變頻器在工業(yè)自動化控制應(yīng)用和注意事項

佟秀峰　何世寧

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國的工業(yè)自動化建設(shè)的發(fā)展也有了一定的進(jìn)步。電動機(jī)是我國工業(yè)生產(chǎn)中重要的動力設(shè)備，是保證工業(yè)生產(chǎn)能夠正常運(yùn)行的主要動力來源之一。由于受到工作環(huán)境和運(yùn)行方式的影響，傳統(tǒng)的控制電動機(jī)轉(zhuǎn)速的方式效率較低，設(shè)備占地面積較大，維修困難。而變頻器的出現(xiàn)有效的改變了這一現(xiàn)象，通過變頻技術(shù)與微電子技術(shù)的結(jié)合，對電機(jī)工作電源的頻率方式進(jìn)行控制來提供穩(wěn)定的電源電壓，具有良好的節(jié)能、調(diào)速的作用。此外，變頻器還具有過流、過壓、過載等保護(hù)功能，變頻器的應(yīng)用是我國工業(yè)自動化控制水平提升的重要標(biāo)志。

關(guān)鍵詞：變頻器;工業(yè)自動化控制應(yīng)用;注意事項

1工業(yè)自動化簡介

1.1工業(yè)自動化的定義

工業(yè)自動化指的是在工業(yè)生產(chǎn)過程中，運(yùn)用控制理念和計算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)的理念和技術(shù)，對生產(chǎn)過程進(jìn)行檢測、控制、調(diào)度、管理和優(yōu)化，達(dá)到提高質(zhì)量和產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本的目的，其主要是由軟件、硬件以及系統(tǒng)三部分構(gòu)成。

1.2工業(yè)自動化的應(yīng)用前景

工業(yè)自動化的應(yīng)用范圍比較廣泛，例如煉鋼、化工、石油、電力、制造等行業(yè)。而隨著工業(yè)自動化技術(shù)的不斷發(fā)展和改進(jìn)，其在航空、航海等方面的應(yīng)用越來越廣泛，此外，自動化控制技術(shù)在導(dǎo)彈和人造衛(wèi)星上的應(yīng)用是當(dāng)前重要的發(fā)展趨勢之一。而未來，工業(yè)自動化技術(shù)將會向著柔性制造、批量制造、靈活制造等領(lǐng)域發(fā)展，其必然促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)又一次發(fā)展和前進(jìn)。自動化技術(shù)同信息技術(shù)一樣，本身不能夠創(chuàng)造利益，但是將其應(yīng)用到行業(yè)生產(chǎn)過程中，就會發(fā)揮作用：第一，提高生產(chǎn)效率;第二，提高產(chǎn)品質(zhì)量;第三，減少材料浪費(fèi);第四，提高生產(chǎn)的安全性。

1.3工業(yè)自動化的發(fā)展及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

工業(yè)自動化的發(fā)展歷程為：繼電器控制系統(tǒng)→電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)→集中式數(shù)字控制系統(tǒng)和集散式控制系統(tǒng)DCS。而當(dāng)下，工業(yè)自動化在實際生產(chǎn)過程中主要分為五個級別，其分別為：企業(yè)管理級別、生產(chǎn)管理級別、過程控制級別、設(shè)備控制級別和檢測驅(qū)動級別。其中，企業(yè)管理級別和生產(chǎn)管理級別涉及到的技術(shù)主要有計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù);工程控制級別涉及到的技術(shù)主要是智能控制技術(shù);設(shè)備控制級別和檢測驅(qū)動級別涉及到的技術(shù)主要是機(jī)電一體化技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)和數(shù)字調(diào)速技術(shù)等。

2變頻器在工業(yè)自動化控制應(yīng)用和注意事項

2.1變頻器外部運(yùn)行維護(hù)

為了保證變頻器運(yùn)行的安全性和可靠性，需要對其工作環(huán)境做好各種防范措施。為了避免運(yùn)行環(huán)境溫度過高，應(yīng)該避免變頻器受到日光直射，還可安裝散熱裝置來降低溫度;為防止振動和沖擊，應(yīng)該選擇振動或者可受到?jīng)_擊較少的位置，還可使用橡膠等避震措施;及時探測運(yùn)行環(huán)境的濕度并進(jìn)行調(diào)節(jié)，加強(qiáng)日常清潔工作，減少灰塵，控制柜做好防腐處理，采用封閉式結(jié)構(gòu);為降低電磁等干擾，可采用屏蔽線回路的方式，安裝防干擾裝置，縮短控制回路的配線距離，單獨(dú)使用接地端子等方式;對于有直接起動的設(shè)備，應(yīng)該與變頻器的供電系統(tǒng)相分離，減少影響程度。為了降低停電造成的影響，變頻器和外部控制回路可采用瞬停補(bǔ)償方式，避免過電流的影響，為提高運(yùn)行效率，還可加裝自動切換電源裝置，保持電力供應(yīng);加強(qiáng)防雷裝置的使用，可在變頻器輸入端加壓敏電阻，還可安裝其他避雷設(shè)施。做好各項防范措施，為變頻器提供一個安全可靠的運(yùn)行環(huán)境，提高變頻器的運(yùn)行效率，保證工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行。

