摘要:分析傳統水箱拉絲機皂液循環(huán)系統存在的問(wèn)題，提出利用變頻器和壓力變送器組成恒壓循環(huán)的控制方案，通過(guò)壓力變送器實(shí)時(shí)監測循環(huán)系統中皂液的壓力值，反饋給變頻器，由變頻器對循環(huán)水泵進(jìn)行變頻調速，實(shí)現水箱拉絲機皂液的恒壓循環(huán)，節省人力，降低維護成本，有效節能30%以上。

1問(wèn)題提出

傳統的水箱拉絲機皂液循環(huán)采用集中循環(huán)方式［1］，由一臺始終處于工頻運轉的水泵提供循環(huán)動(dòng)力，流量控制是通過(guò)調節閥門(mén)開(kāi)度來(lái)實(shí)現，其輸入功率大，大量的能源消耗在擋板、閥門(mén)的截流過(guò)程中，并且當車(chē)間工人換班時(shí)，有可能將所有水箱拉絲機的皂液閥關(guān)閉，造成循環(huán)水泵處于過(guò)載運行狀態(tài)，而頻繁過(guò)載運行極易導致水泵電機燒毀［2－3］。

2恒壓供液控制

2．1控制原理

皂液恒壓循環(huán)控制系統由壓力變送器、變頻器、循環(huán)水泵組成，利用壓力變送器采集皂液循環(huán)管道中的壓力數值，反饋到變頻器，經(jīng)過(guò)內部PID計算，由變頻器改變循環(huán)水泵電機的運行頻率，調節循環(huán)水泵電機轉速，從而達到皂液的恒壓循環(huán)，恒壓供液控制原理示意圖如圖1所示。

2．2控制過(guò)程

2．2．1系統組成

變頻器選用ABB變頻器510系列［4］，該型號變頻器適合各種負載類(lèi)型，ACS510還針對風(fēng)機水泵應用做了特別的優(yōu)化:(1)完全匹配風(fēng)機和水泵。增強的PFC應用#多控制7臺泵;兩個(gè)好立的內置PID控制器PID1和PID2，PID1可設置兩套參數，通過(guò)PID2可控制一個(gè)好立的外部閥門(mén)。(2)經(jīng)濟實(shí)用。當傳動(dòng)裝置溫度降低時(shí)增加開(kāi)關(guān)頻率，負載降低時(shí)自動(dòng)降低電機磁通，安裝簡(jiǎn)單，多種I/O和插件可方便地連接到現場(chǎng)總線(xiàn)上。(3)環(huán)保節能。變感量電抗器可根據不同負載匹配電感量，抑制和減少諧波。選用變頻器型號ACS510－01－072A－4，額定電流72A，額定功率37kW，輸出頻率0～500Hz，加速時(shí)間0．1～1800s，減速時(shí)間0．1～1800s。

壓力變送器選用PT500，量程0～0．6MPa，輸出電流4～20mA，24V供電，準確度0．5級。壓力變送器將皂液的壓力信號轉變?yōu)殡娏餍盘�，其值和壓力為線(xiàn)性關(guān)系，壓力變送器輸出的電流隨壓力增大而增加。

2．2．2控制過(guò)程

泵在工作時(shí)，由流體力學(xué)可知，泵的功率為流量和壓力的乘積，而流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，可以得出泵功率與轉速的立方成正比。如果水泵的效率一定，當要求調節流量下降時(shí)，轉速成比例下降，而此時(shí)泵的輸出功率成立方關(guān)系下降。即水泵電機的耗電量與轉速近似成立方比的關(guān)系，因而當所要求的流量減小時(shí)，可調節變頻器輸出頻率使電機轉速按比例降低，這時(shí)，電機的功率將按立方關(guān)系大幅度地降低，比調節擋板、閥門(mén)節能30%以上，從而達到節能的目的［5］。

控制操作有手動(dòng)和自動(dòng)2種模式，手動(dòng)部分為電位器調整頻率，實(shí)現變頻調速;自動(dòng)操作時(shí)，壓力變送器檢測到壓力信號，轉換成電流信號輸入到變頻器，與設定好的壓力值比較，經(jīng)過(guò)內部PID運算，調節變頻器輸出頻率，達到恒壓循環(huán)皂液的目的，變頻器接線(xiàn)圖如圖2所示。

系統運行時(shí)，先采用手動(dòng)模式，調節變頻器頻率，當循環(huán)系統中的壓力達到生產(chǎn)要求時(shí)，記下此時(shí)壓力變送器的檢測值，作為自動(dòng)控制的給定值，輸入到變頻器的PID調節器中，此值實(shí)際就是壓力設定的對應值。然后通過(guò)按鈕切換到自動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)行恒壓循環(huán)，當壓力值高于設定值時(shí)，變頻器輸出頻率降低，循環(huán)水泵降速，壓力開(kāi)始減小，當壓力低于設定值時(shí)，變頻器輸出頻率升高，循環(huán)水泵升速，壓力開(kāi)始增大。變頻器參數設定見(jiàn)表1。

3應用效果

本系統在法爾勝特鋼公司水箱拉絲機皂液循環(huán)系統投入使用，為50臺水箱式拉絲機提供皂液循環(huán)，經(jīng)過(guò)半年多跟蹤統計，在生產(chǎn)部門(mén)開(kāi)關(guān)閥門(mén)之后都能保證皂液流量和壓力的穩定，不需要專(zhuān)人看管，減少了人工操作，降低了維護成本，可以有效節電30%以上，使用效果良好。