摘要：公司核心經(jīng)營(yíng)團隊擁有二十多年從事壓縮機設計制造的工作經(jīng)歷，與華中科技大學(xué)液壓與氣動(dòng)技術(shù)研究中心合作推出了適用于CNG子站工況的填補國內空白的全風(fēng)冷立式天然氣液壓壓縮機系列產(chǎn)品——新型節能環(huán)保天然氣液壓壓縮機，獲得了十多項專(zhuān)利，并率先在行業(yè)內通過(guò)整機安全防爆合格認證，牽頭起草了汽車(chē)加氣站用液壓天然氣壓縮機行業(yè)標準（JB/T11402-2013）。新型節能環(huán)保天然氣液壓壓縮機以其“安全、節能、環(huán)保、投資省、結構簡(jiǎn)單”等諸多優(yōu)點(diǎn)，受到用戶(hù)廣泛贊譽(yù)和青睞，產(chǎn)品已在全國二十多個(gè)?。▍^）使用，市場(chǎng)占有率名列前茅。產(chǎn)品被科技部技術(shù)創(chuàng )新基金委員會(huì )認定為國家技術(shù)創(chuàng )新產(chǎn)品，其技術(shù)先進(jìn)性、可靠性、經(jīng)濟性和行業(yè)領(lǐng)先地位受到全國矚目。本文針對公司風(fēng)冷器變頻調速為例，介紹英威騰Goodrive200A在CNG天然氣子站壓縮機上的應用。

關(guān)鍵詞：Goodrive200A 液壓立式 風(fēng)冷器 Modbus RTU

一、 應用需求

天然氣從入口管線(xiàn)進(jìn)來(lái)，經(jīng)過(guò)過(guò)濾，然后在一級氣缸中被壓縮；冷卻后經(jīng)過(guò)一級過(guò)濾器，進(jìn)入二級氣缸被壓縮，冷卻后經(jīng)過(guò)二級過(guò)濾器，再經(jīng)過(guò)除油器除油，最后達到高壓排出。
　　入口和出口壓力由壓力傳感器控制，從而使壓縮機在一定操作參數下運轉；一級進(jìn)氣口的氣體經(jīng)過(guò)壓縮后的一級排氣溫度為此機組的最高溫度，此值有報警和停機功能，主要用于機組故障判斷，其溫度值最高可以達到160℃，但建議不要超過(guò)120℃，以免影響密封件的使用壽命；液壓油的溫度由溫度傳感器控制，超溫65℃報警，低溫15℃自動(dòng)開(kāi)啟油箱加熱器，達到合適工況再進(jìn)行液壓油循環(huán)。

機組的冷卻系統為風(fēng)冷式，通過(guò)英威騰變頻器控制風(fēng)機對液壓油和天然氣直接冷卻

本機組系統流程圖：

二、 控制要求 

本文僅以英威騰變頻器在新型無(wú)房體裸機改造使用現場(chǎng)的要求為例進(jìn)行說(shuō)明，具體控制要求有如下： 

客戶(hù)需求一臺5.5千瓦變頻器控制冷卻風(fēng)機，并在觸摸屏上能夠修改頻率參數。其中對變頻器及控制要求主要包括：

a)通過(guò)西門(mén)子S7-200 PLC上485通訊口modbus rtu協(xié)議寫(xiě)調速程序，映射到西門(mén)子smartline觸摸屏，使之可以通過(guò)觸摸屏調節英威騰變頻器頻率。

b)通過(guò)變頻器端子排硬接線(xiàn)控制風(fēng)機的啟停

c)顯示風(fēng)機實(shí)際頻率到觸摸屏上

d)故障報警輸出具體內容也在屏幕上有顯示。

e)想用PID功能通過(guò)一個(gè)溫度變送器模擬量輸入信號實(shí)現閉環(huán)速度調控（這點(diǎn)未作出）

下面為現場(chǎng)調試圖片：

三、 英威騰Goodrive200A變頻器的介紹

Goodrive200A高性能開(kāi)環(huán)矢量變頻器，可用來(lái)控制異步電機交流感應電機。產(chǎn)品采用與目前國際最領(lǐng)先技術(shù)完全同步無(wú)無(wú)速度傳感器矢量控制技術(shù)，運用DSP控制系統，并且強化產(chǎn)品的可靠性和環(huán)境的適應性，更能更優(yōu)化，應用更靈活，性能更穩定。

Goodrive200A變頻器具有有意的矢量控制性能，實(shí)現轉矩控制、速度控制一體化，能滿(mǎn)足不同客戶(hù)多種應用需求。同時(shí)，Goodrive200A變頻器具有超出同類(lèi)產(chǎn)品的防跳閘性能和適應惡劣電網(wǎng)、溫度、濕度和粉塵能力，極大提高產(chǎn)品可靠性。

Goodrive200A變頻器采用模塊化設計，在滿(mǎn)足客戶(hù)通用需求的前提下，通過(guò)擴展設計可以靈活地滿(mǎn)足客戶(hù)個(gè)性化需求。強大的速度控制、轉矩控制、簡(jiǎn)易PLC、靈活的輸入輸出端子、脈沖頻率給定、擺頻控制和PID控制等，滿(mǎn)足各種復雜傳動(dòng)的要求，對降低成本，提高系統可靠性具有極大的價(jià)值。

