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    重庆时时彩每天多少期: PICS真空泵稳压系统.pdf

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    PICS 真空泵 稳压 系统
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510463188.8

    申请日:

    2015.08.02

    公开号:

    CN106382212A

    公开日:

    2017.02.08

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):F04B 49/06申请日:20150802|||公开
    IPC分类号: F04B49/06; F04B37/14 主分类号: F04B49/06
    申请人: 山东光华纸业集团有限公司
    发明人: 不公告发明人
    地址: 276000 山东省临沂市费县上冶镇沂蒙路
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510463188.8

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.11.17|||2017.02.08

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及PICS真空泵稳压系统,包括远传真空压力???、变频器、PLC控制器、上位机;所述上位机与PLC控制器连接,PLC控制器与变频器、远传真空压力??榱?,变频器连接真空泵电机控制真空泵电机的启停及运转输出功率调节;所述远传真空压力??榘沧霸谡婵障低诚殖?,采集真空系统现场真空管道的压力信号转换成与压力值成线性的电流信号,并传送到PLC控制器,PLC控制器通过压力闭环控制技术,根据所需的真空压力与采集的压力信号对比处理,使真空泵产气压力与真空泵电机转速在动态范围内自动匹配调节。本发明使真空系统稳定运行,可使系统能耗降低30%以上。

    权利要求书

    1.PICS真空泵稳压系统,其特征在于,包括远传真空压力???、变频器、PLC控制器以及上位机;所述上位机与所述PLC控制器连接,对所述PLC控制器进行监控,并实现对所述PLC控制器进行操作控制,所述PLC控制器与所述变频器、所述远传真空压力??榱?,所述变频器连接真空泵电机控制所述真空泵电机的启停及运转输出功率调节;所述远传真空压力??榘沧霸谡婵障低诚殖?,用于采集真空系统现场真空管道的压力信号转换成与压力值成线性的电流信号,并传送到所述PLC控制器,所述PLC控制器通过压力闭环控制技术,根据真空系统现场所需的真空压力与采集的压力信号进行对比处理,然后给定所述变频器运行赫兹数值,控制所述真空泵电机根据实际需要输出功率,使真空泵产气压力与真空泵电机转速在动态范围内自动匹配调节。2.根据权利要求1所述PICS真空泵稳压系统,其特征在于,所述远传真空压力??榘ㄓ卸ㄎ黄魇酱衅饕约把沽χ甘颈?。3.根据权利要求2所述PICS真空泵稳压系统,其特征在于,所述上位机采用触摸屏控制器。4.根据权利要求3所述PICS真空泵稳压系统,其特征在于,所述触摸屏控制器的触摸屏可用于真空泵的真空控制参数的设定、真空泵的启动及停止的控制、真空泵的自动控制模式的选择;所述真空控制参数包括真空泵的真空度值的设定以及真空泵电机的转动速度的设定;所述触摸屏还可实时显示实际测量的真空泵的真空度值以及真空泵电机的转动速度。5.根据权利要求4所述PICS真空泵稳压系统,其特征在于,所述触摸屏还可用于真空泵的PID控制参数的设置,包括有PID运算周期、PID控制的比例系数、PID控制的积分系数、PID控制的微分系数以及不进行PID调节的死区值的手动输入设定。6.根据权利要求5所述PICS真空泵稳压系统,其特征在于,所述远传真空压力??榘沧坝谡婵毡玫恼婵展艿郎?。7.根据权利要求1~6任一项所述PICS真空泵稳压系统,其特征在于,所述PLC控制器采用西门子s7300或s7200系列处理器所,所述变频器采用雷诺尔变频器。

    说明书

    PICS真空泵稳压系统

    技术领域

    本发明属于真空泵系统控制技术领域,具体涉及PICS真空泵稳压系统。

    背景技术

    目前大多数纸厂真空泵系统工况存在以下问题:

    1、主电机星三角起动、软起或自藕降压启动,起动时的电流仍然很大,会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全。

    2、电机全速运行,没有办法调节,属非经济运行,电能浪费严重。

    3、主电机工频运行时特性硬、噪音很大。工频起动设备的冲击大,设备易损坏。

    4、即使少数企业的真空泵安装了节能变频器,由于使用非专用变频器以及控制方式不完善,并没有实现闭环控制,造成真空压力不稳定,节能效果欠佳,在生产过程中不利操作且容易造成工艺备品的提前下机。

