變頻器在液位自動控制中的應用及其節能效果

陳慶

摘? 要：在現代化工生產過程中，流體輸送過程中需要大量使用風機、水泵、攪拌機、壓縮機等設備，上述輸送機械通常都是使用交流電機進行驅動，當中有很大一部分的電動機不是在額定功率下進行工作的，一般來說是額定功率的60%左右，有的還會更低一點，大概在20%左右。通過實際的操作來證明變頻器在使用的時候會取得不錯的節能效果，很多現代化工生產企業為了把生產的承辦降低、提高經濟效益，從而使新技術能夠融入進來，變頻調速技術因為其良好的產出比也被引入其中，讓其擁有著十分寬廣的前景。本文通過將變頻器在液位自動控制系統當中的使用進行時間當中的分析以及理論分析出其節能效果。

關鍵詞：變頻器? 液位自動控制系統? 節能效果? 分析

中圖分類號：TN77 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2020）07（a）-0048-03

Abstract： In the process of modern chemical production， a large number of fans， pumps， mixers， compressors and other equipment are needed in the process of fluid transportation. The above-mentioned transportation machinery is usually driven by AC motors， and a large part of them are not working under the rated power rate， generally speaking， they are about 60% of the rated power， and some are even lower， about 20%. Through the actual operation， it is proved that the frequency converter can achieve good energy-saving effect when it is used. In order to reduce the undertaking of production and improve the economic benefits， many modern chemical production enterprises can integrate new technologies. Because of its good output ratio， the frequency conversion and speed regulation technology is also introduced， which has a very broad prospect. In this paper， through the use of frequency converter in the liquid level automatic control system for time analysis and theoretical analysis of its effect.

Key Words： Frequency converter; Liquid level automatic control system; Energy saving effect; Analysis

電動機在進行發動的時候，很大部分時間都是在進行著均衡運動的狀態，通過擋板或者閥門的方法來把流量或者壓力進行調節，這樣就會讓很多的電能進行流失，功率大的機器其電能的損失也相對較大。

1? 變速調節器意義

在把電工學的理論進行推測，想要把電動機的轉速進行改變，只要把電源頻率或者把電機的極對數以及轉差率進行改變就可以了。級變速對數在進行調速的時候，其理論上談效率很高，因為它的運行中是沒有損耗的，但是，這種電動機的制造要求比較特殊，內部的結構也十分復雜，而且它屬于有級調速，十分不靈活，在進行使用的時候相對較少。改變轉差率在以前的時候在滑差電機上使用過，其缺點因為結構復雜、故障發生頻繁、維修不方便導致很少有人使用[1]。高邊頻率進行調速可以進行無極調速，在國家初期的時候還沒怎么進行采用，因為變頻裝置本身的原因，時隔這么久，微電子技術的興起，變頻調速技術也隨著在不斷成長，現在的技術可以讓調速的精度達到非常高，它的損耗也可以極大地減少。所以，變頻調速現在可以進行各種電動機的應用。

2? 變頻調速器的應用

變頻調速器節能的效果非常好，它的核心用的是DSP或者微處理器，在電動機運行的時候可以提供多樣的電氣控制，還具有報警的功能，將設備的安全保障下來，設備的使用壽命也隨之增加。它還具有一種功能，就是通過設定的信號來進行電動機轉速的調節，從而讓自動生產控制得到實現，在進行電機控制的時候第一個想到的就是變頻調速器，以下舉出在輕柴油泵中運用變速調節器的例子，來進行應用說明[2]。

2.1 控制步驟的介紹

輕柴油泵使用的是一開一備的設計方式，會存在著兩臺泵。在通常的狀況下，一臺用來運行，一臺用來作為備用，進行主備切換的時候需要進行人為的方法去實施。在供電控制方法方面來看，主泵用的是經常使用著的電氣控制，將主電源直接發送給電動機，而備用泵采用的是變頻調速器來進行控制，主電源通過變頻之后發送給電機。

