專利名稱：基于plc的變頻恒壓供油系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種供油系統(tǒng)，尤其涉及一 種基于PLC的變頻恒壓供油系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)單油泵稀油站主要用于冶金，礦山等機(jī)械設(shè)備的稀油循環(huán)潤滑系統(tǒng)中，向減速器.風(fēng)機(jī)，齒輪座、主電機(jī)軸承等摩擦部位供給潤滑油。由裝在主軸端的主油泵、電動(dòng)泵、油站、高位油箱等組成，油站包括電動(dòng)油泵、油箱、濾油器、冷油器、調(diào)節(jié)閥等組成一體。為防止突然斷電，保證轉(zhuǎn)子因慣性而繼續(xù)轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)軸承得到足夠的潤滑，因而配有高位油箱。為了節(jié)能改造，準(zhǔn)備將高壓10KV5000KW同步機(jī)改為變頻起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)間為180秒以下，起動(dòng)完畢以后，變頻運(yùn)行，運(yùn)行頻率為40HZ,運(yùn)行轉(zhuǎn)速為變頻轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/分。改造后，仍為主油泵對(duì)軸瓦供油，電動(dòng)油泵為備用泵。但在改造后的使用過程中，存在兩個(gè)問題
(I)起動(dòng)過程中，由于軸頭泵(主油泵)轉(zhuǎn)速較高，壓力大從軸瓦縫隙向外噴油，同步電機(jī)端勵(lì)磁為帶刷輸入，運(yùn)轉(zhuǎn)過程碳刷和滑環(huán)產(chǎn)生火花，對(duì)電機(jī)的安全運(yùn)行有一定的影響。并且每次對(duì)外噴油，都會(huì)造成潤滑油的浪費(fèi)約200kg左右。(2)風(fēng)機(jī)變頻改造以后起動(dòng)過程時(shí)間加長，運(yùn)行轉(zhuǎn)速降低，在800轉(zhuǎn)/分運(yùn)行轉(zhuǎn)速下，軸頭泵(主油泵)對(duì)軸瓦供油的能力下降，對(duì)動(dòng)態(tài)線性油膜厚度的形成產(chǎn)生影響，且有可能因運(yùn)行轉(zhuǎn)速降低，不能形成要求的油膜厚度，而導(dǎo)致軸瓦燒壞。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決上述問題，提供了一種基于PLC的變頻恒壓供油系統(tǒng)。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種基于PLC的變頻恒壓供油系統(tǒng)，包括信號(hào)采集單元、PLC、變頻器、開關(guān)切換單元、油泵、管網(wǎng)，信號(hào)采集單元采集管網(wǎng)的信號(hào)傳送給PLCj^PLC運(yùn)算判斷后發(fā)出指令，控制變頻器和開關(guān)切換單元?jiǎng)幼?，從而控制油泵的運(yùn)行。進(jìn)一步的，所述的PLC還與控制面板、報(bào)警單元相連。進(jìn)一步的，所述的信號(hào)采集單元包括壓力傳感器、電壓傳感器、電流傳感器和溫度傳感器。進(jìn)一步的，所述的油泵為調(diào)速泵和恒速泵。本實(shí)用新型以PLC和變頻器為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助于PLC強(qiáng)大而靈活的控制功能和內(nèi)置PID的變頻器優(yōu)良的變頻調(diào)速性能，實(shí)現(xiàn)了恒壓供油的控制。該系統(tǒng)采用PCL控制變頻器進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，按實(shí)際需要隨意設(shè)定壓力給定值，根據(jù)壓差調(diào)整油泵的工作情況，實(shí)現(xiàn)恒壓供油，使給油泵始終在高效率下運(yùn)行,在啟動(dòng)時(shí)壓力波動(dòng)小,可控制在給定值的5%范圍內(nèi)?；赑LC和變頻器技術(shù)設(shè)計(jì)的恒壓供油控制系統(tǒng)可靠性高、效率高、節(jié)能效果顯著、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。選擇不同的壓力設(shè)定范圍，不但節(jié)約了用油，而且節(jié)約了電能，達(dá)到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實(shí)現(xiàn)供油的最優(yōu)化控制和穩(wěn)定性控制。
圖I為本實(shí)用新型的原理方框圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖I所示，一種基于PLC的變頻恒壓供油系統(tǒng)，包括信號(hào)采集單元、PLC、變頻器、開關(guān)切換單元、油泵、管網(wǎng)，信號(hào)采集單元采集管網(wǎng)的信號(hào)傳送給PLCj^PLC運(yùn)算判斷后發(fā)出指令，控制變頻器和開關(guān)切換單元?jiǎng)幼鳎瑥亩刂朴捅玫倪\(yùn)行。整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由兩種油泵組成，一種為調(diào)速泵是由變頻調(diào)速器控制、可以進(jìn)行變頻調(diào)整的油泵，用以根據(jù)用油量的變化改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以維持管網(wǎng)的油壓恒定。