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軟啟動器在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

文檔作者：張桂琴文檔來源：錦西工業(yè)學(xué)校		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年05月06日
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數(shù)控技術(shù)數(shù)字技術(shù)
與應(yīng)用
14
1 軟啟動器概述
軟起動器是現(xiàn)代電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)和現(xiàn)代控制理論相
結(jié)合的新型電動機起動、保護設(shè)備,目前,已經(jīng)從利用晶閘管變流調(diào)
壓技術(shù)進行制作應(yīng)用,發(fā)展成以CPU控制技術(shù)為核心,控制可控硅
模塊的現(xiàn)代智能化軟起動器,使得電機控制技術(shù)適應(yīng)了飛速發(fā)展的
電力自動化的更高要求。
軟起動器是傳統(tǒng)的星—三角起動、自藕降壓起動最理想的更新
換代產(chǎn)品。其主要作用有以下幾個方面:
(1)有效降低了電動機的起動電流,減少配電容量,避免增容投
資。(2)減小了電動機及負載設(shè)備的起動應(yīng)力,延長了電動機及相關(guān)
設(shè)備的使用壽命。(3)軟停車功能有效地解決了慣性系統(tǒng)的停車喘振
問題,是傳統(tǒng)起動設(shè)備無法實現(xiàn)的。(4)完善可靠的保護功能,有效地
保護了電動機及相關(guān)設(shè)備的使用安全。
目前世界上有許多電氣公司在生產(chǎn)智能化軟起動器,著名的
有:法國施耐德電氣公司生產(chǎn)的Altistart(ATS)軟起動器,通用電氣
(GE)公司生產(chǎn)的QC、ASTAT系列軟起動器,美國艾倫-布拉得利公
司生產(chǎn)的SMC系列軟起動器,意大利西威(SIEI)公司生產(chǎn)的eST、
dST系列軟起動器。國產(chǎn)軟啟動器有多種品牌和類型,如正泰、西馳、
西普等。
2 軟啟動器的結(jié)構(gòu)和工作原理
NJR2軟起動器是由可控硅模塊和微處理器模塊兩部分構(gòu)成。
圖1為電子軟起動器控制框圖。在三相電源與電機間串入三相反并
聯(lián)可控硅,利用可控硅移相控制原理,通過微處理器發(fā)出驅(qū)動信號
控制其觸發(fā)角的變化來改變可控硅的導(dǎo)通角,由此來改變電動機的
輸入電壓大小。電流檢測環(huán)節(jié)隨時跟蹤檢測電機電流的變化狀況。
通過增加過載電流的設(shè)定和反時限控制模式,實現(xiàn)了過載保護功
能,使電機過載時,關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報警信號。相位檢測環(huán)節(jié)隨時
檢測三相線電流的變化,一旦發(fā)生斷流,即可作出缺相保護反應(yīng)。
軟啟動器啟動時,電機端電壓隨可控硅的導(dǎo)通角從零逐漸上
升,電機轉(zhuǎn)速逐漸增大,直至達到滿足啟動轉(zhuǎn)矩的要求而結(jié)束啟動
過程,此時旁路接觸器接通(避免電機在運行中對電網(wǎng)形成諧波污
染,延長可控硅壽命),電機進入運行狀態(tài)。停車時,先切斷旁路接觸
器,然后可控硅導(dǎo)通角由大逐漸減小,使三相供電電壓逐漸減小,電
機轉(zhuǎn)速由大逐漸減小到零,停車過程完成。電機的端電壓可按照預(yù)
設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升,實現(xiàn)不同的起動方式。在整個起動過程中,軟
起動器的輸出是一個平滑的升壓過程(且可具有限流功能),直到晶
閘管全導(dǎo)通,電機在額定電壓下工作。從工作原理上看,軟驅(qū)動器實
際上是一個調(diào)壓器,輸出只改變電壓,并沒有改變頻率,屬于降壓啟
動范疇,起動轉(zhuǎn)矩有所降低,適用于起動轉(zhuǎn)矩要求不高的場合。
3 軟起動器的工作模式
軟啟動器在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用
張桂琴
(錦西工業(yè)學(xué)校 遼寧葫蘆島 125001)
摘要:軟啟動器是傳統(tǒng)的星—三角起動、自藕降壓起動最理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品,是現(xiàn)代電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)和現(xiàn)代控制理論相結(jié)合的新型
電動機起動、保護設(shè)備。由于軟啟動器表現(xiàn)出的明顯優(yōu)越性,使它廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的電機傳動設(shè)備。本文結(jié)合污水處理系統(tǒng)介紹了軟啟動器與
