工业锅炉汽包水位控制系统设计(7)
3.4 系统模块选择与地址分配
根据控制要求，汽包水位监测需要一个模拟量输入点；PLC控制变频器需要一个模拟量输出点；上下限报警需要两个数字量输出点。系统还需要有“手动/自动”切换，即在调试时，由现场手动操作水泵运行，正常生产时由PLC控制水泵运行，这两种状态的转换可通过接通或断开PLC控制回路来实现，设置一个数字量输入点。所以本系统需要5个数字量输出点、1个数字量输入点、1个模拟量输入点、1个模拟量输出点。
查S7-200PLC模块特征表，由于选用的是CPU226模块，本身具有24个数字量输入/ 16个数字量输出点，所以不需带数字量输入/输出扩展模块。另外还要选取模拟量输入/输出模块。EM235是具有4个模拟量输入通道/1个模拟量输出通道，对以本工程来说应该满足要求了，但如果只选1个EM235模块，那么系统中就只有一个模拟量输出通道，如果这一通道一旦出现问题，那么系统就失去作用。所以改为选取一个具有4个模拟量输入通道的EM231模块和一个具有2个模拟量输出通道的EM232模块。如表3.1所示。
表3.1 I/O 点及系统分配表
输入信号 输出信号
名称 地址号 名称 地址号
水位检测 AI0.0 低水位 Q0.3
手动/自动切换 I0.0 高水位 Q0.2
工频运行 Q0.0
变频运行 Q0.1
水位控制 AQ0.2
3.5变频器工作原理
变频器从电网接收工频50Hz的交流电，经过恰当的强制变换方法，将输入的工频交流电变换成为频率和幅值都可调节的交流电输出到交流电动机，实现交流电动机的变速运行。将工频交流电变换成为可变频的交流电输出的变换方法主要有两种：一种称为直接变换方式，又称为交—交变频方式，它是通过可控整流和可控逆变的方式，将输入的工频电直接强制成为需要频率的交流输出，因而称其为交流—交流的变频方式。另一种称为间接变换方式，又称为交流-直流-交流变频方式。三相交流电引入整流装置通过整流器得到直流电，对直流电利用可控开关器件控制其导通次序、开关频率、导通时间可以实现调频、调压的效果。常规的控制方式只能得到阶梯波形的输出电压，高次谐波分量较多，不利于电机的稳定运行。采用SPWM技术，按照有关算法控制逆变电路的触发信号，即控制可控开关器件的导通角度按正弦规律变化，这样变频器实际输出的电压是一系列宽度按正弦规律变化的脉冲，这种电压波形中含有的高次谐波分量少，经过滤波后可以等效为正弦电压波形，这样可以极大地提高变频器的控制效果能够使电机稳定运行。