本發(fā)明涉及變頻器頻率給定技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種變頻器雙源給定控制系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
通用變頻器一般均具有模擬量給定控制兩組通道，一組為0-10V電壓給定，另一組為4-20mA電流給定，以及相應(yīng)的跳線設(shè)置。電壓給定為手動(dòng)旋鈕電位器，0-10V電源供自變頻器；電流信號(hào)給定來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)反饋器件，為有源輸出?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的新情況要求是：手動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕控制不可或缺，例如設(shè)備運(yùn)行異常、維修、初期調(diào)試等等情況，都需要人工短時(shí)干預(yù)，但是設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行期間，手動(dòng)控制卻不能勝任。因此現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)反饋信號(hào)的調(diào)節(jié)控制亦是必需的，同時(shí)還需要多處顯示多設(shè)備參與控制，其現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)傳輸中抗干擾抑制措施非常重要。因此，需要設(shè)計(jì)正確的變頻器雙源給定控制的接入方法，在滿足以上現(xiàn)場(chǎng)要求的同時(shí)，避免信號(hào)干擾帶來(lái)的系統(tǒng)不穩(wěn)定和誤動(dòng)作。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提出了一種變頻器雙源給定控制系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，能夠同時(shí)提供電壓給定和電流信號(hào)反饋給定比較調(diào)節(jié)控制，同時(shí)提供異地多處顯示，多臺(tái)套設(shè)備自動(dòng)控制功能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：
一種變頻器雙源給定控制系統(tǒng)，包括：變頻器的兩路模擬量輸入通道，其中一路連接電位器，將電位器電壓信號(hào)作為變頻器頻率控制的給定信號(hào)；
另一路連接信號(hào)隔離分配器，所述信號(hào)隔離分配器提供現(xiàn)場(chǎng)反饋電流信號(hào)，所述現(xiàn)場(chǎng)反饋電流信號(hào)與變頻器內(nèi)部目標(biāo)設(shè)定值進(jìn)行比對(duì)，將兩者的差值作為變頻器頻率控制的給定信號(hào)；
定義使用變頻器開關(guān)量輸入通道，即開關(guān)信號(hào)輸入端子作為上述兩路變頻器頻率控制給定信號(hào)切換或者組合的外部主令開關(guān)；通過(guò)所述外部主令開關(guān)實(shí)現(xiàn)變頻器頻率控制給定信號(hào)的切換以及不同組合形式，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換以及PID自動(dòng)或者隨動(dòng)控制；
上述兩路變頻器頻率控制的給定信號(hào)單獨(dú)作用分別變頻器頻率控制源信號(hào)；
或者通過(guò)電位器手動(dòng)設(shè)置電壓信號(hào)作為變頻器內(nèi)部目標(biāo)設(shè)定值，將現(xiàn)場(chǎng)反饋電流信號(hào)作為反饋實(shí)際值的PID自動(dòng)/隨動(dòng)控制信號(hào)作為變頻器頻率控制源信號(hào)。
進(jìn)一步地，所述信號(hào)隔離分配器具有至少兩個(gè)輸入端和至少兩個(gè)輸出端；
所述輸入端接入來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的采集器件采集到的電流信號(hào)；所述輸出端輸出的多路電流信號(hào)分別接入分布于操作現(xiàn)場(chǎng)和配電控制室的顯示儀表，以及接入變頻器作為信號(hào)反饋量，參與變頻器的調(diào)節(jié)控制。
進(jìn)一步地，對(duì)所述信號(hào)隔離器進(jìn)行級(jí)聯(lián)設(shè)置。
進(jìn)一步地，在所述電位器與變頻器的連接線采用帶屏蔽層電纜，并在變頻器一側(cè)單側(cè)接地，以抑制信號(hào)干擾。
進(jìn)一步地，在所述現(xiàn)場(chǎng)反饋電流信號(hào)接入變頻器的連接線采用帶屏蔽層電纜，并在變頻器一側(cè)單側(cè)接地，以抑制信號(hào)干擾。
