CN202674785U - 基于plc的变频恒压供油系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于PLC的变频恒压供油系统，包括信号采集单元、PLC、变频器、开关切换单元、油泵、管网，信号采集单元采集管网的信号传送给PLC，经PLC运算判断后发出指令，控制变频器和开关切换单元动作，从而控制油泵的运行。所述的PLC还与控制面板、报警单元相连。本实用新型采用PCL控制变频器进行PID调节，按实际需要随意设定压力给定值，根据压差调整油泵的工作情况，实现恒压供油，使给油泵始终在高效率下运行，在启动时压力波动小，可靠性高、效率高、节能效果显著、动态响应速度快。选择不同的压力设定范围，不但节约了用油，而且节约了电能，达到了更优的节能方式，实现供油的最优化控制和稳定性控制。

Description

基于PLC的变频恒压供油系统

技术领域

本实用新型涉及一种供油系统，尤其涉及一种基于PLC的变频恒压供油系统。

背景技术

电动单油泵稀油站主要用于冶金，矿山等机械设备的稀油循环润滑系统中，向减速器．风机，齿轮座、主电机轴承等摩擦部位供给润滑油。由装在主轴端的主油泵、电动泵、油站、高位油箱等组成，油站包括：电动油泵、油箱、滤油器、冷油器、调节阀等组成一体。为防止突然断电，保证转子因惯性而继续转运时轴承得到足够的润滑，因而配有高位油箱。

为了节能改造，准备将高压10KV5000KW同步机改为变频起动，起动时间为180秒以下，起动完毕以后，变频运行，运行频率为40HZ，运行转速为变频转速800转/分。改造后，仍为主油泵对轴瓦供油，电动油泵为备用泵。但在改造后的使用过程中，存在两个问题：（1）起动过程中，由于轴头泵（主油泵）转速较高，压力大从轴瓦缝隙向外喷油，同步电机端励磁为带刷输入，运转过程碳刷和滑环产生火花，对电机的安全运行有一定的影响。并且每次对外喷油，都会造成润滑油的浪费约200kg左右。（2）风机变频改造以后起动过程时间加长，运行转速降低，在800转/分运行转速下，轴头泵（主油泵）对轴瓦供油的能力下降，对动态线性油膜厚度的形成产生影响，且有可能因运行转速降低，不能形成要求的油膜厚度，而导致轴瓦烧坏。

发明内容

本实用新型为了解决上述问题，提供了一种基于PLC的变频恒压供油系统。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于PLC的变频恒压供油系统，包括信号采集单元、PLC、变频器、开关切换单元、油泵、管网，信号采集单元采集管网的信号传送给PLC，经PLC运算判断后发出指令，控制变频器和开关切换单元动作，从而控制油泵的运行。

进一步的，所述的PLC还与控制面板、报警单元相连。

进一步的，所述的信号采集单元包括压力传感器、电压传感器、电流传感器和温度传感器。

进一步的，所述的油泵为调速泵和恒速泵。

本实用新型以PLC和变频器为核心进行设计，借助于PLC强大而灵活的控制功能和内置PID的变频器优良的变频调速性能，实现了恒压供油的控制。该系统采用PCL控制变频器进行PID调节，按实际需要随意设定压力给定值，根据压差调整油泵的工作情况，实现恒压供油，使给油泵始终在高效率下运行，在启动时压力波动小，可控制在给定值的5%范围内。

基于PLC和变频器技术设计的恒压供油控制系统可靠性高、效率高、节能效果显著、动态响应速度快。选择不同的压力设定范围，不但节约了用油，而且节约了电能，达到了更优的节能方式，实现供油的最优化控制和稳定性控制。

附图说明

图1为本实用新型的原理方框图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图l所示，一种基于PLC的变频恒压供油系统，包括信号采集单元、PLC、变频器、开关切换单元、油泵、管网，信号采集单元采集管网的信号传送给PLC，经PLC运算判断后发出指令，控制变频器和开关切换单元动作，从而控制油泵的运行。

整个系统的执行机构由两种油泵组成，一种为调速泵:是由变频调速器控制、可以进行变频调整的油泵，用以根据用油量的变化改变电机的转速，以维持管网的油压恒定。一种为恒速泵:油泵运行只在工频状态，速度恒定。它们用于在用油量增大而调速泵的最大供油能力不足时，对供油量进行定量的补充。

信号采集单元主要由压力传感器、电压传感器、电流传感器和温度传感器组成。压力传感器，一般采用电阻式传感器(反馈0～5V电压信号)或压力变送器(反馈4～20mA电流)。在系统控制过程中，需要检测的信号包括自来油出油油压信号和报警信号:①油压信号:它反映的是用户管网的油压值，它是恒压供油控制的主要反馈信号。②报警信号:它反映系统是否正常运行，油泵电机是否过载、变频器是否有异常。该信号为开关量信号。

