變頻器UP/DOWN功能在恒壓供水系統(tǒng)上的設(shè)計與應(yīng)用

德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 王玉梅

1.UP/DOWN功能定義

變頻器頻率給定方式通常有面板操作頻率給定和外部端子頻率給定兩種。面板操作給定有鍵盤頻率給定和電位器頻率給定；外部端子給定有UP/DOWN功能頻率給定、模擬量信號給定頻率給定、多段速給定頻率給定、通信方式頻率給定等。這些不同頻率給定方式各有優(yōu)點，在實際工程案例的控制設(shè)計中，要根據(jù)實際情況需要進行給定方式的選擇。不同給定方式的選擇由變頻器信號端口和參數(shù)設(shè)置來完成[1]。

UP/DOWN是通過變頻器控制上升和下降數(shù)字端子，實現(xiàn)對電動機的變頻調(diào)速。這兩個端子是通過多功能端子預(yù)置為UP/DOWN功能實現(xiàn)的。預(yù)置為UP功能的端子閉合時，變頻器的輸出頻率上升，端子斷開時變頻器以斷開時的頻率運轉(zhuǎn)。預(yù)置為DOWN功能的端子閉合時，變頻器的輸出頻率下降，斷開時變頻器以斷開時的頻率運轉(zhuǎn)，如圖1所示。

圖1 UP/DOWN功能控制曲線圖

2.UP/DOWN功能控制恒壓供水系統(tǒng)方案設(shè)計

如圖2所示為UP/DOWN功能控制恒壓供水系統(tǒng)圖。因為在供水系統(tǒng)中對系統(tǒng)恒定壓力的偏差要求不需要十分嚴(yán)格，比如要求水壓控制在2.7-3.3MPa的范圍內(nèi)就可以滿足供水恒壓的要求，如圖2所示可以把壓力表的上下限設(shè)定在2.7-3.3MPa范圍內(nèi)，選用UP/DOWN功能端子DIN2、DIN3控制頻率的升、降，實現(xiàn)在2.7-3.3MPa范圍內(nèi)的恒壓供水控制。

用水量增多時，當(dāng)供水壓力下降2.6MPa的時候，壓力表下限觸點接通DIN3端子，UP功能控制頻率上升，電動機加速運行，輸出水量升高，壓力上升，上升到一定程度，上限觸點斷開，電動機維持在一個頻率穩(wěn)定運行。當(dāng)用水量減少時，供水壓力升到3.3MPa的時候，壓力表上限觸點接通DIN2端子，DOWN功能控制頻率下降，電動機減速運行，輸出水量降低，壓力下降，下降到一定程度，上限觸點斷開，電動機維持在一個頻率穩(wěn)定運行[1]。如此反復(fù)運行電動機就在以上動態(tài)工作狀態(tài)下工作[1]。

3.UP/DOWN功能時序

參數(shù)設(shè)置關(guān)系如圖3所示頻率的輸出由參數(shù)設(shè)定決定，頻率設(shè)定由P1040決定，頻率上升時間由P1120決定，頻率下降時間有P1121決定，頻率是否允許反轉(zhuǎn)由P1032決定，頻率是否有記憶功能由P1031決定[1]。

如圖3所示，當(dāng)啟動按鈕SB1閉合后電動機從0HZ開始加速運行到10HZ穩(wěn)定，此時如果加速按鈕SB2閉合，端子UP功能開始控制頻率上升，電動機加速，加速快慢P1120決定，最終加速到最高設(shè)置頻率50HZ。此時如果減速按鈕SB3閉合，端子DOWN功能開始控制頻率下降，電動機減速，減速快慢由P1121決定，減到0HZ時，如果P1032設(shè)置為0，允許電機反轉(zhuǎn)，電機最終加速到反轉(zhuǎn)最高設(shè)置頻率-50HZ；如果P1032設(shè)置為0，則電機減速到正傳到0停止運行。如果P1031設(shè)置為1，則電機有記憶運行，下次啟動在停車時的頻率[1]。

圖2 UP/DOWN功能控制恒壓供水系統(tǒng)

圖3 UP/DOWN功能時序

4.UP/DOWN功能控制恒壓供水系統(tǒng)硬件接線

UP/DOWN功能實現(xiàn)的影線連接主要有兩個部分如圖4所示，一個是主電路接線一個是控制電路接線。

其中SB1為供水系統(tǒng)啟動控制按鈕，SB2為供水系統(tǒng)停止控制按鈕，SB3為壓力表的下限信號輸入端子，實現(xiàn)UP升頻控制，SB3為壓力表的上限輸入信號端子，實現(xiàn)DOWN降頻控制[1]。

圖4 2UP/DOWN功能控制恒壓供水系統(tǒng)硬線連接

表1 變頻器UP/DOWN功能控制恒壓供水系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

5.UP/DOWN功能控制恒壓供水系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

接通斷路器QF，在變頻器在通電的情況下，首相對變頻器初始化設(shè)置。然后完成電動機基本參數(shù)設(shè)置。最后完成UP/DOWN功能相關(guān)參數(shù)設(shè)置，具體設(shè)置見表1。

6.UP/DOWN功能控制恒壓供水系統(tǒng)運行操作

當(dāng)按下啟動按鈕SB1時，電動機開始加速運行，當(dāng)運行到10Hz時便固定運行在這個速度，這時如果SB2閉合，電動機在10Hz的基礎(chǔ)上以0.01Hz的單位增加，最大可增加至50HZ，當(dāng)在增速過程中斷開SB2時，頻率上升停止，電動機以SB2斷開前的頻率運行。當(dāng)電動機運行在某一固定（大于10HZ）時，如果接通SB3開關(guān)，那么頻率開始下降，如果允許反轉(zhuǎn)，最大可降至-50HZ，不允許反轉(zhuǎn)降至0HZ。如果有記憶功能，再次運行在上次停止的頻率，沒有記憶的話工作在預(yù)設(shè)頻率10HZ[1]。

[1]向曉漢.變頻器步進伺服驅(qū)動技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2017.

[2]胡宗岳.現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005.

[3]張燕賓.變頻器460問[M.北京:機械工業(yè)出版社,2005.