羅茨風機報警控制電路：污水處理廠羅茨鼓風機電氣控制電路改進

　　一、羅茨鼓風機電氣系統控制電路北京排水集團酒仙橋污水處理廠污水深度處理改造工程BAF工藝段反沖洗羅茨鼓風機采用變頻控制(施耐德ATV61系列90kW變頻器)。變頻電機后部有1臺冷卻風扇,整個風機及變頻電機安裝在隔音罩中,隔音罩上有1臺風扇,羅茨風機正常啟動反洗時,冷卻風扇及隔音罩風扇運行,風機停止后兩臺風扇停止運行(圖1、圖2、圖3)。圖1中主線路、二次控制線路及變頻器安裝在MCC。風機就地操作箱(就地箱)在風機現場,內有啟動按鈕、停止按鈕、急停按鈕、風機軸承超溫保護器和調頻電位器等電氣元件。SA可在就地、MCC、停止和遠控4個位置之間轉換,其中就地控制操作過程如下。合上羅茨風機主回路空開QF及控制回路空開QF1(圖1),合上隔音罩風扇電機主回路空開QF及控制回路保險FU(圖2),合上冷卻風扇電機主回路空開QF及控制回路保險FU(圖3),將SA轉動到就地位置,按動就地操作箱啟動按鈕SBF,則中間繼電器KA1得電,其常開觸點閉合;繼電器1KA得電吸合(圖2),隔音罩風扇電機控制接觸器1KM得電吸合并自保,風扇電機運轉;同理冷卻風扇控制接觸器2KM得電吸合并自保,冷卻風扇電機運行。變頻器可編程輸出繼電器R2設定為運行輸出(變頻器運行時,R2吸合),R1設定為故障輸出(變頻器檢測到內部故障后,R1吸合)。1KM和2KM吸合后,若未按動就地操作箱急停按鈕、風機軸承超溫保護器未動作(KA4未吸合),則延時斷開繼電器KT1得電,其瞬動常開觸點立即閉合,延時斷開常開觸點也立即閉合,KT1線圈得電并自鎖。由圖1可看出,KT1延時斷開常開觸點閉合后KM得電吸合,變頻器主電源輸入端即得電。同時KT1的瞬動常開觸點閉合也把啟動命令送給變頻器,變頻器主回路得電與變頻器啟動運行同時發生。LI4為變頻器可編程邏輯輸入端,本例中作為變頻器啟動命令通道及頻率給定信號通道選擇激活端。ATV61系列變頻器有兩路命令輸入(啟動/停止命令),AI1和AI2兩路頻率給定信號。當LI4為一個狀態時,激活變頻器1路啟停命令及1個頻率給定,LI4為另外一個狀態時激活變頻器另外一路啟停命令及頻率給定信號。在變頻器參數中可編程設定第一路啟停命令為LI1,第二路啟停命令也為LI1,第一路頻率給定信號為AI1,第二路頻率給定信號為AI2。變頻器主回路得電,同時啟動運行指令也輸入到LI1,變頻器運行,可通過旋轉就地操作箱上的調頻電位器(第一路給定AI1)調節頻率。二、存在的問題1.變頻器預熱時間不夠由圖1可看出,無論SA在現場、MCC還是遠程位置,每給1個啟動命令,變頻器進線接觸器即接通,同時變頻器啟動運行的命令也輸入到LI1端,變頻器通電和啟動運行同步。通常變頻器的電解電容容量值均較大(一般和變頻器功率成正比),充電時間常數較大。如果通電和啟動運行指令同時加給變頻器,則可能會因電解電容未充足電,變頻器啟動時報無電源電壓故障而無法啟動(與ATV61系列變頻器參數設置及控制方式有關)。ATV61系列變頻器可以兩線控制啟停也可三線控制啟停,本例就是兩線控制方式。兩線控制時,可以選擇電平控制啟停或脈沖(0到1上升沿啟動,1到0下降沿停止)控制啟停。如果變頻器參數設置為兩線電平控制,雖然在剛開始啟動瞬間,電解電容還未充足電,但很快電容器也就充足電了,由于啟動命令一直有效,這種參數設置及控制方式也能啟動變頻器。如果將變頻器參數設置為二線脈沖控制方式,由于啟動命令只在啟動輸入端(本例中LI1)的上升沿有效,此時電解電容器還未充電,變頻器根本無法啟動,每按一次啟動按鈕即報一次無電源電壓故障代碼(ATV61系列變頻器三

