專利名稱：基于plc的變頻恒壓供油系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種供油系統，尤其涉及一 種基于PLC的變頻恒壓供油系統。
背景技術：
電動單油泵稀油站主要用于冶金，礦山等機械設備的稀油循環潤滑系統中，向減速器.風機，齒輪座、主電機軸承等摩擦部位供給潤滑油。由裝在主軸端的主油泵、電動泵、油站、高位油箱等組成，油站包括電動油泵、油箱、濾油器、冷油器、調節閥等組成一體。為防止突然斷電，保證轉子因慣性而繼續轉運時軸承得到足夠的潤滑，因而配有高位油箱。為了節能改造，準備將高壓10KV5000KW同步機改為變頻起動，起動時間為180秒以下，起動完畢以后，變頻運行，運行頻率為40HZ,運行轉速為變頻轉速800轉/分。改造后，仍為主油泵對軸瓦供油，電動油泵為備用泵。但在改造后的使用過程中，存在兩個問題
(I)起動過程中，由于軸頭泵(主油泵)轉速較高，壓力大從軸瓦縫隙向外噴油，同步電機端勵磁為帶刷輸入，運轉過程碳刷和滑環產生火花，對電機的安全運行有一定的影響。并且每次對外噴油，都會造成潤滑油的浪費約200kg左右。(2)風機變頻改造以后起動過程時間加長，運行轉速降低，在800轉/分運行轉速下，軸頭泵(主油泵)對軸瓦供油的能力下降，對動態線性油膜厚度的形成產生影響，且有可能因運行轉速降低，不能形成要求的油膜厚度，而導致軸瓦燒壞。
發明內容本實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。本實用新型所采用的技術方案是一種基于PLC的變頻恒壓供油系統，包括信號采集單元、PLC、變頻器、開關切換單元、油泵、管網，信號采集單元采集管網的信號傳送給PLCj^PLC運算判斷后發出指令，控制變頻器和開關切換單元動作，從而控制油泵的運行。進一步的，所述的PLC還與控制面板、報警單元相連。進一步的，所述的信號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。進一步的，所述的油泵為調速泵和恒速泵。本實用新型以PLC和變頻器為核心進行設計，借助于PLC強大而靈活的控制功能和內置PID的變頻器優良的變頻調速性能，實現了恒壓供油的控制。該系統采用PCL控制變頻器進行PID調節，按實際需要隨意設定壓力給定值，根據壓差調整油泵的工作情況，實現恒壓供油，使給油泵始終在高效率下運行,在啟動時壓力波動小,可控制在給定值的5%范圍內。基于PLC和變頻器技術設計的恒壓供油控制系統可靠性高、效率高、節能效果顯著、動態響應速度快。選擇不同的壓力設定范圍，不但節約了用油，而且節約了電能，達到了更優的節能方式，實現供油的最優化控制和穩定性控制。
圖I為本實用新型的原理方框圖。
具體實施方式
現結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。如圖I所示，一種基于PLC的變頻恒壓供油系統，包括信號采集單元、PLC、變頻器、開關切換單元、油泵、管網，信號采集單元采集管網的信號傳送給PLCj^PLC運算判斷后發出指令，控制變頻器和開關切換單元動作，從而控制油泵的運行。整個系統的執行機構由兩種油泵組成，一種為調速泵是由變頻調速器控制、可以進行變頻調整的油泵，用以根據用油量的變化改變電機的轉速，以維持管網的油壓恒定。一種為恒速泵油泵運行只在工頻狀態，速度恒定。它們用于在用油量增大而調速泵的最大供油能力不足時，對供油量進行定量的補充。 信號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)或壓力變送器(反饋4 20mA電流)。在系統控制過程中，需要檢測的信號包括自來油出油油壓信號和報警信號①油壓信號它反映的是用戶管網的油壓值，它是恒壓供油控制的主要反饋信號。②報警信號它反映系統是否正常運行，油泵電機是否過載、變頻器是否有異常。該信號為開關量信號。PLC是整個變頻恒壓供油控制系統的核心。信號采集單元對系統中的工況、壓力、報警信號進行采集，對來自人機接口和通訊接口的數據信息進行分析、實施控制算法，得出對執行機構的控制方案，通過變頻器和開關切換單元對執行機構(即油泵)進行控制。變頻器用來對油泵進行轉速控制的單元。變頻器根據PLC送來的控制信號改變調速泵的運行頻率，完成對調速泵的轉速控制。開關切換單元是由一組接觸器、保護繼電器、轉換開關等電氣元件組成。用于在供油控制器的控制下完成對油泵的切換、手/自動切換等。所述的PLC還與控制面板、報警單元相連。通過控制面板，使用者可以更改設定壓力，修改一些系統設定以滿足不同工藝的需求，同時使用者也可以從控制面板上得知系統的一些運行情況及設備的工作狀態。