1、變頻器在軋鋼水處理領域的應用    摘要：本文簡單介紹了變頻器在軋鋼水處理水泵電機的應用，并對其節(jié)能原理和實現(xiàn)過程進行了分析。1：引言在鋼鐵生產(chǎn)的過程中，各種資源和能源的消耗都非常大。為了能夠可持續(xù)的經(jīng)濟發(fā)展，也為了降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，鋼鐵企業(yè)必須尋求一種節(jié)能降耗的新路子。隨著變頻器生產(chǎn)技術的日益成熟，其價格也逐漸降至用戶能夠接受的水平。在風機水泵類負載中，變頻器的應用可以明顯的起到節(jié)能目的，在較短時間內(nèi)可以收回投資成本，因此在鋼鐵摘 要：本文簡單介紹了變頻器在軋鋼水處理水泵電機的應用，并對其節(jié)能原理和實現(xiàn)過程進行了分析。1：引言在鋼鐵生產(chǎn)的過

2、程中，各種資源和能源的消耗都非常大。為了能夠可持續(xù)的經(jīng)濟發(fā)展，也為了降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，鋼鐵企業(yè)必須尋求一種節(jié)能降耗的新路子。隨著變頻器生產(chǎn)技術的日益成熟，其價格也逐漸降至用戶能夠接受的水平。在風機水泵類負載中，變頻器的應用可以明顯的起到節(jié)能目的，在較短時間內(nèi)可以收回投資成本，因此在鋼鐵生產(chǎn)領域尤其風機水泵類的負載中，變頻器的應用也越來越廣泛。2： 系統(tǒng)介紹2.1工藝及改造方案簡介在線材生產(chǎn)過程中，鋼坯經(jīng)加熱爐及初中精軋之后，為了改善成品線材的材料性能，線材進入穿水冷卻工藝流程線。為了保證各種品種的鋼材都能獲得最佳的冷卻效果，要求從泵站送出的高壓水具有在特定壓力范圍的連續(xù)可調(diào)的特性。

3、三鋼（集團）有限責任公司高速線材二廠穿水冷卻變頻穿水系統(tǒng)的改造，是在原生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎上，為了更好地完成工藝對穿水冷卻設備的要求而進行的改造項目。在設備方面，將1#泵2#泵由工頻MCC控制改造為變頻加工頻旁路的方式。在自動化系統(tǒng)控制方面，在原PLC的基礎上，利用ET-200M站剩余的I/O，電氣商在原控制程序的基礎上，編寫新的控制程序以控制新添設備并與原程序良好連接，同時添加相應的操作畫面以便操作員的操作。在電氣設備方面，增加兩面變頻柜。2.2主要設備參數(shù)電機：型號:Y355M1-6;額定電壓380VAC; 額定電流:342A;額定功率:185KW;額定轉(zhuǎn)速:982r/min。變頻器：

4、明電舍VT230SE-200H,配套輸入電抗器、輸出電抗器、濾波器、Profibus_DP適配器等。PLC：SIEMENS的S7 414-3DP2.3 系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置如圖1圖1：系統(tǒng)配置圖PLC通過Profibus-DP對變頻器進行控制，上位機采用WINCC系統(tǒng)，PLC和上位機之間采用以太網(wǎng)通訊。2.4 主回路單線圖主回路單線圖如圖2：2#泵與1#泵的回路完全相同。圖2：主回路單線圖2.5 控制方式簡單描述本變頻系統(tǒng)的控制方式分為：AUTO、MAN、LOCAL。首先介紹AUTO控制模式：AUTO模式是最常采用的控制模式。操作員在WINCC界面上選擇“A

5、UTO”模式，在變頻器柜允許動作的前提下（如主空開已經(jīng)合上、變頻器柜無故障等），操作員按動相應水泵的“起動”按鈕，則變頻器即開始運行。操作員輸入水壓的設定值，控制系統(tǒng)以泵出口管線的壓力測量值為反饋進行閉環(huán)調(diào)節(jié)，并將運算的結(jié)果通過Profibus總線送至變頻器執(zhí)行。MAN控制模式：MAN模式也是常用的控制模式。操作員在WINCC界面上選擇“MAN”模式，在變頻器柜允許動作的前提下，操作員按動相應水泵的“起動”按鈕，則變頻器即開始運行。變頻器的頻率輸出采用開環(huán)調(diào)節(jié)模式，由操作員在畫面上直接對變頻器頻率進行設置。LOCAL控制模式：LOCAL模式用于調(diào)試或檢修時的操作。在機旁操作箱上的選擇開關都位于

