùn)行，輸出水量升高，壓力上升，上升到一定程度，上限觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)維持在一個(gè)頻率穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)用水量減少時(shí)，供水壓力升到3.3MPa的時(shí)候，壓力表上限觸點(diǎn)接通DIN2端子，DOWN功能控制頻率下降，電動(dòng)機(jī)減速運(yùn)行，輸出水量降低，壓力下降，下降到一定程度，上限觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)維持在一個(gè)頻率穩(wěn)定運(yùn)行[1]。如此反復(fù)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)就在以上動(dòng)態(tài)工作狀態(tài)下工作[1]。

3.UP/DOWN功能時(shí)序

參數(shù)設(shè)置關(guān)系如圖3所示頻率的輸出由參數(shù)設(shè)定決定，頻率設(shè)定由P1040決定，頻率上升時(shí)間由P1120決定，頻率下降時(shí)間有P1121決定，頻率是否允許反轉(zhuǎn)由P1032決定，頻率是否有記憶功能由P1031決定[1]。

如圖3所示，當(dāng)啟動(dòng)按鈕SB1閉合后電動(dòng)機(jī)從0HZ開(kāi)始加速運(yùn)行到10HZ穩(wěn)定，此時(shí)如果加速按鈕SB2閉合，端子UP功能開(kāi)始控制頻率上升，電動(dòng)機(jī)加速，加速快慢P1120決定，最終加速到最高設(shè)置頻率50HZ。此時(shí)如果減速按鈕SB3閉合，端子DOWN功能開(kāi)始控制頻率下降，電動(dòng)機(jī)減速，減速快慢由P1121決定，減到0HZ時(shí)，如果P1032設(shè)置為0，允許電機(jī)反轉(zhuǎn)，電機(jī)最終加速到反轉(zhuǎn)最高設(shè)置頻率-50HZ；如果P1032設(shè)置為0，則電機(jī)減速到正傳到0停止運(yùn)行。如果P1031設(shè)置為1，則電機(jī)有記憶運(yùn)行，下次啟動(dòng)在停車(chē)時(shí)的頻率[1]。

圖2 UP/DOWN功能控制恒壓供水系統(tǒng)

圖3 UP/DOWN功能時(shí)序

4.UP/DOWN功能控制恒壓供水系統(tǒng)硬件接線

UP/DOWN功能實(shí)現(xiàn)的影線連接主要有兩個(gè)部分如圖4所示，一個(gè)是主電路接線一個(gè)是控制電路接線。

其中SB1為供水系統(tǒng)啟動(dòng)控制按鈕，SB2為供水系統(tǒng)停止控制按鈕，SB3為壓力表的下限信號(hào)輸入端子，實(shí)現(xiàn)UP升頻控制，SB3為壓力表的上限輸入信號(hào)端子，實(shí)現(xiàn)DOWN降頻控制[1]。

圖4 2UP/DOWN功能控制恒壓供水系統(tǒng)硬線連接

表1 變頻器UP/DOWN功能控制恒壓供水系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

5.UP/DOWN功能控制恒壓供水系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

接通斷路器QF，在變頻器在通電的情況下，首相對(duì)變頻器初始化設(shè)置。然后完成電動(dòng)機(jī)基本參數(shù)設(shè)置。最后完成UP/DOWN功能相關(guān)參數(shù)設(shè)置，具體設(shè)置見(jiàn)表1。

6.UP/DOWN功能控制恒壓供水系統(tǒng)運(yùn)行操作

當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕SB1時(shí)，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始加速運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行到10Hz時(shí)便固定運(yùn)行在這個(gè)速度，這時(shí)如果SB2閉合，電動(dòng)機(jī)在10Hz的基礎(chǔ)上以0.01Hz的單位增加，最大可增加至50HZ，當(dāng)在增速過(guò)程中斷開(kāi)SB2時(shí)，頻率上升停止，電動(dòng)機(jī)以SB2斷開(kāi)前的頻率運(yùn)行。當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在某一固定（大于10HZ）時(shí)，如果接通SB3開(kāi)關(guān)，那么頻率開(kāi)始下降，如果允許反轉(zhuǎn)，最大可降至-50HZ，不允許反轉(zhuǎn)降至0HZ。如果有記憶功能，再次運(yùn)行在上次停止的頻率，沒(méi)有記憶的話工作在預(yù)設(shè)頻率10HZ[1]。

[1]向曉漢.變頻器步進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2017.

[2]胡宗岳.現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

[3]張燕賓.變頻器460問(wèn)[M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.