人機界面還可以對系統的運行過程進行監示，對報警進行顯示。報警單元是整個系統的重要組成部分。由于本系統能適用于不同的供油領域，所以為了保證系統安全、可靠、平穩的運行，防止因電機過載、變頻器報警、電網過大波動、供油油源中斷、出油超壓、泵站內溢油等等造成的故障，因此系統必須要對各種報警量進行監測，由PLC判斷報警類別，進行顯示和保護動作控制，以免造成不必要的損失。本實用新型的工作原理如下合上空氣開關，供油系統投入運行。將手動、自動開關打到自動上，系統進入全自動運行狀態，PLC中程序首先接通KM6，并起動變頻器。根據壓力設定值(根據管網壓力要求設定)與壓力實際值(來自于壓力傳感器)的偏差進行PID調節，并輸出頻率給定信號給變頻器。變頻器根據頻率給定信號及預先設定好的加速時間控制油泵的轉速以保證油壓保持在壓力設定值的上、下限范圍之內，實現恒壓控制。同時變頻器在運行頻率到達上限，會將頻率到達信號送給PLC，PLC則根據管網壓力的上、下限信號和變頻器的運行頻率是否到達上限的信號，由程序判斷是否要起動第2臺泵(或第3臺泵)。當變頻器運行頻率達到頻率上限值，并保持一段時間，則PLC會將當前變頻運行泵切換為工頻運行，并迅速起動下I臺泵變頻運行。此時PID會繼續通過由遠傳壓力表送來的檢測信號進行分析、計算、判斷，進一步控制變頻器的運行頻率，使管壓保持在壓力設定值的上、下限偏差范圍之內。增泵工作過程假定增泵順序為1、2泵。開始時，I泵電機在PLC控制下先投入調速運行，其運行速度由變頻器調節。當供油壓力小于壓力預置值時變頻器輸出頻率升高，油泵轉速上升，反之下降。當變頻器的輸出頻率達到上限，并穩定運行后，如果供油壓力仍沒達到預置值，則需進入增泵過程。在PLC的邏輯控制下將I泵電機與變頻器連接的電磁開關斷開，I泵電機切換到工頻運行，同時變頻器與2泵電機連接，控制2泵投入調速運行。減泵工作過程假定減泵順序依次為2、I泵。當供油壓力大于預置值時，變頻器輸出頻率降低，油泵速度下降，當變頻器的輸出頻率達到下限，并穩定運行一段時間后，把變頻器控制的油泵停機，如果供油壓力仍大于預置值，則將下一臺油泵由工頻運行切換到變頻器調速運行，并繼續減泵工作過程。如果在晚間用油不多時，當最后一臺正在運行的主泵處于低速運行時，如果供油壓力仍大于設定值，則停機并啟動輔泵投入調速運行，從而達到·節能效果。本實用新型以PLC和變頻器為核心進行設計，借助于PLC強大而靈活的控制功能和內置PID的變頻器優良的變頻調速性能，實現了恒壓供油的控制。該系統采用PCL控制變頻器進行PID調節，按實際需要隨意設定壓力給定值，根據壓差調整油泵的工作情況，實現恒壓供油，使給油泵始終在高效率下運行,在啟動時壓力波動小,可控制在給定值的5%范圍內。基于PLC和變頻器技術設計的生活恒壓供油控制系統可靠性高、效率高、節能效果顯著、動態響應速度快。選擇不同的壓力設定范圍，不但節約了用油，而且節約了電能，達到了更優的節能方式，實現供油的最優化控制和穩定性控制。
權利要求1.基于PLC的變頻恒壓供油系統，包括信號采集單元、PLC、變頻器、開關切換單元、油泵、管網，信號采集單元采集管網的信號傳送給PLCj^PLC運算判斷后發出指令，控制變頻器和開關切換單元動作，從而控制油泵的運行。
2.根據權利要求I所述的基于PLC的變頻恒壓供油系統，其特征在于所述的PLC還與控制面板、報警單元相連。
3.根據權利要求I所述的基于PLC的變頻恒壓供油系統，其特征在于所述的信號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.根據權利要求I所述的基于PLC的變頻恒壓供油系統，其特征在于所述的油泵為調速泵和恒速泵。
專利摘要本實用新型涉及一種基于PLC的變頻恒壓供油系統，包括信號采集單元、PLC、變頻器、開關切換單元、油泵、管網，信號采集單元采集管網的信號傳送給PLC，經PLC運算判斷后發出指令，控制變頻器和開關切換單元動作，從而控制油泵的運行。所述的PLC還與控制面板、報警單元相連。本實用新型采用PCL控制變頻器進行PID調節，按實際需要隨意設定壓力給定值，根據壓差調整油泵的工作情況，實現恒壓供油，使給油泵始終在高效率下運行，在啟動時壓力波動小，可靠性高、效率高、節能效果顯著、動態響應速度快。選擇不同的壓力設定范圍，不但節約了用油，而且節約了電能，達到了更優的節能方式，實現供油的最優化控制和穩定性控制。
文檔編號F16N7/38GK202674785SQ20122014834
公開日2013年1月16日 申請日期2012年4月10日 優先權日2012年4月10日
發明者熊驍 申請人:湖南京湘電氣有限公司