PLC是整个变频恒压供油控制系统的核心。信号采集单元对系统中的工况、压力、报警信号进行采集，对来自人机接口和通讯接口的数据信息进行分析、实施控制算法，得出对执行机构的控制方案，通过变频器和开关切换单元对执行机构(即油泵)进行控制。

变频器用来对油泵进行转速控制的单元。变频器根据PLC送来的控制信号改变调速泵的运行频率，完成对调速泵的转速控制。

开关切换单元是由一组接触器、保护继电器、转换开关等电气元件组成。用于在供油控制器的控制下完成对油泵的切换、手/自动切换等。

所述的PLC还与控制面板、报警单元相连。通过控制面板，使用者可以更改设定压力，修改一些系统设定以满足不同工艺的需求，同时使用者也可以从控制面板上得知系统的一些运行情况及设备的工作状态。人机界面还可以对系统的运行过程进行监示，对报警进行显示。

报警单元是整个系统的重要组成部分。由于本系统能适用于不同的供油领域，所以为了保证系统安全、可靠、平稳的运行，防止因电机过载、变频器报警、电网过大波动、供油油源中断、出油超压、泵站内溢油等等造成的故障，因此系统必须要对各种报警量进行监测，由PLC判断报警类别，进行显示和保护动作控制，以免造成不必要的损失。

本实用新型的工作原理如下：合上空气开关，供油系统投入运行。将手动、自动开关打到自动上，系统进入全自动运行状态，PLC中程序首先接通KM6，并起动变频器。根据压力设定值(根据管网压力要求设定)与压力实际值(来自于压力传感器)的偏差进行PID调节，并输出频率给定信号给变频器。变频器根据频率给定信号及预先设定好的加速时间控制油泵的转速以保证油压保持在压力设定值的上、下限范围之内，实现恒压控制。同时变频器在运行频率到达上限，会将频率到达信号送给PLC，PLC则根据管网压力的上、下限信号和变频器的运行频率是否到达上限的信号，由程序判断是否要起动第2台泵(或第3台泵)。当变频器运行频率达到频率上限值，并保持一段时间，则PLC会将当前变频运行泵切换为工频运行，并迅速起动下1台泵变频运行。此时PID会继续通过由远传压力表送来的检测信号进行分析、计算、判断，进一步控制变频器的运行频率，使管压保持在压力设定值的上、下限偏差范围之内。

增泵工作过程：假定增泵顺序为l、2泵。开始时，1泵电机在PLC控制下先投入调速运行，其运行速度由变频器调节。当供油压力小于压力预置值时变频器输出频率升高，油泵转速上升，反之下降。当变频器的输出频率达到上限，并稳定运行后，如果供油压力仍没达到预置值，则需进入增泵过程。在PLC的逻辑控制下将1泵电机与变频器连接的电磁开关断开，1泵电机切换到工频运行，同时变频器与2泵电机连接， 控制2泵投入调速运行。

减泵工作过程：假定减泵顺序依次为2、1泵。当供油压力大于预置值时，变频器输出频率降低，油泵速度下降，当变频器的输出频率达到下限，并稳定运行一段时间后，把变频器控制的油泵停机，如果供油压力仍大于预置值，则将下一台油泵由工频运行切换到变频器调速运行，并继续减泵工作过程。如果在晚间用油不多时，当最后一台正在运行的主泵处于低速运行时，如果供油压力仍大于设定值，则停机并启动辅泵投入调速运行，从而达到节能效果。

本实用新型以PLC和变频器为核心进行设计，借助于PLC强大而灵活的控制功能和内置PID的变频器优良的变频调速性能，实现了恒压供油的控制。该系统采用PCL控制变频器进行PID调节，按实际需要随意设定压力给定值，根据压差调整油泵的工作情况，实现恒压供油，使给油泵始终在高效率下运行，在启动时压力波动小，可控制在给定值的5%范围内。

基于PLC和变频器技术设计的生活恒压供油控制系统可靠性高、效率高、节能效果显著、动态响应速度快。选择不同的压力设定范围，不但节约了用油，而且节约了电能，达到了更优的节能方式，实现供油的最优化控制和稳定性控制。

Claims (4)

1.基于PLC的变频恒压供油系统，包括信号采集单元、PLC、变频器、开关切换单元、油泵、管网，信号采集单元采集管网的信号传送给PLC，经PLC运算判断后发出指令，控制变频器和开关切换单元动作，从而控制油泵的运行。

2.根据权利要求1所述的基于PLC的变频恒压供油系统，其特征在于：所述的PLC还与控制面板、报警单元相连。

3.根据权利要求1所述的基于PLC的变频恒压供油系统，其特征在于：所述的信号采集单元包括压力传感器、电压传感器、电流传感器和温度传感器。

4.根据权利要求1所述的基于PLC的变频恒压供油系统，其特征在于：所述的油泵为调速泵和恒速泵。

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