羅茨風機報警控制電路：電氣控制與變頻技術(新)（被重復）（原自建課） 羅茨風機 羅茨風機基礎知識1.pptx

　　建材行業企業案例;風機簡介;一、風機定義;把氣體作為不可壓縮流體處理

　　利用高低壓來控制氣體流量、流向;二、風機分類;心離;風機按產生的風壓分（氣體出口壓力）;三、風機的工作原理;軸流風機工作原理

　　軸流式風機的工作原理是，旋轉葉片的擠壓推進力使流體獲得能量升高其壓能和動能，葉輪安裝在圓筒形泵殼內，當葉輪旋轉時，流體軸向流入，在葉片葉道內獲得能量后，沿軸向流出。

　　軸流式風機適用于

　　大流量、低壓力場所。

　　;往復風機工作原理

　　往復風機主要由往復活塞在機殼內作?復運動來吸人和排出氣體。當活塞開始自極上端位置向下移動時，工作室的容積逐漸擴大，室內壓力降低，氣體頂開吸氣閥，進入活塞所讓出的空間，直至活塞移動到極下端為止，此過程為風機的吸氣過程。當活塞從下端開始向上端移動時，充滿風機的氣體受擠壓，將吸氣閥關閉，并打開排氣閥而排出，此過程稱為風機的排氣過程。活塞不斷往復運動，

　　風機的吸氣與排氣過程就連續不斷地

　　交替進行。

　　此風機適用于小流量、高壓力。;謝謝

羅茨風機報警控制電路：羅茨風機變頻器停機的故障分析

　　原標題：羅茨風機變頻器停機的故障分析

　　山東錦工有限公司是一家專業生產羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉風機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工致力于新產品的研發，新產品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅羅茨風機、低噪音羅茨風機，贏得了市場好評和認可。

　　我公司客戶某煉油裝置加熱爐一臺羅茨風機電機容量為18.5kW，采用一臺丹佛斯VLT 5000系列容量為18.5kW的變頻器供電，可以根據工藝條件對羅茨風機進行轉速調節，從而控制加熱爐的進風量以達到燃料量和氧氣量合理匹配，實現燃料充分燃燒、合理利用，達到節能環保效果。

　　1、故障分析與處理

　　2021年4月25日，某煉油裝置改造后準備開工時，操作人員在對羅茨風機進行工藝調節時，出現短暫停機而后又很快轉起來，特別是在轉速（頻率）往下調節過程中，都出現停機現象，而升速過程中，運行平穩，沒有出現報警或停機現象。

　　電氣維護人員到現場觀察了整個過程，轉速在以2.5HZ的幅度往下調節時，變頻器面板打出“警告5：電壓過高警告（DC LINK VOLTAGE HIGH）”、“警告/報警7：過電壓（DC LINK OVERVOLT）”和“警告/報警12：轉矩極限（TORQUE LIMIT）”，之后變頻器顯示面板出現閃爍，變頻器顯示頻率下降歸零，之后有啟動一致達到調節頻率。 通過對上述現象的分析，初步判斷為在頻率下調過程中，電動機由電動狀態轉為發電狀態，反饋電壓過高引起變頻器中間直流環節過電壓，出現報警和停機現象。

　　查看變頻器參數，該變頻器的加速時間為15秒、減速時間為15秒，由于改造之前變頻器運行正常，頻率上調和下調都正常，改造之后出現異常，電氣維護人員與裝置機械專業的人員溝通后發現，風機和電機的鏈接由原來的皮帶傳動改造為軸傳動，改為剛性連接，羅茨鼓風機在降速過程中，慣性很大，在變頻器的輸出頻率很快降下來的情況下，而風機仍然以較高轉速在運行，出現“倒發電”狀態，造成變頻器直流環節過電壓，為避免這種情況的出現，必須將變頻器的減速時間放大，使之能夠與羅茨風機轉速調整過程中的機械慣性匹配，從而避免出現報警或停機現象。

　　將變頻器減速時間改為90秒，再反復試驗后，變頻器再沒有出現報警現象。運行幾個月后，變頻器運行良好，再無報警現象。

　　2、防范措施

　　1、對變頻器負載的變化情況要及時掌握，負載發生變化時相應的參數要進行對應的設定。

　　2、定期對變頻器本體進行檢查，運行期間加強對變頻器外觀、冷卻風機、變頻器運行一段時間后對變頻器的硬件進行一次檢查，防止出現硬件上的問題，保證變頻器長周期運行。

　　3、保證變頻器運行環境溫度適應，避免環境溫度過高造成電解電容壽命快速下降。

　　3、結束語

　　從客戶近一年的運行情況來看，變頻器減速過程中的停機現象再沒有出現，通過此故障處理可以看出變頻器參數設定一定要與負載機械特性匹配，因此，探索合理的參數設定，為變頻器及電機提供正確完善的保護功能對變頻器長期運行是至關重要的。