一種變頻器雙源給定控制的實(shí)現(xiàn)方法，包括：將電位器電壓信號(hào)作為一路變頻器頻率控制的給定信號(hào)；將現(xiàn)場(chǎng)反饋電流信號(hào)與變頻器內(nèi)部目標(biāo)設(shè)定值進(jìn)行比對(duì)，將兩者的運(yùn)算值作為另一路變頻器頻率控制的給定信號(hào)；
通過(guò)定義使用變頻器開關(guān)量輸入通道，即開關(guān)信號(hào)輸入端子作為上述兩路變頻器頻率控制給定信號(hào)切換或者組合的外部主令開關(guān)；通過(guò)所述外部主令開關(guān)實(shí)現(xiàn)變頻器頻率控制給定信號(hào)的切換以及不同組合形式，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換以及PID自動(dòng)或者隨動(dòng)控制；
上述兩路變頻器頻率控制的給定信號(hào)單獨(dú)作用于變頻器進(jìn)行頻率控制；
或者通過(guò)電位器手動(dòng)設(shè)置電壓信號(hào)作為給定目標(biāo)值，將現(xiàn)場(chǎng)反饋電流信號(hào)作為反饋實(shí)際值的PID自動(dòng)/隨動(dòng)控制信號(hào)作為變頻器頻率控制源信號(hào)，實(shí)現(xiàn)不同現(xiàn)場(chǎng)要求的變頻器頻率控制。
進(jìn)一步地，將上述兩路變頻器頻率控制的給定信號(hào)相疊加運(yùn)算后的數(shù)值作為變頻器頻率控制源信號(hào)。
本發(fā)明的有益效果：
1.本發(fā)明方案能夠?qū)崿F(xiàn)變頻器給定信號(hào)雙源控制，手動(dòng)、自動(dòng)多種模式，使得控制系統(tǒng)移植性強(qiáng)，可以方便快捷的調(diào)試更改設(shè)定目標(biāo)值，和更換安裝應(yīng)用到新場(chǎng)合。
2.能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)提供設(shè)備工藝運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)多處顯示，和多處控制調(diào)節(jié)，人機(jī)界面友好直觀，便于設(shè)備操作和檢修維護(hù)人員監(jiān)控掌握設(shè)備運(yùn)行及故障狀態(tài)。
3.系統(tǒng)抗干擾能力較強(qiáng)，特別是對(duì)變頻器負(fù)載側(cè)輸出的強(qiáng)力干擾，能夠有效避免長(zhǎng)距離線路敷設(shè)導(dǎo)致的信號(hào)耦合干擾。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明變頻器雙源給定控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：
目前大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用單路信號(hào)源編程控制，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定壓力，穩(wěn)定水位等物理量的控制功能，不具備水壓水位等的自動(dòng)調(diào)節(jié)、跟隨隨動(dòng)控制以及隨時(shí)人工干預(yù)的功能，更不具備隨時(shí)調(diào)整目標(biāo)值的更高功能要求，以及需要參照分別作為目標(biāo)值和實(shí)際值的該兩路控制信號(hào)相運(yùn)算作為變頻器頻率源信號(hào)的特殊工藝應(yīng)用場(chǎng)合的控制功能要求。
因此，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種變頻器雙源給定控制系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，包括：變頻器的兩路模擬量輸入通道，其中一路連接電位器，將電位器電壓信號(hào)作為變頻器頻率控制的給定信號(hào)；
另一路連接信號(hào)隔離分配器，信號(hào)隔離分配器提供現(xiàn)場(chǎng)反饋電流信號(hào)，所述現(xiàn)場(chǎng)反饋電流信號(hào)與變頻器內(nèi)部目標(biāo)設(shè)定值進(jìn)行比對(duì)，將兩者的差值作為變頻器頻率控制的給定信號(hào)；
上述兩路變頻器頻率控制的給定信號(hào)單獨(dú)作用于變頻器進(jìn)行頻率控制，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備傳動(dòng)速度調(diào)節(jié)；
或者通過(guò)電位器手動(dòng)設(shè)置電壓信號(hào)作為變頻器內(nèi)部目標(biāo)設(shè)定值，將現(xiàn)場(chǎng)反饋電流信號(hào)作為反饋實(shí)際值的PID自動(dòng)/隨動(dòng)控制信號(hào)作為變頻器頻率控制源信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)將所調(diào)節(jié)控制的物理量鎖定在目標(biāo)值的工藝要求。