    市场上现有的同类产品---透平风机,是一种通过变频调节来稳定真空度的高速设备,该类设备投资大,改造周期长,节能效果10%左右。采用这种设备来稳定真空度真空系统压力波动大,且真空系统配备大功率电机,系统能耗高。

    发明内容

    本发明的目的在于解决上述的技术问题而提供一种通过压力闭环控制技术及变频器实现真空泵的真空压力与真空泵电机转速动态匹配控制的节能稳压真空系统。

    为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

    PICS真空泵稳压系统,包括远传真空压力???、变频器、PLC控制器以及上位机;所述上位机与所述PLC控制器连接,对所述PLC控制器进行监控,并实现对所述PLC控制器进行操作控制,所述PLC控制器与所述变频器、所述远传真空压力??榱?,所述变频器连接真空泵电机控制所述真空泵电机的启停及运转输出功率调节;所述远传真空压力??榘沧霸谡婵障低诚殖?,用于采集真空系统现场真空管道的压力信号转换成与压力值成线性的电流信号,并传送到所述PLC控制器,所述PLC控制器通过压力闭环控制技术,根据真空系统现场所需的真空压力与采集的压力信号进行对比处理,然后给定所述变频器运行赫兹数值,控制所述真空泵电机根据实际需要输出功率,使真空泵产气压力与真空泵电机转速在动态范围内自动匹配调节。

    所述远传真空压力??榘ㄓ卸ㄎ黄魇酱衅饕约把沽χ甘颈?。

    所述上位机采用触摸屏控制器。

    所述触摸屏控制器的触摸屏可用于真空泵的真空控制参数的设定、真空泵的启动及停止的控制、真空泵的自动控制模式的选择;所述真空控制参数包括真空泵的真空度值的设定以及真空泵电机的转动速度的设定,所述触摸屏还可实时显示实际测量的真空泵的真空度值以及真空泵电机的转动速度。

    所述触摸屏还可用于真空泵的PID控制参数的设置,包括有PID运算周期、PID控制的比例系数、PID控制的积分系数、PID控制的微分系数以及不进行PID调节的死区值的手动输入设定。

    所述远传真空压力??榘沧坝谡婵毡玫恼婵展艿郎?。

    所述PLC控制器采用西门子s7300或s7200系列处理器所,所述变频器采用雷诺尔变频器。

    本发明通过在真空系统现场安装真空远传压力???,通过现场采集的压力信号传送到plc控制器,系统根据所需的真空压力与采集信号进行对比处理,然后给定真空系统变频器运行赫兹数值,使系统稳定运行,系统的电机根据实际需要输出功率,从而使系统能耗降低30%以上;与透平风机相比较,本发明改造成本低廉,是同类设备的10%;节能效果是同类产品的2倍以上。

    附图说明

    图1为本发明实施例提供的PICS真空泵稳压系统的原理示意图;

    图2为本发明实施例提供控制多台真空泵的PICS真空泵稳压系统的示意图;

    图3为本发明实施例提供的上位机开机后的主显示画面的示意图;

    图4为本发明实施例提供的上位机的三号真空泵控制画面示意图;

    图5为上位机的多台真空泵下系统真空度值的显示画面示意图;

    图6为上位机控制参数设置的参数设置显示画面的示意图。

    具体实施方式

    下面,结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明,但本发明并不局限于所列的实施例。

    本发明通过对真空系统中的真空泵的真空管道安装远传真空压力表,用于检测各真空泵的真空度,并将采集信号上传到PLC处理器,真空泵的电机安装变频器,根据PLC处理器的 cpu发给的指令调节电机的转速,来实现真空系统的恒定。

    参见图1所示,PICS真空泵稳压系统,包括远传真空压力???、变频器、PLC控制器以及上位机;所述上位机与所述PLC控制器连接,对所述PLC控制器进行监控,并实现对所述PLC控制器进行操作控制,所述PLC控制器与所述变频器、所述远传真空压力??榱?,所述变频器连接真空泵电机控制所述真空泵电机的启停及运转输出功率调节;所述远传真空压力??榘沧霸谡婵障低诚殖?,用于采集真空系统现场真空管道的压力信号转换成与压力值成线性的电流信号,并传送到所述PLC控制器,所述PLC控制器通过压力闭环控制技术,根据真空系统现场所需的真空压力与采集的压力信号进行对比处理,然后给定所述变频器运行赫兹数值,控制所述真空泵电机根据实际需要输出功率,使真空泵产气压力与真空泵电机转速在动态范围内自动匹配调节。