6、“機旁操作”時，在變頻器柜允許動作的前提下，操作員按動機旁操作箱的“起動”按鈕，則變頻器即開始運行。變頻器的頻率輸出固定值的方式，該值可以在變頻器的參數(shù)設定中調(diào)整。另外，在變頻系統(tǒng)故障時，本系統(tǒng)也支持工頻系統(tǒng)的啟動和停止。在二次回路中，工頻回路與變頻回路進行聯(lián)鎖，在控制程序中，工頻回路和變頻回路也進行聯(lián)鎖。工頻回路的起動和停止無需PLC進行處理，僅通過二次回路就可以實現(xiàn)，其操作在機旁操作箱上完成。2.6 程序?qū)崿F(xiàn)程序采用STEP 7進行編程，語言為STL。1：變頻器的起動與停止，程序?qū)崿F(xiàn)了不同操作地點對變頻器的操作及設備間的相互連鎖，運算結(jié)果置入PQW并通過Profibus

7、送至變頻器：A（A "1#SELECT LOCAL"A "1#CONVERT START"OA "1#SELECT REMOTE"A "1#CONVERT START（WINCC）"）A "1#KM1 STATUS"A "1#KM2 STATUS"AN "1#KM3 STATUS"S "MIDDLE

8、 DATA 1"A（A "1#SELECT LOCAL"AN "1#CONVERT STOP"OA "1#SELECT REMOTE"A "1#CONVERT STOP（WINCC）"O "1#CONVERT FAULT"O "1#Q CONVERT FAULT"ON "1#SELECT 

9、CONVERT"）R "MIDDLE DATA 1"A "MIDDLE DATA 1"= M 700.2L MW 700T PQW 8002：PID控制部分，本段程序完成了水壓的自動閉環(huán)控制，同時支撐了手動控制的功能。鑒于水泵類負載在低頻下無法進行有效工作，程序?qū)ID的輸出進行了限幅處理。在PID塊中添加了“死區(qū)”，可以在保證控制精度的基礎上使變頻器的運行更加穩(wěn)定。AN "1#AUTO PID&

10、quot;= L 0.1BLD 103CALL "CONT_C" , "1#PID支撐DB"COM_RST :=MAN_ON :=L0.1PVPER_ON:=P_SEL :=I_SEL :=INT_HOLD:=I_ITL_ON:=D_SEL :=CYCLE :=SP_INT :="P-SETPOINT"PV_IN :=DB33.DBD454PV_PER :=MAN :=&quo

11、t;1#MAN-OUT"GAIN :=1.000000e-002TI :=TD :=TM_LAG :=DEADB_W :=3.000000e+001LMN_HLM :=5.000000e+001LMN_LLM :=1.500000e+001PV_FAC :=PV_OFF :=LMN_FAC :=LMN_OFF :=I_ITLVAL:=DISV :=LMN :=MD520LMN_PER :=QLMN_HLM:=QLMN_LLM:=LMN_P

12、0;:=LMN_I :=LMN_D :=PV :=ER :=NOP 03：無擾切換的處理，本段程序?qū)崿F(xiàn)了自動/手動之間的無擾切換，手動/自動之間的無擾切換PID自己已經(jīng)支持。A "1#AUTO PID"JNB _002L MD 520T "1#MAN-OUT"_002: NOP 04：頻率設定值的變換及傳遞，PID的輸出值無法直接送至變頻器，首先應進行REAL/DWOED之間轉(zhuǎn)換，針對于明電社變頻器來講，需要對頻率給定字進行前

13、后字節(jié)倒置,置入PQW，然后通過Profibus將該值送至變頻器。A（A（L MB 552T MB 557SETSAVECLRA BR）JNB _008L MB 553T MB 556SETSAVECLR_008: A BR）JNB _009L MW 556T PQW 806_009: NOP 03:使用效果分析1：節(jié)能方面在改造之前,這兩臺水泵常用工頻接觸器直接起動,在正常工作時,通常電流為320A左右,改造之后通過變頻控制，在滿足工藝要求壓力的前提下，通常輸出頻率為30HZ,輸出電壓通常為230VAC，輸出電流為200A。兩臺水泵是一用一備，正在使用的機子為不間斷運行。改造前日耗電量約為5050KWh,電力費用為2500元。改造后日耗電量約為1900 KWh,電力費用為950元，日平均節(jié)電1550元。整個改造投資約為400000元，這樣就算在9個月左右僅節(jié)省的電費就可以收回整個改造投資。2：機械設備損耗方面在改造之前，水泵的機械備件的磨損非常嚴重，不僅給維護工人帶來了繁多的工作量，機械備件費用的損耗也是一個驚人的數(shù)字。在改造后使用一