其中，現(xiàn)場(chǎng)反饋電流信號(hào)視不同應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)而不同，可以是進(jìn)水泵的水池液位，排水泵的水池液位，管道內(nèi)水的壓力，流量等等需要變頻傳動(dòng)水泵調(diào)節(jié)控制的實(shí)際物理量。
變頻器兩路模擬量輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)有效接入，通過(guò)正確地參數(shù)設(shè)置，不僅能夠完成兩路通道各自單獨(dú)作為變頻器頻率控制源信號(hào)所具備的控制功能，還能夠?qū)崿F(xiàn)電位器手動(dòng)設(shè)定目標(biāo)值，現(xiàn)場(chǎng)反饋量作為實(shí)際值的PID自動(dòng)或手動(dòng)隨動(dòng)控制功能；甚至能夠?qū)崿F(xiàn)兩路頻率源控制信號(hào)進(jìn)行疊加運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果作為變頻器最終給定控制信號(hào)數(shù)值，以實(shí)現(xiàn)具體工藝現(xiàn)場(chǎng)的特殊控制功能要求。
信號(hào)隔離分配器的使用，基于兩方面的設(shè)計(jì)功能和要求。一是控制信號(hào)干擾抑制措施的需要，否則，由于控制系統(tǒng)作為反饋量的實(shí)際值采集自應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)(通常為4-20mA電流信號(hào)，也有的是電壓電流信號(hào)自選)，信號(hào)傳輸距離較長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)所限，多數(shù)與變頻器動(dòng)力負(fù)荷電纜近距離或同溝同槽敷設(shè)，極易受到信號(hào)干擾嚴(yán)重的直接威脅變頻器正常功能使用。二是，作為反饋量的實(shí)際值采集自應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，不僅是現(xiàn)場(chǎng)操作人員需要觀察掌握的數(shù)據(jù)，而且配電控制室也需要予以直觀顯示，以便于設(shè)備調(diào)試和維修維護(hù)人員觀察了解。因此，信號(hào)隔離器的信號(hào)接口通常是一入多出(通常4-20mA電流信號(hào))，以滿足輸出的多路信號(hào)分別接入多只顯示儀表和多臺(tái)設(shè)備的變頻器，實(shí)現(xiàn)多處顯示和多臺(tái)控制。
視具體應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)不同要求，由于現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集器件的壓力/水位傳感器變送器多具有較強(qiáng) 的信號(hào)抗干擾設(shè)計(jì)，并且信號(hào)傳輸距離不是特別長(zhǎng)，周邊亦不存在強(qiáng)烈的干擾源，可以只在控制室設(shè)置一只信號(hào)隔離器，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)干擾強(qiáng)烈的，可以在現(xiàn)場(chǎng)加裝一只信號(hào)隔離器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
信號(hào)隔離分配器輸入端接入來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)采集器件例如壓力/水位的傳感變送器的4-20mA電流信號(hào)，其數(shù)值反映壓力/水位的實(shí)際大?。恍盘?hào)隔離器輸出端輸出多路4-20mA電流信號(hào)，分別接入分布于操作現(xiàn)場(chǎng)和配電控制室的顯示儀表，顯示壓力/水位的實(shí)際數(shù)值，另外的輸出信號(hào)接入變頻器的作為反饋量(可以是多臺(tái)變頻器，需要滿足實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制功能的)，參與變頻器的調(diào)節(jié)控制。
若是信號(hào)隔離器輸出信號(hào)回路數(shù)量不能滿足多處顯示和多臺(tái)套設(shè)備控制要求的，可以對(duì)信號(hào)隔離器進(jìn)行級(jí)聯(lián)設(shè)置，即將信號(hào)隔離器的一路4-20mA的電流信號(hào)接入加裝的一只信號(hào)隔離器輸入端，這樣其輸出信號(hào)回路(至少兩路)再接入需要的顯示儀表或變頻器。
