王朋飛 王紅順 王磊 許峰

摘 要：工業(yè)燃氣輪機的轉(zhuǎn)速變化，所需要的滑油流量也不同，PLC通過變頻器控制供油泵的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)滑油供油流量。根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用將PLC、變頻器和供油泵電機正確接線。設(shè)定ALD3000系列變頻器的參數(shù)，然后PLC輸出開關(guān)信號和4-20ma的模擬電流信號控制變頻器

關(guān)鍵詞：PLC；變頻器；燃氣輪機；滑油撬

引言

隨著變頻器產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，當(dāng)今變頻器得到了廣泛的應(yīng)用，其中變頻器的可調(diào)的運行速度能優(yōu)化工藝工程，通過遠程PLC或其他控制器來實現(xiàn)速度變化。某型號的工業(yè)燃氣輪機為航改型燃氣輪機，由于燃氣輪機本身沒有自帶的滑油供油系統(tǒng)。需要一套輔助的滑油撬給燃氣輪機提供潤滑油。燃氣輪機在不同轉(zhuǎn)速對滑油流量的要求同，通過PLC對變頻器的控制來滿足燃氣輪機對滑油流量的要求。確保燃氣輪機安全有效運行。

1.某型號的燃氣輪機流量要求

燃氣輪機轉(zhuǎn)速不同對滑油供油流量的要求很有大變化，所以滑油撬需要根據(jù)燃氣輪機的轉(zhuǎn)速控制滑油供油流量。根據(jù)燃氣輪機的要求，當(dāng)N1≤2200rpm時，滑油流量Q=1.5L/min；當(dāng)3000rpm≥N1≥2200rpm時，滑油流量Q=1.5+[0.0104*（N1-2200）]；當(dāng)5300rpm≥N1≥3000rpm時，滑油流量Q=9.8+[0.0036*（N1-3000）]；當(dāng)N1≥5300rpm時，Q=24.3L/min。

2.變頻器的接線

2.1動力電接線

一般情況下，變頻器與電機間的距離應(yīng)小于30米，距離過長時由于寄生電容所產(chǎn)生的沖擊電流會引起過流保護，也可能產(chǎn)生誤動作，變頻器可能導(dǎo)致故障或設(shè)備運行異常。R，S，T為變頻器三項電源的輸入端，U，V，W為三相電輸出端，接到滑油撬供油泵異步電機上，當(dāng)變頻器工作，輸出端不能空載運行，否則會導(dǎo)致變頻器的損壞

2.2正反轉(zhuǎn)開關(guān)信號接線

變頻器的FWD端與SC端接通電機正轉(zhuǎn)，REV端與SC端接通電機反轉(zhuǎn)。PLC 的DO模塊輸出一個開關(guān)量，控制機柜的繼電器K1，24伏直流電源經(jīng)過機柜繼電器的觸點，控制現(xiàn)場繼電器K2，從而控制電機的正反轉(zhuǎn)。如果現(xiàn)場的繼電器安裝在變頻器附近，繼電器線路上應(yīng)接上浪涌吸收器，防止變頻器的干擾。

2.3反饋信號接線

在變頻器的工作中，經(jīng)常需要通過繼電器接點或晶體管集電極開路的形式將變頻器的內(nèi)部運行狀態(tài)通知外部PLC，也可以通過監(jiān)測變頻器的模擬量輸出，判斷變頻器的運行狀態(tài)。然后PLC根據(jù)變頻器的反饋信號，進行邏輯運算，控制各個機構(gòu)的動作。ALD300系列變頻器有模擬信號輸出端子（FOV，F(xiàn)OC，F(xiàn)C）和開關(guān)信號輸出端子（YC，YA，YB），都可以用作系統(tǒng)的反饋信號。選用變頻器的YC，YA常開觸點給PLC提供反饋信號

2.4控制模擬信號接線

變頻器的FIV，F(xiàn)IC，F(xiàn)C端子為遠程控制模擬信號輸入端。FC為公共端，F(xiàn)IV，F(xiàn)IC分別為模擬電流，模擬電壓信號輸入端。PLC的模擬輸出選用4-20ma的電流信號作為變頻器的控制信號，因此控制線應(yīng)連接到FIC，F(xiàn)C端子上。為了放置外部電磁的干擾，特別是來自變頻器的干擾，模擬信號控制線采用屏蔽線，單端接地。

3.變頻器基本參數(shù)設(shè)定

3.1運轉(zhuǎn)設(shè)定

ALD3000變頻器的運行常采用三種方式，可以采用面板上的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停止鍵進行就地控制，也可以由IO端子和通信接口進行遠程控制。此次采用IO端子（FWD，SC）的遠程控制，設(shè)置代碼FC102為IO端子控制。

3.2模擬量輸入設(shè)定

ALD3000變頻器的模擬輸入值可以是0-10V的電壓值，也可以是0-20ma的電流值，由于選用的PLC模擬輸出卡輸出的信號為4-20ma電流信號，為了與PLC的輸出信號匹配，設(shè)定FIC最小電流輸入FC303為4ma， FIC最大電流輸入FC304為20ma

3.3頻率輸出設(shè)定

根據(jù)滑油撬供油泵的參數(shù)，滑油供油泵在轉(zhuǎn)速為1000rpm時，滑油供油流量為30L/min可以滿足燃氣輪機的最大流量要求24.3L/min。由于異步電機的極數(shù)為6極，根據(jù)n=60f/p，轉(zhuǎn)速為1000rpm時，要求的頻率為50hz。因此設(shè)定變頻器的模擬量高端頻率FC312為50hz，模擬量低端頻率為0hz. 由于PLC的電流輸出范圍為4-20ma，設(shè)定FIC的最小電流輸入FC303為4ma，F(xiàn)IC最大電流輸入FC304為20ma。頻率設(shè)定選擇FC101為模擬電流設(shè)定方式。

4.PLC對變頻器模擬量的輸入控制。

PLC通過PID指令控制變頻器來調(diào)節(jié)滑油撬供油流量，其中過程變量為供油出口流量計讀數(shù)Qd，設(shè)定值是相應(yīng)的轉(zhuǎn)速對應(yīng)的流量Qs，經(jīng)過PID運算得出控制變量：

〖CV=K〗_P E+K_i ∫_0^t?Edt-K_d dPV/dt+BIAS然后PLC輸出4-20ma的模擬電流信號，變頻器產(chǎn)生0-50hz的頻率輸出，控制異步電機，如圖所示。由于燃氣輪機對滑油流量的要求十分嚴格，特別在燃氣輪機加減速的過程中，滑油流量的要求不斷變化，因此在滑油撬的運行測試中，要對P，I，D參數(shù)進行整定，使控制的流量快速穩(wěn)定的達到設(shè)定的流量值，并且在燃氣輪機加減速過程中能夠很好的跟隨要求的流量值。保障燃氣輪機的安全運行。

5.結(jié)論

變頻器穩(wěn)定可靠的輸出頻率和三相異步電動機可調(diào)轉(zhuǎn)速的特點，正確的連接PLC，變頻器和異步電機的動力電路和控制電路，結(jié)合現(xiàn)場應(yīng)用設(shè)定好變頻器的參數(shù)，編輯PLC的控制邏輯。簡單有效的實現(xiàn)了三相異步電動機的轉(zhuǎn)速控制，從而實現(xiàn)了變化流量的調(diào)節(jié)。代替了滑油撬流量控制閥門和壓力控制閥門的復(fù)雜機構(gòu)。使滑油撬更加的簡化，穩(wěn)定可靠。

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