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变频器和温控器的配合使用

作者:http://www.dgsfgy.com 发布时间:2016-06-23 浏览:
 
1、系统结构
  整个系统主要由温控器,变频器和计量泵组成。
 
  (1)M900型微机温控器。该温控器采用MCS51系列单片微处理机(8位)作为核心,采用16位A/D,14位D/A转换器及相关电路作为输入,输出,具有自动稳零,冷端补偿,高分辨率PID算法,16段温度程序曲线,软件线性化等功能。
 
  (2)FVRG7S富士变频器。以32位双CPU(一个CPU用于计算高速转矩,另一个用于数据处理)为核心组成的交直交(VVVF)型脉宽调制(PWM)变频调速器,控制和保护功能相当丰富。
 
  它配有参数设置面板,可读写各种参数,显示屏可监视变频器的运行状况,并能实现转矩限定,转差补偿控制,瞬停电故障后平衡恢复,加/减速控制,错误诊断等多项功能。目前选型若选新型的FRNG9S和FRNG11S变频器(3相380~ 480V/380~400V,50Hz,1.5kW,3.7A,0.2~ 400Hz),则这种变频器性能更先进,功能更丰富。
 
  由于变频调速无论从调速范围,调速精度,无级,高效率,高可靠性,高功率因数(0.98),保护功能完善,低故障率等方面都是较理想的,因此用于窑炉控温效果很好。
 
  (3)燃油计量泵。此泵是4缸窑用精密计量油泵,采用直列式柱塞,把燃油从低压变成高压,然后按各缸次序定量,均匀地进入烧嘴喷入窑内燃烧。油泵转速越高,供油量越大,反之亦然。
 
2、工作原理
  该窑设前,后两个温度控制区,每个温控区的一侧窑墙上安装两只烧嘴(上下排列),而对面一侧安装热电偶,中间部分为火道,两组烧嘴和热电偶交错排列。温控系统原理接线图。每个温控区由热电偶将窑温变换成相应的热电势信号(测量值)送入M900微机温控器,与预先输入温控器的产品烧成升温工艺曲线(给定值)进行比较,得出偏差值,偏差值再经运算后,输出带有连续PID调节规律的4~20mADC电流。此电流经屏蔽电缆输入到变频器的电流输入端(C1端和11公共端)。变频器的调速范围设定成:当温控器输出为4mA时,对应设定变频器输出为5Hz(下限频率),而变频电机转速为96 r/min(此时计量泵为最低转速),供油量最小;而当温控器输出为20mA时,变频器输出为50 Hz(上限频率),电机转速为960r/min(此时计量泵为最高转速),供油量最大,从而实现大范围的供油自动调节(闭环控制)。
 
  当窑温在某一干扰作用下(窑门启闭或输入能量波动等)使窑温降低时,温控器经比较运算输出给变频器的信号电流增加,使输出频率增大,电动机转速升高,由电机带动的四缸计量泵转速升高,而喷向窑内的供油量增大,使窑温升高,所以系统只经短暂的衰减振荡后,偏差即被消除,进入新的稳定状态。因此,只要温控器的PID调节参数选择得当,就能达到较为理想的调节效果。
 
  微机温控器的主要功能参数设定值。比例带P为120s,积分系数I为4s,微分系数D为1s.
 
  变频器的主要功能参数设定值。上,下限频率分别为50Hz和5Hz;启动频率为5Hz;电子热继电器3.5A;加/减速时间分别为7s和5s;基本频率50Hz;电动机极数6极。
 
3、结语
  综上所述,由变频器,温控器和计量泵等组成的窑温自控系统,结构简单,总造价仅为进口同类窑自控部分的1/3左右,运行中温度稳定,实测窑内温差为3~5C.该窑与传统倒焰窑相比,单位能耗可节省约50%,且产品质量提高10%,烧成周期缩短近一半。该窑开创了国内1700C以上高温自控燃油抽屉窑国产化的先例,可替代进口。
 
  对系统稍加改造,还可构成辊道窑,隧道窑等连续化工业窑炉的温控设备,此外,也可改为控制煤气,液化气等气体燃料的定点控温调节,只需将计量泵改为电动气体阀门即可,其余的改动很小。