徐自鵬　楊鋒

摘要：在電解銅箔行業(yè)，純水用途極廣。純水供應(yīng)稍有閃失，將造成大批量廢箔。文章從純水供應(yīng)用變頻器控制回路分析出發(fā)，利用控制回路和變頻器參數(shù)改進(jìn)，來(lái)提高純水供應(yīng)的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：電解銅箔；變頻器；純水系統(tǒng)；自動(dòng)控制

中圖分類號(hào)：TN41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）23-0029-02

1 技術(shù)背景

重要性：在電解銅箔生產(chǎn)的過(guò)程中，為保證產(chǎn)品的粗糙度、抗氧化性、抗剝離性等，需要經(jīng)過(guò)各種電鍍，簡(jiǎn)稱表面處理。在表面處理過(guò)程中，每進(jìn)行一次電鍍，就需要一次水洗，一方面是保證銅箔干凈，以免出現(xiàn)色差，另一方面也防止了各種電鍍液相互污染。

圖1 表面處理工藝示意圖

在這個(gè)過(guò)程中，如果純水供應(yīng)有問(wèn)題，銅箔將會(huì)產(chǎn)生色差等，直接導(dǎo)致生產(chǎn)線停車。

純水系統(tǒng)：因?yàn)樯a(chǎn)需要，公司建有純水制備車間，包含純水制備、高純水制備以及污水處理等，配套有自動(dòng)控制系統(tǒng)。在純水供應(yīng)方面，根據(jù)生產(chǎn)需要，兩臺(tái)純水泵一組，一用一備，供應(yīng)兩條生產(chǎn)線。在生產(chǎn)過(guò)程中，利用變頻器，根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)整流量。控制原理圖如下：

圖2

存在問(wèn)題：因?yàn)殡娋W(wǎng)原因產(chǎn)生的電壓波動(dòng)，會(huì)直接影響到西門(mén)子變頻器，導(dǎo)致欠電壓等報(bào)警。在正常運(yùn)行過(guò)程中，由于諧波及工藝原因等也會(huì)導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)過(guò)電流、過(guò)電壓等其他報(bào)警。而西門(mén)子430變頻器，不具備國(guó)產(chǎn)變頻器那種故障屏蔽功能（一些國(guó)產(chǎn)變頻器可以屏蔽瞬時(shí)的過(guò)電流、過(guò)電壓、欠電壓等不屬于變頻器自身問(wèn)題的故障，在出現(xiàn)類似故障時(shí)，報(bào)警不跳閘），報(bào)警立即停機(jī)。

2 改進(jìn)目標(biāo)

使純水用變頻器具備報(bào)警自復(fù)位，快速重新啟動(dòng)一次的功能，以便保證生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定的同時(shí)，保證設(shè)備的

安全。

2.1 控制分析

如圖1所示，變頻器除電源線、電機(jī)線外，共有5組信號(hào)。具體包括：?jiǎn)⑼Ｐ盘?hào)、報(bào)警信號(hào)、頻率給定、頻率反饋、電流反饋。

啟停信號(hào)：接中間繼電器KA1常開(kāi)觸點(diǎn)。KA1在手動(dòng)狀態(tài)下，由人工手動(dòng)通過(guò)啟停按鈕直接控制并進(jìn)行自保持，在自動(dòng)狀態(tài)下，由PLC控制。串聯(lián)KA2常閉觸點(diǎn)。

報(bào)警信號(hào)：串聯(lián)KA2報(bào)警用繼電器。在變頻器報(bào)警時(shí)，斷開(kāi)控制回路，切斷運(yùn)行指令。

頻率給定：通過(guò)組態(tài)畫(huà)面設(shè)定0～50HA頻率，經(jīng)PLC，給定變頻器4～20mA信號(hào)，控制變頻器輸出頻率。

頻率反饋：由變頻器根據(jù)輸出頻率，提供4～20mA信號(hào)至PLC，在組態(tài)畫(huà)面顯示電機(jī)運(yùn)行頻率。

電流反饋：由變頻器根據(jù)輸出電流，提供4～20mA信號(hào)至PLC，在組態(tài)畫(huà)面顯示電機(jī)運(yùn)行電流。

在控制回路中，SA為手動(dòng)、停止、自動(dòng)三檔轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，SB1為啟動(dòng)按鈕、SB2為停止按鈕，KA1為運(yùn)行信號(hào)繼電器，KA2為故障信號(hào)繼電器，HR為停機(jī)指示，HG為運(yùn)行指示（廠家原配如此，按標(biāo)準(zhǔn)HR為運(yùn)行指示燈，HG為停機(jī)指示燈）。

在手動(dòng)狀態(tài)下（SA打在手動(dòng)時(shí)），啟動(dòng)按鈕SB1處得電。按下啟動(dòng)按鈕SB1后，電流通過(guò)停止按鈕SB2，運(yùn)行信號(hào)繼電器KA1，報(bào)警信號(hào)繼電器KA2常閉觸點(diǎn)，至N線。KA1帶電，常開(kāi)吸合自保，并給變頻器運(yùn)行指令和PLC運(yùn)行信號(hào)。變頻器有故障報(bào)警時(shí)，KA2吸合，常閉斷開(kāi)，KA1失電。變頻器運(yùn)行指令停止，PLC運(yùn)行信號(hào)丟失。