一種為恒速泵油泵運(yùn)行只在工頻狀態(tài)，速度恒定。它們用于在用油量增大而調(diào)速泵的最大供油能力不足時(shí)，對(duì)供油量進(jìn)行定量的補(bǔ)充。 信號(hào)采集單元主要由壓力傳感器、電壓傳感器、電流傳感器和溫度傳感器組成。壓力傳感器，一般采用電阻式傳感器(反饋O 5V電壓信號(hào))或壓力變送器(反饋4 20mA電流)。在系統(tǒng)控制過程中，需要檢測的信號(hào)包括自來油出油油壓信號(hào)和報(bào)警信號(hào)①油壓信號(hào)它反映的是用戶管網(wǎng)的油壓值，它是恒壓供油控制的主要反饋信號(hào)。②報(bào)警信號(hào)它反映系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，油泵電機(jī)是否過載、變頻器是否有異常。該信號(hào)為開關(guān)量信號(hào)。PLC是整個(gè)變頻恒壓供油控制系統(tǒng)的核心。信號(hào)采集單元對(duì)系統(tǒng)中的工況、壓力、報(bào)警信號(hào)進(jìn)行采集，對(duì)來自人機(jī)接口和通訊接口的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、實(shí)施控制算法，得出對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方案，通過變頻器和開關(guān)切換單元對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(即油泵)進(jìn)行控制。變頻器用來對(duì)油泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的單元。變頻器根據(jù)PLC送來的控制信號(hào)改變調(diào)速泵的運(yùn)行頻率，完成對(duì)調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速控制。開關(guān)切換單元是由一組接觸器、保護(hù)繼電器、轉(zhuǎn)換開關(guān)等電氣元件組成。用于在供油控制器的控制下完成對(duì)油泵的切換、手/自動(dòng)切換等。所述的PLC還與控制面板、報(bào)警單元相連。通過控制面板，使用者可以更改設(shè)定壓力，修改一些系統(tǒng)設(shè)定以滿足不同工藝的需求，同時(shí)使用者也可以從控制面板上得知系統(tǒng)的一些運(yùn)行情況及設(shè)備的工作狀態(tài)。人機(jī)界面還可以對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行過程進(jìn)行監(jiān)示，對(duì)報(bào)警進(jìn)行顯示。報(bào)警單元是整個(gè)系統(tǒng)的重要組成部分。由于本系統(tǒng)能適用于不同的供油領(lǐng)域，所以為了保證系統(tǒng)安全、可靠、平穩(wěn)的運(yùn)行，防止因電機(jī)過載、變頻器報(bào)警、電網(wǎng)過大波動(dòng)、供油油源中斷、出油超壓、泵站內(nèi)溢油等等造成的故障，因此系統(tǒng)必須要對(duì)各種報(bào)警量進(jìn)行監(jiān)測，由PLC判斷報(bào)警類別，進(jìn)行顯示和保護(hù)動(dòng)作控制，以免造成不必要的損失。本實(shí)用新型的工作原理如下合上空氣開關(guān)，供油系統(tǒng)投入運(yùn)行。將手動(dòng)、自動(dòng)開關(guān)打到自動(dòng)上，系統(tǒng)進(jìn)入全自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，PLC中程序首先接通KM6，并起動(dòng)變頻器。根據(jù)壓力設(shè)定值(根據(jù)管網(wǎng)壓力要求設(shè)定)與壓力實(shí)際值(來自于壓力傳感器)的偏差進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，并輸出頻率給定信號(hào)給變頻器。變頻器根據(jù)頻率給定信號(hào)及預(yù)先設(shè)定好的加速時(shí)間控制油泵的轉(zhuǎn)速以保證油壓保持在壓力設(shè)定值的上、下限范圍之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)恒壓控制。同時(shí)變頻器在運(yùn)行頻率到達(dá)上限，會(huì)將頻率到達(dá)信號(hào)送給PLC，PLC則根據(jù)管網(wǎng)壓力的上、下限信號(hào)和變頻器的運(yùn)行頻率是否到達(dá)上限的信號(hào)，由程序判斷是否要起動(dòng)第2臺(tái)泵(或第3臺(tái)泵)。當(dāng)變頻器運(yùn)行頻率達(dá)到頻率上限值，并保持一段時(shí)間，則PLC會(huì)將當(dāng)前變頻運(yùn)行泵切換為工頻運(yùn)行，并迅速起動(dòng)下I臺(tái)泵變頻運(yùn)行。此時(shí)PID會(huì)繼續(xù)通過由遠(yuǎn)傳壓力表送來的檢測信號(hào)進(jìn)行分析、計(jì)算、判斷，進(jìn)一步控制變頻器的運(yùn)行頻率，使管壓保持在壓力設(shè)定值的上、下限偏差范圍之內(nèi)。增泵工作過程假定增泵順序?yàn)?、2泵。開始時(shí)，I泵電機(jī)在PLC控制下先投入調(diào)速運(yùn)行，其運(yùn)行速度由變頻器調(diào)節(jié)。