    需要说明的是,所述远传真空压力??榘ㄓ卸ㄎ黄魇酱衅饕约把沽χ甘颈?,所述定位器式传感器主要用于采集真空系统现场真空管道的压力信号转换成与压力值成线性的电流信号传送到所述PLC控制器处理,所述压力指示表用于直观显示当前真空压力数据,即同时就地指示压力,便于现场工艺检查。

    本发明远传真空压力检测??椴捎闷胀ㄑ沽Ρ硗庑谓峁?,为在线式压力测量仪表,除就地指示压力值外,还能连续输出与压力值成线性的4~20mA电流,其耐震耐腐蚀,信号输出稳定,精度高,完全满足各种环境使用。测量范围-100-0(kPa),精度等级:0.02;内置控制软件可适时对仪表的零点、线性、温度漂移进行修正,保证仪表长时间内的准确度。整体铝合金数控加工的外壳,牢固抗冲击,机械强度高。

    本发明的远传真空压力检测??樵诓饬科宓难沽κ?,通过仪表内部安装的定位器式传感器测量并转化成标准信号传至远离测量点的系统中,以实现集中检测和远距离控制的目的。

    具体实施时,所述真空泵可以是多台,如图2所示是1#泵,2#泵,3#泵,4#泵等,当然了,控制所述真空泵的电机对应数量一致的多台,如图2所示是1#电机,2#电机,3#电机,4#电机等,一台真空泵电机控制一台真空泵,并由对应的数量一致的多台变频器实现变频控制,如图2所示是1#变频器,2#变频器,3#变频器,4#变频器等,并由多个远传真空压力??槭迪侄哉婵昭沽Φ募觳?,分别与所述PLC控制器控制,所述多个台变频器连接所述一台PLC控制器,所述PLC控制器连接所述上位机来实现,如图2所示,包括有四个远传真空压力??镻1 、P2、P3 、P4,分别与所述PLC控制器控制,对应实时检测真空系统现场的各个真空泵产生的真空压力上传到所述PLC控制器。当然了,本发明并不局限于四个真空泵的控制,也可以是更多,或更少,具体数量不限。

    具体实现上,所述上位机采用触摸屏控制器。所述触摸屏控制器与所述PLC控制器连接,对所述PLC控制器进行监控,并实现对所述PLC控制器进行操作控制,可以实现输入控制指令,输入各种的控制参数以设定控制状态,以及实时显示本发明系统的实际运行工况的各种数据,从而方便对本发明系统的运行状态进行监控,参见图3所示,在该主画面上显示多台真空泵的触摸按键,通过触摸相应的按键即可进入相应的编号的真空泵的参数显示页面进行该真空泵的工作参数的显示或设置,并通过系统工况的触摸按键,进入系统工况的数据显示画面。

    参见图4-5所示,其中,所述触摸屏控制器的触摸屏可用于各个真空泵的真空控制参数的设定、各个真空泵的启动及停止的控制、各个真空泵的自动控制模式的选择;所述真空控制参数包括真空泵的真空度值的设定以及真空泵电机的转动速度的设定,所述触摸屏还可实时显示实际测量的真空泵的真空度值以及真空泵电机的转动速度。具体在设置该真空度参数时,进入相应的真空泵的参数显示界面,即可实现相应的真空参数的设置。

    使用时,打开PLC控制器的总电源开关,等待PLC控制器和触摸屏控制器系统启动结束,初次启动可手动设置真空泵电机的转速,待真空度达到系统要求,可以切换自动模式。

    进一步的,参见图6所示,所述触摸屏还可用于各个真空泵的PID控制参数的设置,包括有PID运算周期、PID控制的比例系数、PID控制的积分系数、PID控制的微分系数以及不进行PID调节的死区值的手动输入设定,以及用于修正变送器的初始值的偏移量的设定等。

    需要修改控制参数时,点击触摸屏上“参数设置”按钮后,会弹出一个窗口要求输入管理员密码,在输入正确的密码后,才能进入参数设置画面,然后点击各个控制参数的数字域,就可以修改设置相应的控制参数。

