压力变送器

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水箱拉丝机皂液循环系统的恒压控制

作时间:2019-06-26  来源:  作者:
   
摘要:分析传统水箱拉丝机皂液循环系统存在的问题,提出利用变频器和压力变送器组成恒压循环的控制方案,通过压力变送器实时监测循环系统中皂液的压力值,反馈给变频器,由变频器对循环水泵进行变频调速,实现水箱拉丝机皂液的恒压循环,节省人力,降低维护成本,有效节能30%以上。
1问题提出
传统的水箱拉丝机皂液循环采用集中循环方式[1],由一台始终处于工频运转的水泵提供循环动力,流量控制是通过调节阀门开度来实现,其输入功率大,大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中,并且当车间工人换班时,有可能将所有水箱拉丝机的皂液阀关闭,造成循环水泵处于过载运行状态,而频繁过载运行极易导致水泵电机烧毁[2-3]。
2恒压供液控制
2.1控制原理
皂液恒压循环控制系统由压力变送器、变频器、循环水泵组成,利用压力变送器采集皂液循环管道中的压力数值,反馈到变频器,经过内部PID计算,由变频器改变循环水泵电机的运行频率,调节循环水泵电机转速,从而达到皂液的恒压循环,恒压供液控制原理示意图如图1所示。
恒压供液控制原理示意图
2.2控制过程
2.2.1系统组成
变频器选用ABB变频器510系列[4],该型号变频器适合各种负载类型,ACS510还针对风机水泵应用做了特别的优化:(1)完全匹配风机和水泵。增强的PFC应用#多控制7台泵;两个好立的内置PID控制器PID1和PID2,PID1可设置两套参数,通过PID2可控制一个好立的外部阀门。(2)经济实用。当传动装置温度降低时增加开关频率,负载降低时自动降低电机磁通,安装简单,多种I/O和插件可方便地连接到现场总线上。(3)环保节能。变感量电抗器可根据不同负载匹配电感量,抑制和减少谐波。选用变频器型号ACS510-01-072A-4,额定电流72A,额定功率37kW,输出频率0~500Hz,加速时间0.1~1800s,减速时间0.1~1800s。
压力变送器选用PT500,量程0~0.6MPa,输出电流4~20mA,24V供电,准确度0.5级。压力变送器将皂液的压力信号转变为电流信号,其值和压力为线性关系,压力变送器输出的电流随压力增大而增加。
2.2.2控制过程
泵在工作时,由流体力学可知,泵的功率为流量和压力的乘积,而流量与转速成正比,压力与转速的平方成正比,可以得出泵功率与转速的立方成正比。如果水泵的效率一定,当要求调节流量下降时,转速成比例下降,而此时泵的输出功率成立方关系下降。即水泵电机的耗电量与转速近似成立方比的关系,因而当所要求的流量减小时,可调节变频器输出频率使电机转速按比例降低,这时,电机的功率将按立方关系大幅度地降低,比调节挡板、阀门节能30%以上,从而达到节能的目的[5]。
控制操作有手动和自动2种模式,手动部分为电位器调整频率,实现变频调速;自动操作时,压力变送器检测到压力信号,转换成电流信号输入到变频器,与设定好的压力值比较,经过内部PID运算,调节变频器输出频率,达到恒压循环皂液的目的,变频器接线图如图2所示。
系统运行时,先采用手动模式,调节变频器频率,当循环系统中的压力达到生产要求时,记下此时压力变送器的检测值,作为自动控制的给定值,输入到变频器的PID调节器中,此值实际就是压力设定的对应值。然后通过按钮切换到自动状态,进行恒压循环,当压力值高于设定值时,变频器输出频率降变频器接线图低,循环水泵降速,压力开始减小,当压力低于设定值时,变频器输出频率升高,循环水泵升速,压力开始增大。变频器参数设定见表1。
变频器参数设定
3应用效果
本系统在法尔胜特钢公司水箱拉丝机皂液循环系统投入使用,为50台水箱式拉丝机提供皂液循环,经过半年多跟踪统计,在生产部门开关阀门之后都能保证皂液流量和压力的稳定,不需要专人看管,减少了人工操作,降低了维护成本,可以有效节电30%以上,使用效果良好。
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