當(dāng)供油壓力小于壓力預(yù)置值時(shí)變頻器輸出頻率升高，油泵轉(zhuǎn)速上升，反之下降。當(dāng)變頻器的輸出頻率達(dá)到上限，并穩(wěn)定運(yùn)行后，如果供油壓力仍沒達(dá)到預(yù)置值，則需進(jìn)入增泵過程。在PLC的邏輯控制下將I泵電機(jī)與變頻器連接的電磁開關(guān)斷開，I泵電機(jī)切換到工頻運(yùn)行，同時(shí)變頻器與2泵電機(jī)連接，控制2泵投入調(diào)速運(yùn)行。減泵工作過程假定減泵順序依次為2、I泵。當(dāng)供油壓力大于預(yù)置值時(shí)，變頻器輸出頻率降低，油泵速度下降，當(dāng)變頻器的輸出頻率達(dá)到下限，并穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后，把變頻器控制的油泵停機(jī)，如果供油壓力仍大于預(yù)置值，則將下一臺(tái)油泵由工頻運(yùn)行切換到變頻器調(diào)速運(yùn)行，并繼續(xù)減泵工作過程。如果在晚間用油不多時(shí)，當(dāng)最后一臺(tái)正在運(yùn)行的主泵處于低速運(yùn)行時(shí)，如果供油壓力仍大于設(shè)定值，則停機(jī)并啟動(dòng)輔泵投入調(diào)速運(yùn)行，從而達(dá)到·節(jié)能效果。本實(shí)用新型以PLC和變頻器為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助于PLC強(qiáng)大而靈活的控制功能和內(nèi)置PID的變頻器優(yōu)良的變頻調(diào)速性能，實(shí)現(xiàn)了恒壓供油的控制。該系統(tǒng)采用PCL控制變頻器進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，按實(shí)際需要隨意設(shè)定壓力給定值，根據(jù)壓差調(diào)整油泵的工作情況，實(shí)現(xiàn)恒壓供油，使給油泵始終在高效率下運(yùn)行,在啟動(dòng)時(shí)壓力波動(dòng)小,可控制在給定值的5%范圍內(nèi)?；赑LC和變頻器技術(shù)設(shè)計(jì)的生活恒壓供油控制系統(tǒng)可靠性高、效率高、節(jié)能效果顯著、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。選擇不同的壓力設(shè)定范圍，不但節(jié)約了用油，而且節(jié)約了電能，達(dá)到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實(shí)現(xiàn)供油的最優(yōu)化控制和穩(wěn)定性控制。
權(quán)利要求1.基于PLC的變頻恒壓供油系統(tǒng)，包括信號(hào)采集單元、PLC、變頻器、開關(guān)切換單元、油泵、管網(wǎng)，信號(hào)采集單元采集管網(wǎng)的信號(hào)傳送給PLCj^PLC運(yùn)算判斷后發(fā)出指令，控制變頻器和開關(guān)切換單元?jiǎng)幼?，從而控制油泵的運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于PLC的變頻恒壓供油系統(tǒng)，其特征在于所述的PLC還與控制面板、報(bào)警單元相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于PLC的變頻恒壓供油系統(tǒng)，其特征在于所述的信號(hào)采集單元包括壓力傳感器、電壓傳感器、電流傳感器和溫度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于PLC的變頻恒壓供油系統(tǒng)，其特征在于所述的油泵為調(diào)速泵和恒速泵。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于PLC的變頻恒壓供油系統(tǒng)，包括信號(hào)采集單元、PLC、變頻器、開關(guān)切換單元、油泵、管網(wǎng)，信號(hào)采集單元采集管網(wǎng)的信號(hào)傳送給PLC，經(jīng)PLC運(yùn)算判斷后發(fā)出指令，控制變頻器和開關(guān)切換單元?jiǎng)幼鳎瑥亩刂朴捅玫倪\(yùn)行。所述的PLC還與控制面板、報(bào)警單元相連。本實(shí)用新型采用PCL控制變頻器進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，按實(shí)際需要隨意設(shè)定壓力給定值，根據(jù)壓差調(diào)整油泵的工作情況，實(shí)現(xiàn)恒壓供油，使給油泵始終在高效率下運(yùn)行，在啟動(dòng)時(shí)壓力波動(dòng)小，可靠性高、效率高、節(jié)能效果顯著、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。選擇不同的壓力設(shè)定范圍，不但節(jié)約了用油，而且節(jié)約了電能，達(dá)到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實(shí)現(xiàn)供油的最優(yōu)化控制和穩(wěn)定性控制。
文檔編號(hào)F16N7/38GK202674785SQ20122014834
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者熊驍 申請(qǐng)人:湖南京湘電氣有限公司