圖1所示的系統(tǒng)為本發(fā)明變頻器雙源給定控制系統(tǒng)的具體實(shí)施例。圖1中，兩臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)排水泵(進(jìn)水泵)為變頻器驅(qū)動(dòng)泵電機(jī)進(jìn)行變頻傳動(dòng)調(diào)速控制，現(xiàn)場(chǎng)水池液位(壓力、流量等物理量)由液位(壓力、流量等物理量)傳感變送器采集并轉(zhuǎn)換為4-20mA電流信號(hào)，接入現(xiàn)場(chǎng)顯示儀表，數(shù)字顯示儀表有輸出回路的，其輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離屏蔽電纜輸送給配電控制室的信號(hào)隔離器(信號(hào)隔離器可視具體現(xiàn)場(chǎng)情況在長(zhǎng)距離信號(hào)屏蔽電纜兩端或單端設(shè)置)，信號(hào)隔離器的輸出分別接入液位顯示儀表和兩臺(tái)泵電機(jī)變頻器的AI2通道。
需要接入更多的顯示儀表和泵變頻器，4-20mA電流信號(hào)回路數(shù)不夠時(shí)，還可以通過(guò)級(jí)聯(lián)信號(hào)隔離器的方式增加電流信號(hào)回路。
圖1給出了多臺(tái)變頻器聯(lián)動(dòng)控制并多處顯示的雙頻率源信號(hào)給定的有效接入鏈接線路。現(xiàn)場(chǎng)壓力液位流量等信號(hào)采集器件的4-20mA電流信號(hào)接入數(shù)顯儀，就地顯示，便于一線操檢人員觀察了解，可視具體應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，若是距離配電控制室很遠(yuǎn)，可以先加設(shè)一只信號(hào)隔離器于現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離傳輸線路后，再接入配電控制室的信號(hào)隔離器，配電控制室的信號(hào)隔離器輸出分別給控制室數(shù)顯儀和多臺(tái)變頻器的AI2模擬量輸入通道，作為控制信號(hào)。兩路頻率源信號(hào)信號(hào)類型不同，它們的有效接入不同于通常電氣線路的串并聯(lián)，如圖1所示，信號(hào)隔離器4-20mA電流信號(hào)的輸出+接入變頻器AI2通道輸入端，信號(hào)隔離器4-20mA電流信號(hào)的輸出-與AI1通道的電位器電源供給端+10V連接，AI2通道GND端與變頻器AI1通道的GND端鏈接，線路鏈接正確后，再對(duì)變頻器輸入信號(hào)回路信號(hào)類型進(jìn)行相應(yīng)的跳線設(shè)置，和一系列的參數(shù)設(shè)置，變頻器雙源給定控制即可實(shí)現(xiàn)如前所述各種相應(yīng)的控制功能。
以變頻器雙源給定信號(hào)有效接入的實(shí)現(xiàn)為基礎(chǔ)，涉及雙通道頻率源給定控制信號(hào)單獨(dú)作用而進(jìn)行切換，和雙通道頻率源給定控制信號(hào)組合作用以滿足復(fù)雜要求的高級(jí)功能控制—過(guò) 程控制、自動(dòng)跟隨控制等等，比如液位、壓力、流量等的PID自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，穩(wěn)定壓穩(wěn)定液位控制等復(fù)雜功能控制的完成，尤其要首先實(shí)現(xiàn)變頻器雙源給定控制有效接入。然后，再進(jìn)行變頻器功能設(shè)置和參數(shù)設(shè)置，方能最終完成。
雙通道頻率源給定信號(hào)有效接入實(shí)現(xiàn)后，通過(guò)設(shè)置定義一輸入端子(比如定義使用變頻器開關(guān)量輸入通道DI1，即開關(guān)信號(hào)輸入端子X(jué)1)為雙頻率源組合信號(hào)切換的外部主令開關(guān)。當(dāng)該開關(guān)接通時(shí)，變頻器雙頻率源中的AI1信號(hào)有效(此時(shí)，通過(guò)進(jìn)一步設(shè)置相關(guān)參數(shù)，還可以選擇頻率源通道AI2信號(hào)有效)；當(dāng)該開關(guān)斷開時(shí)，頻率源AI2信號(hào)有效(此時(shí)，通過(guò)進(jìn)一步設(shè)置相關(guān)參數(shù)，還可以選擇兩通道頻率源AI1和AI2信號(hào)相疊加后的新信號(hào)有效)。如此一來(lái)，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜要求的更多功能的控制方式包括：
(1)以AI1信號(hào)為給定目標(biāo)值，以AI2信號(hào)為反饋實(shí)際值的PID自動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)隨動(dòng)控制。
(2)分別以AI1或者AI2信號(hào)為給定目標(biāo)值保護(hù)機(jī)電設(shè)備的軟啟動(dòng)功能的控制。
(3)以AI2的設(shè)定百分比數(shù)值或變頻器操作盤給定值的PID液位自動(dòng)控制。
(4)對(duì)兩頻率源通道信號(hào)相運(yùn)算的特殊功能要求的控制方式。
上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。