PLC配合控制的應(yīng)用,給出了部分原理圖,實踐證明系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
關(guān)鍵詞:軟啟動器 PLC 污水處理系統(tǒng) 應(yīng)用
中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2015)05-0014-02
收稿日期:2015-04-12
作者簡介:張桂琴(1964 —),女,漢族,遼寧葫蘆島人,大學(xué)本科學(xué)歷,高級講師,研究方向:電氣自動化專業(yè)。
圖2 CPU 控制原理圖
數(shù)控技術(shù)數(shù)字技術(shù)
與應(yīng)用
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軟起動器通常有較好的人機交互界面,可以對運行參數(shù)進行設(shè)
置,并顯示工作狀態(tài)。可以設(shè)置多種起動模式和停止模式,對起動時
間、軟停時間進行設(shè)置;有完善的保護功能,如失速、堵轉(zhuǎn)測試、相間
平衡、欠壓保護、欠載保護和過壓保護等,可靈活設(shè)置相關(guān)保護參
數(shù);在通信方面,有的機器提供了標準的串行通信口,控制功能強
大,便于構(gòu)成自動化控制系統(tǒng);工作狀態(tài)的實時監(jiān)控,有工作電流、
故障信號報警等功能。軟啟動器可以根據(jù)不同負載特性需要,通過
設(shè)定采用不同的工作模式。起動模式有限流起動模式、電壓起動模
式、電流斜坡起動模式、脈沖突跳起動模式等,個體應(yīng)用時,要根據(jù)
負載特性進行正確調(diào)整,達到減小起動電流、縮短起動時間、順利起
動電機的目的。.運行模式有跨越運行模式、接觸器旁路工作模式、
節(jié)能運行模式、調(diào)壓調(diào)速方式等。停止功能有自由停車、軟停車、直
流制動。
4 軟啟動器在污水處理系統(tǒng)的應(yīng)用
在一個污水處理系統(tǒng)中,主要的工藝設(shè)備有160KW潛水排污泵
2臺(一用一備),功率因素0.8,90KW污水泵2臺,功率因素0.8,啟閉
機1臺,格柵機1臺。
4.1 設(shè)備控制
設(shè)備采用現(xiàn)場按鈕控制、控制屏集中及PLC自動三地控制。具
體控制要求如下:
(1)根據(jù)水位現(xiàn)場控制排污泵啟停臺數(shù),具有過載、過壓、軸承過
熱、繞組過熱等保護。(2)啟閉機采用現(xiàn)場按鈕控制及總控室集中控
制。(3)格柵機自動定時啟停,在總控室集中控制,采用PLC控制方
式。
4.2 主要硬件設(shè)計
(1)PLC:按照設(shè)計要求,啟閉機、4臺水泵、格柵機、雷達液位計
均需PLC在總控室控制。系統(tǒng)采用了水泵綜合保護裝置,用于潛水泵
性能檢測,具有油室漏水、繞組過熱、軸承過熱、浸水、加熱除濕保護
功能,它采集4臺水泵的信號輸送到PLC,來檢測水泵的工作狀態(tài)。
采用S7200型PLC,CPU224,輸入模塊為6ES7321-1BL00-
O A A O ,輸出模塊為6 E S 7 3 2 2 - 1 B L 0 0 - O A A O , 模擬輸入為
6ES7321-7KF02-OABO。CPU模塊控制原理圖見圖2。
(2)軟啟動器:按照水泵的工作特點,選用一控一可控硅軟啟動
方式。根據(jù)電機功率和過流、過壓保護要求,選用西馳CMC-160-3L
和CMC-90-3-L軟啟動器,分別與160KW和90KW污水泵配套使
用。軟啟動器使用限流啟動模式,對出廠參數(shù)進行了調(diào)整,啟動時間
設(shè)定為30s,限流倍數(shù)調(diào)為3,目的是減小對電源變壓器容量的要求。
(3)西門子工控機:配置為CPU E8400 4G 1TG 光驅(qū)等。
4.3 水泵控制設(shè)計
圖3是水泵控制主電路,軟啟動器與水泵連接,控制水泵的軟啟
動和軟停車。圖4是一臺軟啟動器工作原理圖,包括水泵的手動控制
線路、水泵綜合保護裝置線路和軟啟動器線路三部分。水泵有手動
和自動兩種控制方式。手動控制由按鈕直接操作,可實現(xiàn)異地控制。
把開關(guān)轉(zhuǎn)到自動位置時,雷達液位計把檢測信號送到PLC后,由PLC
系統(tǒng)接點接通中間繼電器KA線圈,KA觸點閉合,使軟啟動器啟動
工作,控制水泵的啟停。
4.4 應(yīng)用效果
該裝置已經(jīng)穩(wěn)定運行,能滿足生產(chǎn)要求。中央控制室對系統(tǒng)進
行控制,上位機有良好的人機界面和通信能力,下位機通過PLC實現(xiàn)
水泵、格柵機、啟閉泵的控制,軟啟動器的使用降低了啟動電流,減
小了配電容量和對水泵及管道的沖擊,防止水錘效應(yīng),提高了系統(tǒng)
的可靠性和穩(wěn)定性。
5 結(jié)語
實踐證明,軟啟動器在污水處理系統(tǒng)中能夠可靠穩(wěn)定運行,能
夠滿足生產(chǎn)要求,具有應(yīng)用推廣價值。
參考文獻
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