摘要:分析傳統水箱拉絲機皂液循環系統存在的問題，提出利用變頻器和壓力變送器組成恒壓循環的控制方案，通過壓力變送器實時監測循環系統中皂液的壓力值，反饋給變頻器，由變頻器對循環水泵進行變頻調速，實現水箱拉絲機皂液的恒壓循環，節省人力，降低維護成本，有效節能30%以上。
1問題提出
傳統的水箱拉絲機皂液循環采用集中循環方式［1］，由一臺始終處于工頻運轉的水泵提供循環動力，流量控制是通過調節閥門開度來實現，其輸入功率大，大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中，并且當車間工人換班時，有可能將所有水箱拉絲機的皂液閥關閉，造成循環水泵處于過載運行狀態，而頻繁過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
皂液恒壓循環控制系統由
壓力變送器、變頻器、循環水泵組成，利用壓力變送器采集皂液循環管道中的壓力數值，反饋到變頻器，經過內部PID計算，由變頻器改變循環水泵電機的運行頻率，調節循環水泵電機轉速，從而達到皂液的恒壓循環，恒壓供液控制原理示意圖如圖1所示。
2．2控制過程
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型，ACS510還針對風機水泵應用做了特別的優化:(1)完全匹配風機和水泵。增強的PFC應用#多控制7臺泵;兩個好立的內置PID控制器PID1和PID2，PID1可設置兩套參數，通過PID2可控制一個好立的外部閥門。(2)經濟實用。當傳動裝置溫度降低時增加開關頻率，負載降低時自動降低電機磁通，安裝簡單，多種I/O和插件可方便地連接到現場總線上。(3)環保節能。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，加速時間0．1～1800s，減速時間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為電流信號，其值和壓力為線性關系，壓力變送器輸出的電流隨壓力增大而增加。
2．2．2控制過程
泵在工作時，由流體力學可知，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，轉速成比例下降，而此時泵的輸出功率成立方關系下降。即水泵電機的耗電量與轉速近似成立方比的關系，因而當所要求的流量減小時，可調節變頻器輸出頻率使電機轉速按比例降低，這時，電機的功率將按立方關系大幅度地降低，比調節擋板、閥門節能30%以上，從而達到節能的目的［5］。
控制操作有手動和自動2種模式，手動部分為電位器調整頻率，實現變頻調速;自動操作時，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，經過內部PID運算，調節變頻器輸出頻率，達到恒壓循環皂液的目的，變頻器接線圖如圖2所示。
系統運行時，先采用手動模式，調節變頻器頻率，當循環系統中的壓力達到生產要求時，記下此時壓力變送器的檢測值，作為自動控制的給定值，輸入到變頻器的PID調節器中，此值實際就是壓力設定的對應值。然后通過按鈕切換到自動狀態，進行恒壓循環，當壓力值高于設定值時，變頻器輸出頻率降
低，循環水泵降速，壓力開始減小，當壓力低于設定值時，變頻器輸出頻率升高，循環水泵升速，壓力開始增大。變頻器參數設定見表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系統投入使用，為50臺水箱式拉絲機提供皂液循環，經過半年多跟蹤統計，在生產部門開關閥門之后都能保證皂液流量和壓力的穩定，不需要專人看管，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。
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