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壓力變送器

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水箱拉絲機皂液循環系統的恒壓控制

作時間:2019-06-26  來源:  作者:
   
摘要:分析傳統水箱拉絲機皂液循環系統存在的問題,提出利用變頻器和壓力變送器組成恒壓循環的控制方案,通過壓力變送器實時監測循環系統中皂液的壓力值,反饋給變頻器,由變頻器對循環水泵進行變頻調速,實現水箱拉絲機皂液的恒壓循環,節省人力,降低維護成本,有效節能30%以上。
1問題提出
傳統的水箱拉絲機皂液循環采用集中循環方式[1],由一臺始終處于工頻運轉的水泵提供循環動力,流量控制是通過調節閥門開度來實現,其輸入功率大,大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中,并且當車間工人換班時,有可能將所有水箱拉絲機的皂液閥關閉,造成循環水泵處于過載運行狀態,而頻繁過載運行極易導致水泵電機燒毀[2-3]。
2恒壓供液控制
2.1控制原理
皂液恒壓循環控制系統由壓力變送器、變頻器、循環水泵組成,利用壓力變送器采集皂液循環管道中的壓力數值,反饋到變頻器,經過內部PID計算,由變頻器改變循環水泵電機的運行頻率,調節循環水泵電機轉速,從而達到皂液的恒壓循環,恒壓供液控制原理示意圖如圖1所示。
恒壓供液控制原理示意圖
2.2控制過程
2.2.1系統組成
變頻器選用ABB變頻器510系列[4],該型號變頻器適合各種負載類型,ACS510還針對風機水泵應用做了特別的優化:(1)完全匹配風機和水泵。增強的PFC應用非常多控制7臺泵;兩個好立的內置PID控制器PID1和PID2,PID1可設置兩套參數,通過PID2可控制一個好立的外部閥門。(2)經濟實用。當傳動裝置溫度降低時增加開關頻率,負載降低時自動降低電機磁通,安裝簡單,多種I/O和插件可方便地連接到現場總線上。(3)環保節能。變感量電抗器可根據不同負載匹配電感量,抑制和減少諧波。選用變頻器型號ACS510-01-072A-4,額定電流72A,額定功率37kW,輸出頻率0~500Hz,加速時間0.1~1800s,減速時間0.1~1800s。
壓力變送器選用PT500,量程0~0.6MPa,輸出電流4~20mA,24V供電,準確度0.5級。壓力變送器將皂液的壓力信號轉變為電流信號,其值和壓力為線性關系,壓力變送器輸出的電流隨壓力增大而增加。
2.2.2控制過程
泵在工作時,由流體力學可知,泵的功率為流量和壓力的乘積,而流量與轉速成正比,壓力與轉速的平方成正比,可以得出泵功率與轉速的立方成正比。如果水泵的效率一定,當要求調節流量下降時,轉速成比例下降,而此時泵的輸出功率成立方關系下降。即水泵電機的耗電量與轉速近似成立方比的關系,因而當所要求的流量減小時,可調節變頻器輸出頻率使電機轉速按比例降低,這時,電機的功率將按立方關系大幅度地降低,比調節擋板、閥門節能30%以上,從而達到節能的目的[5]。
控制操作有手動和自動2種模式,手動部分為電位器調整頻率,實現變頻調速;自動操作時,壓力變送器檢測到壓力信號,轉換成電流信號輸入到變頻器,與設定好的壓力值比較,經過內部PID運算,調節變頻器輸出頻率,達到恒壓循環皂液的目的,變頻器接線圖如圖2所示。
系統運行時,先采用手動模式,調節變頻器頻率,當循環系統中的壓力達到生產要求時,記下此時壓力變送器的檢測值,作為自動控制的給定值,輸入到變頻器的PID調節器中,此值實際就是壓力設定的對應值。然后通過按鈕切換到自動狀態,進行恒壓循環,當壓力值高于設定值時,變頻器輸出頻率降變頻器接線圖低,循環水泵降速,壓力開始減小,當壓力低于設定值時,變頻器輸出頻率升高,循環水泵升速,壓力開始增大。變頻器參數設定見表1。
變頻器參數設定
3應用效果
本系統在法爾勝特鋼公司水箱拉絲機皂液循環系統投入使用,為50臺水箱式拉絲機提供皂液循環,經過半年多跟蹤統計,在生產部門開關閥門之后都能保證皂液流量和壓力的穩定,不需要專人看管,減少了人工操作,降低了維護成本,可以有效節電30%以上,使用效果良好。
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