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羅茨風機報警控制電路：羅茨風機自動化檢測控制系統

　　原標題：羅茨風機自動化檢測控制系統

　　山東錦工有限公司是一家專業生產羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉風機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工致力于新產品的研發，新產品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅羅茨風機、低噪音羅茨風機，贏得了市場好評和認可。

　　本系統共有三種運行方式可供選擇，即“就地”、“遠控”、“自動”；在觸摸屏上我們可以選擇就地或遠控兩種方式。

　　在我們的集控室羅茨風機供電界面上有一個自動/半自動轉換開關，當我們在觸摸屏上設置了遠控方式時，此開關才會有效，當我們選擇自動時，羅茨風機進入自動運行狀態，此時，不管是現場觸摸屏，還是集控室，都不能進行控制，只能進行監測羅茨風機的運行參數：當我們選擇半自動時，羅茨風機進入半自動運行方式，此時，可以用集控室的控制終端進行控制；當我們把現場觸摸屏打到就地時，就只能進行現場的觸摸控制。

　　羅茨風機監測系統的硬件設計

　　羅茨鼓風機自動控制原理

　　監測系統由各類傳感器、電量變送器、工控機和其他外圍設備組成，系統結構如下所示，各環節的設計充分考慮礦井含塵、潮濕、氣流脈動的惡劣通風環境，以及其他電器設備的電磁干擾。 在各類傳感器選型除了滿足精度的基礎上，也極其注重設備的抗干擾性能。

　　羅茨風機參數的監測

　　通過以上的分析可知，為了達到主通羅茨風機性能在線監測的目的，應實時在線監測以下主要參數：平均流速、礦井負壓、羅茨鼓風機入口靜壓、電機有功功率、電流、電壓、氣體密度，轉速等。根據以上參數可求得羅茨風機的各項性能指標，再根據相似原理換算至規定狀態下即可繪制通羅茨風機的性能曲線。

　　羅茨鼓風機監測系統的軟件設計

　　可編程邏輯控制器的羅茨風機自動監控設計

　　整個系統按照功能可以分為三大部分：信號檢測部分、數據采集處理部分、上位機和觸摸屏部分。

　　電機振動參數由安裝在羅茨風機軸承上的速度傳感器及變換器傳送至PLC的模擬量模塊。

　　溫度監測部分是由內置在電機的PT100熱電阻傳感器和變送器、智能儀表（溫度巡檢儀）構成，多路電機溫度參數在控制柜巡回顯示，同時溫度巡檢儀與PLC進行通信，將參數上傳。

　　壓差參數是由相應的壓差和負壓傳感器傳送給PLC的模擬量模塊進行處理。

　　電氣參數由安裝在各開關柜內的智能綜保單元與PLC以通訊的方式進行信息傳送，同時對電機的控制命令也經由綜保單元實現，傳送的電氣參數有電壓、電流、功率、功率因數、頻率等多種參數。

　　PLC模塊軟件設計

　　PLC的監控程序包括系統監控程序和用戶監控程序兩部分。由于考慮到羅茨鼓風機運行的重要性，采用了三級操作模式，即手動操作開關、就地觸摸屏控制、上位機遙控操作，其中對于羅茨風機的啟停操作也運用了兩種方式，一種通過CP340給綜保裝置發遙控命令，利用綜保裝置的遙信狀態當作反校模式；另一種是通過DO模塊直接接線到高壓開關的合分向繼電器線圈，這樣確保了羅茨風機高壓開關操作的可靠性。

　　CP340模塊與多臺綜保裝置通過RS485接口利用其自定義的協議進行問答式通訊，考慮到電氣量的特殊性，我們在設置相隔150M與每臺綜保裝置循環進行通信；另一塊CP340模塊也通過RS485接口利用其自定義協議與溫度巡檢儀進行通信，考慮到溫度參數變化的遲緩性及合理分配CUP的資源，設置循環通信時間為5分鐘。整個系統中延時及分析判斷的中間狀態都在PLC內部完成，充分利用了PLC的內部資源。

　　用PLC實現羅茨風機的自動控制

　　本系統采用了分塊程序結構編程，分塊程序是指把一個工程的全部任務分成多個任務模塊，每個模塊的控制任務則根據具體情況編寫相應的子程序進行處理，在程序執行過程中，CPU不斷掃描主程序OB1碰到子程序調用指令就轉移到相應的子程序中執行。分塊程序雖然結構復雜一點，但是可以把一個復雜的控制任務分解成多個簡單的控制任務，分塊程序有利于程序員編寫，而且程序調試起來也比較簡單。

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