    具体安装时,所述远传真空压力??榘沧坝谡婵毡玫恼婵展艿郎?。

    所述PLC控制器采用西门子s7300或s7200系列处理器所,所述变频器采用雷诺尔变频器。

    本发明的自动控制控制系统安装在变频柜内,变频器安装在壁挂式控制箱内。所有控制电缆与专用变频器电源电缆和电动机连接电缆的走线必须相互隔离,不能把它们放在同一个电缆线槽中或电缆架上。

    电磁干扰(EMI)的防护:

    1、确信监控台内的所有设备都已用短而粗的接地电缆可靠地接地到公共地星形接地点或公共地接地母线。

    2、由电动机返回的接地线直接连接到控制该电动机的变频器的接地端子(PE)上。

    3、接触器的触头最好是扁平的,因为它们在高频时阻抗较低。

    4、截断电缆的端头时尽可能整齐,保证未经屏蔽的线段尽可能短。

    5、控制电缆的布线尽可能远离动力电缆,使用单独的走线槽;在必须与动力线交叉时,相互应采取90度直角交叉。

    6、与控制回路的连接线都应采用屏蔽电缆。

    7、电机到专用变频器的电缆尽可能采用屏蔽电缆。

    具体实现上,本发明自动控制系统应安装于散热空间大且干燥的空间,控制检测屏应放于方便操作的现场。

    所述PLC控制器选型可根据电机总功率大小来确定。

    本发明系统具有如下特点:

    1、真空度波动范围:正负0.01MPa;

    2、真空度不低于现有水平;

    3、节电量20%-40%。

    本发明系统通过采用最先进西门子系列PLC作为主控部件来完成控制功能,利用远传真空检测??樽魑衅?,雷诺尔变频器驱动真空泵作为执行器,触摸屏控制器作为上位机监控操作PLC的动作,来控制真空泵设备,其主要作用是稳定真空度,满足生产系统正常的情况下,最大限度的节约电能。其主要控制参数是真空度和电流、频率。为获得稳定的真空度采用解耦控制方式,这种控制方式运用先进的算法,解除各串联真空泵的关联影响,得到稳定、持久的良好控制效果。

    本发明通过采用所述远传真空压力检测???,用来测量真空泵出口压力,变成标准信号,传送到PLC的模拟输入??槟?。模拟输入??榘训缪剐藕抛晃至?,输入到PLC的CPU??橹?。PLC的CPU把用户设定的真空度和测量到的真空度进行比较,再经过解耦计算,最后通过模拟输出??槭涑霰曜夹藕?,分别送到对应的变频器控制真空泵电机以合适的速度运转,使真空度达到设定要求。

    由于真空泵在实际生产中,由于用抽气量会存在变化,设备并不在固定的工况下运行,而设备产气压力的高低则直接影响到实际功率的大小,抽气压力越高,所需的功率也越大。为满足用抽气量的变化要求,要进行适当的调节,一般设计余量较大,所以设备产气都要大于用气量。

    本发明通过变频改造可在保证生产所需要的压力下运行,电机输入功率大大下降,辅以压力闭环控制,实现设备产气压力—转速的动态匹配,减少电机的实际输入功率,从而达到节能的目的。且压力稳定性提高,而且压力可无级设定,随时可调,电机实现软启动,增加设备的使用寿命及检修周期。

    本发明真空系统,相对现有技术下采用透风机实现真空度调节而言,具有以下有益效果:

    (1)取消用阀门控制压力调节方式,以避免由此导致的电能浪费。系统根据实际需要调节电机的转速来调整压力,使电机输出的 功率与流量需求基本上成正比关系,从而使电机高效率工作,以达到明显的节电效果。

    (2)利用专用变频器的节能模式,可使电机在轻载时以最高效率运行,减少不必要的电能损耗;

    (3)可使电机起动、加载时的电流平缓上升,没有任何冲击;可使电机实现软停,避免反生电流造成的危害,有利于延长设备的使用寿命;避免因电流峰值带来的电力公司的???;

    (4)采用精确控制系统后,可以实时监测真空管路中气体的压力,使管路中的气体的压力保持恒定,提高生产效率和产品质量;

    (5)电机在高效率状态下运行,功率因数较高,降低了无功损耗,节约了大量电能。

    根据实际生产中,以一台配备功率为220kw的50型水环真空泵为例,将该设备改造前后电流及用电量的变化进行统计分析,发现采用节能稳压控制系统后,不但可节约20~40%的电能,延长真空泵的使用寿命,而且提高真空度的稳定,对生产稳定和产品质量有所改善。

    以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的?;し段?。

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