2.2 控制方案實施

在DCS內其公職的原理如圖1所示。

一般來說，正常情況下的LC1206B的調節回路輸出值在20mA以內的調節信號發送到變頻器來當做頻率設定的信號，變頻器通過這種發送的信號進行電壓的相對應頻率的輸出，讓電機的轉速得到控制。與此同時，CL1206A的回路調節需要用到手動的方式，其電源的輸出穩定在十成，在進行泵出口調節閥的控制的時候，需要保持全開的狀態，從而使變頻器就可以進行流量的控制了。在DCS當中，P1205B所對應的流程圖的位置使變頻器的圖案進行了更換，將變頻器進行啟動的時候，它的顏色為綠色，變頻器處于非啟動狀態或者機器故障、停機的時候，它的顏色就是紅色的。變頻器如果發生了故障或者被取下來了，流程圖上面的變頻器顏色為紅色。當工作人員需要進行人為換泵的時候，需要先把LC1205B切換到手動的方法，LC1206A切換到自動，把調節閥給控制好，讓P1205A的電動機可以成功運轉起來[3]。

2.3 控制系統的組成

這種控制系統是由兩個或者多個控制系統所組成的，其中包括工頻控制系統以及變頻控制系統等。在工頻控制系統當中，從DCS中提取出來的控制器LC1206A、調節閥LV1206、電機、柴油泵P1205A以及液體測量LT1206進行組合而來。變頻控制系統也是從DCS中提取出來的控制器LC1206B、變頻器、電機、柴油泵P1205B以及液體測量LT1206組成[4]。

2.4 應用效果

在將變頻調速器進行廣泛應用之后，其進行回路控制的穩定性以及可靠性相比于調節閥有很大的提升，其偏差一直持續在1%之內，這就導致了控制的參數波動的數值比較小。在變頻調速器控制下的電機可以持續進行中速運轉，把電機啟動的時候，控制它進行各種運動，其中有短路過載等相關的故障的在線診斷的功能，為了讓設備可以安全運行，故障的幾率降低了，設備的損耗降低了，特別是它的節能效果十分明顯。

3? 采用PLC自動控制系統提高節能效果

PLC自動控制系統有著很多種不同的類型，在不同的狀態下其選取的型號也不一樣，電池、容量以及模塊這些因素都決定著其整體的運行。將PLC自動控制系統融入變頻器當中進行運行的時候，在這之前需要工作人員把當前工作中的設備進行狀態的分析。在進行使用PLC的時候，需要將相關的程序進行編輯，在控制系統當中的各個設備進行了解，在進行產生的時候可以起到很好的幫助，對想要進行操作的設備有所認識，在安裝軟件的時候需要仔細檢查，不要出現故障;在進行控制程序的圖紙繪制的時候，要把PLC技術的結構和運行的狀態融入其中，進行設計，確保沒有問題了，才可以把設備的每個部位進行規劃;將圖紙繪制完成后，就要求專業的人員參照圖紙來進行程序的編寫，程序代碼在這個系統當中是十分重要的，不能有那么一點點的錯誤發生;程序的編寫在進行確認沒有問題以及運行也十分良好之后，就需要進行說明書的完善，把實際操作中的注意事項以及十分容易出錯的地方進行總結[5]。

4? 結語

綜上所述，通過實際的操作可以看到，變頻器在自動控制中的采用取得的效果十分顯著，變頻調速器作為一種十分高效以及節能的調速裝置，在運用進電動機當中可以使設備的安全得到保障，使用的年限也得以增長。通過把PLC自動控制系統技術融入變頻器當中，可以較為高效地實現在化工企業生產中，流體輸送設備的節能減排。

參考文獻

[1] 劉美珍，侯志平.基于PLC控制的變頻器在自動化生產線中的應用[J].現代制造，2017（3）：38-39.

[2] 吳迪，李余進，黃兆波，等.模糊PID和變頻器在地下恒壓灌溉控制系統的應用[J].自動化與儀表，2019，34（4）：19-23.

[3] 劉建，于新樂，史東磊，等.板坯結晶器液位全自動控制以及常用故障缺陷系統改進的應用[J].自動化與儀器儀表，2019（5）：69.

[4] 唐波.高壓變頻器在大型風機上的節能應用[J].漣鋼科技與管理，2018（1）：81-82.

[5] 孟堯，張學龍.變頻器調速的控制及在節能中的應用[J].數字化用戶，2017（13）：24.