PLC与变频器在整流装置冷却系统恒温控制中的应用
摘要：用变频调速和plc来实现整流系统冷却水的恒温控制，风机变频起动时的起动电流，使启动趋于平稳，从而避免了起动时对电网的冲击，同时由于风机的平均转速降低，从而可延长风机机械部件的使用寿命。达到调速曲线平滑、调速过程简单、安全可靠、保护功能齐全、起动性能优越、自动化程度高等功能，对变电站实现自动化集成控制具有重要的意义。 关键词：plc；变频器；整流装置
中图分类号：tn77 文献标识码：a 文章编号：1001-828x（2012）01-0-01 一、引言
由于负荷和环境温度变化，使整流柜水温的波动范围得不到合理控制(波动范围为±2℃差4℃)。水温变化过大，容易引起整流柜回流管及桥臂、元件水包上连接皮管的脱落，造成整流柜因纯水断流跳闸，皮管脱落或漏水严重时会降低整流柜的绝缘强度，严重时引起爆柜；温度控制过高，散热效果差，会引起整流柜桥臂“母线超温”，温度控制过低，将消耗更多电能，造成能源浪费。根据以上问题，同时从增加整流系统安全运行系数、减少自用电、降低设备损耗和提高经济效益方面考虑，利用plc的信号采集及逻辑编程功能，实现温度自动控制，达到恒定纯水温度的目的。 二、系统构成及控制方案 (一)系统构成
1.温度自动控制系统。控制系统主要由接触器、继电器、变送器、plc以及plc梯形图程序等组成。该系统作为恒温控制系统中的主体，可控制水风冷风机的起停、循环水温度的检测和传送、电机的保护等。plc模块采用ab公司的 slc-500。考虑其性能和点数，选用slc-500电源模块，并扩展数字输入模块、模拟量输入、输出模块、热电阻输入模块共4个扩展模块，可以完全根据实际应用选择合适的模块。当任务规模扩大，可随时使用附加模块对plc进行扩展。
2.变频器。此系统对变频器的要求不高，现有国内外各品牌变频器基本都能满足技术要求，此方案选用abb公司的asc510变频器。由于变频器安装位置周围磁场强度很大，对变频器的信号采集及正常工作带来很大的干扰。为此配备了专用的emc滤波器及进、出线电抗器，增强变频器的抗干扰性。
3.信号采集及处理系统。该部分主要由传感器、变送器、隔离器及pid调节器等组成，对整流系统循环水的温度、风机运行状态、风机运行频率及电流大小等采集的信号进行处理和转换，为控制系统提供一个准确、可利用的信号。 (二)控制系统方案
1.系统功能。系统设有手动、自动控制模式；手动方式下，由运行人员根据温度表显示的情况，进行手动启动，并且可以设定由工频启动还是变频启动；在自动方式下，完全根据温度设定值进行循环启停风机操作；具有显示报警功能，系统设置有各种显示功能，
可以显示电流、温度、变频器输出频率、电机转速等参数，同时设置各种保护功能，如过流保护、过压保护、过载保护、欠压保护等。 2.工作原理。为了实整流系统循环水恒温控制的目的，系统采用温度自动控制与变频调速控制相结合的方式，在此方案中，变频风机与工频风机配合使用，根据反馈的温度信号与设定的温度上下限进行比较、计算，调节工频风机的台数和变频风机的速度，以此来保证循环水温度保持在设定的范围。使用温度传感器进行实时检测，并将检测到的温度信号经过转换后传送给pid调节器，pid调节器将此信号与给定值进行比较后，经过系列运算将输出一个标准的控制信号给本系统的执行器－变频器，变频器根据调节器输出信号的变化来改变其输出频率，进而改变冷却风机的转速，以此来控制纯水温度的范围。从而实现了纯水恒温控制的目的。 3.控制系统原理图。变频器及控制系统的其它电子电气元件作为本系统的执行机构，作为变频调速控制的主体，可控制变频风机的起停、加减速运转以及远、近控之间的相互切换等。 图一：变频风机电气原理图
在此方案中，plc作重为系统的控制核心，起着至关要的作用。其电气控制原理图如图2所示。 图二：plc模块电气控制原理图 4.控制系统流程图 三、结束语
用变频调速和plc来实现整流系统冷却水的恒温控制，风
机变频起动时的起动电流，使启动趋于平稳，从而避免了起动时对电网的冲击，同时由于风机的平均转速降低，从而可延长风机机械部件的使用寿命。达到调速曲线平滑、调速过程简单、安全可靠、保护功能齐全、起动性能优越、自动化程度高等功能，对变电站实现自动化集成控制具有重要的意义。