在自動(dòng)狀態(tài)下（SA打在自動(dòng)時(shí)），SA上的輔助信號(hào)閉合，PLC得到集中控制申請(qǐng)，并在組態(tài)畫(huà)面顯示。此時(shí)通過(guò)組態(tài)畫(huà)面，給變頻器啟動(dòng)指令。PLC輸出信號(hào)，中間繼電器吸合。常開(kāi)觸點(diǎn)吸合，KA1帶電吸合，KA1常開(kāi)吸合，給變頻器運(yùn)行指令和PLC運(yùn)行信號(hào)。變頻器有故障報(bào)警時(shí)，KA2吸合，常開(kāi)信號(hào)閉合，PLC得到變頻器故障信號(hào)，停止運(yùn)行指令。變頻器運(yùn)行指令停止，PLC運(yùn)行信號(hào)丟失。

2.2 解決方案

變頻器參數(shù)更改。查閱西門(mén)子430變頻器說(shuō)明書(shū)，將自動(dòng)重啟動(dòng)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

根據(jù)P1210具體介紹及我公司具體需求，設(shè)定為3。P1211自動(dòng)重啟動(dòng)次數(shù)，為確保設(shè)備安全，暫時(shí)設(shè)定為1。P1212第一次啟動(dòng)時(shí)間，設(shè)定為5秒。

根據(jù)P1210介紹，重啟動(dòng)過(guò)程中，帶載啟動(dòng)，需要對(duì)P1200進(jìn)行設(shè)定。

P1200：可能的設(shè)定值：

0禁止捕捉再啟動(dòng)功能

1捕捉再啟動(dòng)功能總是有效，從頻率設(shè)定值的方向開(kāi)始搜索電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度

2捕捉再啟動(dòng)功能在上電，故障，OFF2命令時(shí)激活，從頻率設(shè)定值的方向開(kāi)始搜索電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度

3捕捉再啟動(dòng)功能在故障，OFF2命令時(shí)激活，從頻率設(shè)定值的方向開(kāi)始搜索電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度

4捕捉再啟動(dòng)功能總是有效，只在頻率設(shè)定值的方向搜索電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度

5捕捉再啟動(dòng)功能在上電，故障，OFF2命令時(shí)激活，只在頻率設(shè)定值的方向搜索電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度

6捕捉再啟動(dòng)功能在故障，OFF2命令時(shí)激活，只在頻率設(shè)定值的方向搜索電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度

說(shuō)明：這一功能對(duì)于驅(qū)動(dòng)帶有大慣量負(fù)載的電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)是特別有用的。設(shè)定值1至3——在兩個(gè)方向上搜尋電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度。設(shè)定值4至6——只在設(shè)定值的方向上搜尋電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度。

提示：如果電動(dòng)機(jī)仍然在轉(zhuǎn)動(dòng)（例如供電電源短時(shí)間中斷之后）或者如果電動(dòng)機(jī)由負(fù)載帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的情況下還要重新啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，就需要這一功能。否則，將出現(xiàn)過(guò)電流跳閘。

根據(jù)需求，暫設(shè)定為P1200=3，P1202=120，P1203=50。

2.3 控制回路修改

由于設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行在手動(dòng)狀態(tài)，在原控制回路中，在變頻器故障報(bào)警后，KA1失電，自保丟失。故障自復(fù)位后，必須手動(dòng)按下啟動(dòng)按鈕才能重新開(kāi)啟。僅修改變頻器參數(shù)，控制回路不能給變頻器提供運(yùn)行指令，變頻器不工作。所以原控制回路必須進(jìn)行修改。主要有以下兩點(diǎn)：（1）啟動(dòng)需要有自鎖功能，防止在電壓低，KA1失電后，需要人工啟動(dòng)。（2）KA2報(bào)警信號(hào)不能串聯(lián)在啟動(dòng)回路中。考慮到變頻器在有故障時(shí)，自身就會(huì)停止運(yùn)行。運(yùn)行指令常給也不會(huì)像接觸器類的出現(xiàn)問(wèn)題。因此取消報(bào)警連鎖可行。

經(jīng)過(guò)反復(fù)思考、商討，結(jié)合原來(lái)啟動(dòng)、停止按鈕同時(shí)承擔(dān)運(yùn)行、停止指示功能的特點(diǎn)，將原啟動(dòng)、停止、自保全部去掉。用SA轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，承擔(dān)啟停功能，原按鈕+指示僅承擔(dān)指示功能。具體如圖：

圖3

需要開(kāi)機(jī)時(shí)，直接將SA轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋鈕打到手動(dòng)位置。KA1得電，變頻器收到運(yùn)行指令開(kāi)始運(yùn)行。在有故障報(bào)警時(shí)，變頻器自動(dòng)復(fù)位，重新啟動(dòng)，運(yùn)行指令常在。在電壓低時(shí)，KA1瞬間失電，隨后繼續(xù)吸合，不會(huì)導(dǎo)致停機(jī)。

需要停機(jī)時(shí)，將SA轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋鈕打到中間的停止檔。自動(dòng)、手動(dòng)都不得電。KA1不提供運(yùn)行指令，變頻器不

工作。

3 效果試驗(yàn)

在手動(dòng)斷電快速重合閘試驗(yàn)中，變頻器F003報(bào)警，并快速自復(fù)位，重新啟動(dòng)。電源消隱及故障自啟動(dòng)正常。手動(dòng)斷電，變頻器各項(xiàng)顯示、指示燈全部滅后，重新合閘送電，變頻器能夠在得電后快速自啟動(dòng)。電源中斷自啟動(dòng)

正常。

4 運(yùn)行效果

改造一年多來(lái)，純水用變頻器運(yùn)行可靠，再?zèng)]有出現(xiàn)過(guò)故障停機(jī)現(xiàn)象。即便有高壓波動(dòng)，也能快速自啟動(dòng)，沒(méi)有再因純水問(wèn)題影響過(guò)生產(chǎn)。

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