2.2變頻器功率

在對變頻器的功率進(jìn)行選擇時，從效率的角度出發(fā)，本文認(rèn)為應(yīng)該對以下幾點(diǎn)進(jìn)行注意：第一，變頻器的功率應(yīng)與電動機(jī)功率相當(dāng)，從而使得變頻器能夠高頻運(yùn)轉(zhuǎn);第二，如果電動機(jī)的功率與變頻器的功率不相同，則應(yīng)該使得變頻器與電動機(jī)的功率盡量接近，并保證變頻器的功率能夠大于電動機(jī)的功率;第三，如果電動機(jī)頻繁啟動或者是重載啟動比較頻繁，則應(yīng)該對大一級的變頻器進(jìn)行選擇，從而保證變頻器的安全運(yùn)行;第四，在經(jīng)過實際的測試之后，如果電動機(jī)仍有富裕的功率，則可以對小于電動機(jī)功率的變頻器進(jìn)行選擇;第五，在高溫、高海拔等特殊場合當(dāng)中，應(yīng)放大一級對變頻器的選擇。

2.3變頻器內(nèi)部故障運(yùn)行維護(hù)

為了保證變頻器能夠正常運(yùn)行，應(yīng)該加強(qiáng)防范過載、過電流、過壓、欠壓、參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)裙收犀F(xiàn)象的發(fā)生。對于過載故障而言，要加強(qiáng)對機(jī)械的維護(hù)保養(yǎng)，經(jīng)常檢查電源電壓，將電壓維持在變頻器的額定電壓范圍內(nèi);對于過電流故障，要及時檢查變頻器和電機(jī)的連接線路以及各種零件的運(yùn)行狀態(tài)，防止過電流故障的發(fā)生;在變頻器生產(chǎn)調(diào)試時都會設(shè)置默認(rèn)參數(shù)作為出廠值，但是在實際使用過程中，為了滿足實際生產(chǎn)的需求會重新調(diào)整面板的參數(shù)，一定要由專業(yè)人員根據(jù)生產(chǎn)需求正確設(shè)置參數(shù)，保證變頻器的正常運(yùn)行。為了加強(qiáng)對變頻器的運(yùn)行維護(hù)管理，應(yīng)該制定完善的檢修管理制度，根據(jù)實際生產(chǎn)需求，采取定期檢修或者狀態(tài)檢修，確定檢修范圍和檢修內(nèi)容，制定合理的檢修計劃。在檢修的過程中，嚴(yán)格按照檢修規(guī)范程序執(zhí)行，因為變頻器裝置中都是精密的電子元器件，所以檢修時一定要認(rèn)真細(xì)致，避免因為檢修而造成意外損壞。在檢修時，不僅要對變頻器內(nèi)部的元器件和線路等進(jìn)行檢查，還應(yīng)該檢查其運(yùn)行環(huán)境，為變頻器提供一個良好的運(yùn)行環(huán)境。對變頻器進(jìn)行日常維護(hù)管理，可及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，盡早排除故障，提高變頻器運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，這是避免故障發(fā)生的主要途徑。檢修時，應(yīng)該對經(jīng)常發(fā)生故障的部位進(jìn)行更加認(rèn)真細(xì)致的檢查，杜絕一切隱患的發(fā)生，延長變頻器的使用壽命。

3結(jié)語

現(xiàn)如今，變頻器的功能正在得到不斷的擴(kuò)展，在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中，我們能夠看到變頻器得到了大量的應(yīng)用，而市場當(dāng)中也出現(xiàn)了針對不同應(yīng)用的專用變頻器，如何才能夠更加經(jīng)濟(jì)安全的對變頻器進(jìn)行選擇就變得十分的重要。而想要更好的對變頻器進(jìn)行使用，應(yīng)根據(jù)具體的要求對變頻器的功能、型號進(jìn)行選擇。本文在實踐過程當(dāng)中，通過一些注意事項的介紹對變頻器的選型進(jìn)行了說明，希望能夠使得變頻器的應(yīng)用功能得到更加充分的發(fā)揮，從而使得不必要的經(jīng)濟(jì)損失能夠減少。

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（作者單位：沈陽大方電氣有限公司1沈陽新松機(jī)器人自動化股份有限公司2）