项目名称：冷却塔风机变频控制

-1-冷却塔风机变频控制【论文题目】冷却塔风机变频控制本设计的内容是PLC控制的冷却塔风机变频控制系统，主要用到了PLC、触摸屏和变频器。冷却塔风机变频控制系统配备有一台变频器，对一台风机进行变频控制，其余两台风机工频运行；根据出水温度的变化来控制工频运行风机的起动和停止，实现对水温的初步调节，并对一台风机进行变频控制，对水温进行微调，从而使冷却塔内的水温控制在一个稳定的状态。关键词：可编程控制器（PLC）、变频器、触摸屏随着变频技术的不断发展和人类节能意识的提高，各种变频装置的应用已在全球各行业产生了显著的经济效益。【设计方案】通过安装在出水总管上的温度传感器，把出水温度信号变成4-20mA的标准信号送入PLC的模拟输入模块，并最终转换为相应的数值（BCD码），通过编好的PLC程序，得出的此数值和在触摸屏设定的温度值进行比较，得到一比较参数，送给变频器，由变频器控制一台电机的转速，并根据出水温度的高低，由PLC控制工频启动的风机的数量，使冷却塔的回水温度控制在设定的温度上。模拟模块冷却塔冷却塔出水总管温度传感器触摸屏图1-1冷却塔风机变频控制系统原理图图1-1为冷却塔风机变频控制系统，其中变频器的作用是为电机提供可变频率的电源，实现电机的无机调速；温度传感器的作用是检测出水管的水温；人机界面主要是通过和PLC通讯，实时显示水温、电机频率，并可设定相关的给定值。如图所示，共有三台风机，其中-2-冷却塔风机变频控制M3是变频控制的，M1和M2是工频控制的。当系统供电开始时，三台风机处于待机状态，根据出水温度的变化，自动运行系统。当出水温度达到设定的开机温度时，变频风机M3开始变频运转；如温度继续上升，水温超出工频启动的设定值，且M3变频风机上升到全频运行，开启M1风机工频运转；如温度继续上升，开启M2风机工频运转。如M3运转频率达到50.0HZ，M2、M3也工频运转，且温度达到报警上限值，则系统会产生一个报警。当温度下降到工频启动的设定值时，M2风机停止运转；如温度继续下降，M1风机停止运转；当温度下降到一定的下限值和M3的运转频率低于一定的值时，M3风机停止运转。【系统控制要求】1三台风机的基本工作方式方式一：3#风机变频运行方式二：3#风机变频运行1#风机工频运行方式三：3#风机变频运行1#风机工频运行2#风机工频运行2三台风机启动时有延时，减小电流过大时对其它用电设备的冲击；3有完善的报警功能；4对风机的操作有手动和自动两种控制功能。5传感器选用PT100，将4-20mA的信号送入模拟输入模块；6变频器选用施耐德的ATV28，该产品具有过热和过流保护、电源欠压和过压保护、缺相保护等功能；通过PLC模拟量输出端子来控制变频器的频率，从而达到风机速度跟随温度给定，保证冷却塔水温的恒定。变频器主要参数设定代码说明设定ACCAcceleration---s5sDECDeceleration---s5sTCCTermStripCon2WTCTType2WireLELCrLAI2minRef4mACrHAI2maxRef20mA7PLC及模块采用施耐德Neza系列产品的TSX08CD12R8D和TSX08EA4A2，前者为CPU本体，带有12点输入，8点继电器输出，有实时时钟，24VDC电源；后者为扩展模块，模拟量4路入，2路出，12位精度。-3-冷却塔风机变频控制输入输出点的地址分配表代码地址编号注释SA1%I0.00自动SA2%I0.013#风机运行KA1%I0.021#风机运行KA2%I0.032#风机运行KM1%I0.04急停KM2%I0.05自动启动ES%I0.06自动停止SB7%I0.071#风机故障SB8%I0.082#风机故障FR1%I0.09变频器故障FR2%I0.10备用VF%I0.11备用KA5%Q0.003#风机运行KA6%Q0.011#风机运行KA7%Q0.022#风机运行KA8%Q0.03自动启动灯EL1%Q0.041#故障EL2%Q0.052#故障EL3%Q0.063#故障HA%Q0.07报警【电气控制系统原理图】电气控制系统原理图包括主电路图3-1、控制电路图3-2和PLC接线图3-3。1主电路图如图3-1所示为系统的电机控制系统主电路图。三台电机分别为M1、M2、M3。接触器KM1、KM2分别控制M1和M2的工频运行；M3为变频控制；QF1、QF2、QF3分别为三台风机电机主回路的隔离开关；FR1和FR2为M1和M2风机电机的过载保护用的热继电器；QF4为开关电源的主电路的隔离开关；QF5为控制电路的主电路的隔离开关。-4-冷却塔风机变频控制变频器开关电源触摸屏控制电路风机风机风机图3-12控制电路图下图所示为风机电机的控制系统电路图。图中有手动/自动选择开关，手动运行时，可用SB1、SB3和SB5控制三台风机工频或变频的起动，SB2、SB4、SB6可停止三台风机。自动运行时，系统在PLC程序控制下运行，KA5、KA6、KA7、KA8是与PLC输出端连接的中间继电器KA5、KA6、KA7、KA8的常开触点。图中的LB1—LB8是各种指示灯，显示三台风机和系统的状态。风机运行停止指示停止指示停止指示自动运行指示自动停止指示手动自动手动启动1#风机运行2#风机运行3#风机运行-5-冷却塔风机变频控制3PLC外围接线图自动风机运行风机运行风机运行自动停止自动启动急停变频器故障风机故障风机故障人机界面自动故障故障故障报警温度传感器4．系统程序设计本程序较为简单，只需编写一段主程序就可以。在程序中，有初始化处理、逻辑运算及报警处理等。以下是其中的一段程序。首次扫描变频器参数变频运转启动值出水温度值出水温度转换值初始化处理逻辑运算-6-冷却塔风机变频控制【参考文献】（1）江秀汉主编《可编程控制器原理及应用》西安：西安电子科技大学出版社，1993年（2）施耐德电气公司《Altivar28Telemecanique变频器》2002年（3）施耐德电气公司《PL7Micro软件参考手册》2003年作者：范明锦单位：苏州生益科技有限公司地址：苏州工业园区星龙街288#E-mail：[e-mail]