Goodrive200A變頻器通過(guò)電磁兼容性整體設計，滿(mǎn)足客戶(hù)對應用場(chǎng)所的低噪音、低電磁干擾的環(huán)保要求。其他參數如下圖所示：

四、 現場(chǎng)接線(xiàn)及調試

系統頻率是由S7-200 PLC控制器通過(guò)modbus RTU協(xié)議給變頻器控制命令的，Goodrive200A系列變頻器在通訊設置上也是極為簡(jiǎn)易。 

4.1 系統調試 

調試主要要解決幾個(gè)問(wèn)題： 

一.怎樣控制冷卻風(fēng)扇電機啟停 

二.怎樣將采集到的頻率值映射到觸摸屏上

三.怎樣實(shí)現故障報警功能

四.怎樣在觸摸屏上寫(xiě)頻率到變頻器上實(shí)現遠程手動(dòng)調速

五.怎樣利用PID功能通過(guò)一個(gè)溫度變送器模擬量輸入信號實(shí)現閉環(huán)速度調控

查看手冊利用多功能輸入端子，P05.01，利用參數1：正轉運行（FWD），因為變頻器本身+24V與PW短接，現只用將端子排的S1與COM公共端通過(guò)中繼的常開(kāi)觸點(diǎn)，中繼的線(xiàn)圈直接到冷卻風(fēng)機啟停PLC輸出點(diǎn)即可，然后在基本功能組P00.01運行指令通道設置為1端子運行通道，端子控制模式P05.13為0,二線(xiàn)制控制使能方向合一，這樣冷卻風(fēng)機即可實(shí)現通過(guò)變頻器硬接線(xiàn)啟停。

查看手冊利用模擬量輸出AO1與GND參考零電位，與EM231模擬量輸入PLC模塊上的信號電纜相連（AO1與RA、A+，GND與A-）形成二線(xiàn)制接法，因為是4-20mA電流信號，變頻器內部跳線(xiàn)J1切換到下端I側，在P06.18，下限對應AO1輸出為2V，按照1mA電流相當于0.5V電壓來(lái)計算，那么4mA對應就為2V，這個(gè)計算很有技巧性。我們PLC輸入采集點(diǎn)在觸摸屏上定義一個(gè)可讀變量即可將頻率數據通過(guò)端子排硬接線(xiàn)映射到屏幕上。

查看手冊利用一組繼電器輸出RO1A與RO1C公共端，通過(guò)一對常開(kāi)點(diǎn)控制繼電器輸出報警信號，RO1A接到PLC輸入點(diǎn)的一個(gè)報警開(kāi)關(guān)點(diǎn)位，RO1C接到開(kāi)關(guān)電源的24V上，調整輸出端子組P06.03,其值設置為5變頻器故障，這樣即完成了變頻器故障報警寫(xiě)入到PLC，繼而觸發(fā)觸摸屏報警位功能。

查看手冊變頻器串行通信功能組，在S7-200 plc上定義好了modbus rtu協(xié)議相關(guān)參數，站地址即P14.00為2，通訊比特率即P14.01為3:9600BPS，數據位效驗為奇校驗2（O，8,1）for RTU，通訊應答延時(shí)為40ms，打通A頻率指令選擇P00.06為8：modbus通訊，咨詢(xún)技術(shù)支持，此處485的J5跳線(xiàn)是不用更改的，硬接線(xiàn)西門(mén)子S7-200 226通訊端口PORT0上的3、8針接到485±極上，因為只用到了通訊設置頻率，查手冊其modbus地址為16進(jìn)制2001H，轉換成十進(jìn)制保持寄存器為40001+8193=48194，即把地址寫(xiě)入PLC，在觸摸屏上對應點(diǎn)位讓其讀寫(xiě)，參見(jiàn)相關(guān)程序：

查看手冊P09組PID控制組參數，P09.00中PID給定源為模擬量通道2：模擬量通道AI2給定，這里是一組溫度信號，通過(guò)溫度的變化自動(dòng)調整頻率轉速，實(shí)現閉環(huán)控制，AI2模擬量輸入的設置參見(jiàn)AO1模擬量輸入的設置和接線(xiàn)，設置相關(guān)的上下限量程和區間范圍值，由于交稿時(shí)間倉促，這個(gè)現階段正在試驗中，相關(guān)的參數也正處于調試過(guò)程中。

其他參數都是參見(jiàn)電機銘牌還有變頻器本身默認參數來(lái)調試。

變頻器關(guān)鍵參數表設置：

本系統變頻器具有短路、過(guò)載、過(guò)壓、缺相、失速等多種保護和故障輸出功能，能有效保證系統安全高效的運行。

五、 結束語(yǔ)

通過(guò)使用英威騰變頻器，得到了很多意想不到的優(yōu)點(diǎn)

1、 啟動(dòng)平衡 ，起動(dòng)電流可限制在額定電流以?xún)?，從而避免了啟?dòng)時(shí)對電網(wǎng)的沖擊；

2、 節能增效，通過(guò)調節頻率改變冷卻風(fēng)機轉速，使其在閑暇時(shí)節約電能，在使用高峰期能夠超頻，提高效率；

3、 強大的modbus通訊可以通過(guò)程序自如的控制風(fēng)機運轉；

4、 強大的PID功能通過(guò)一個(gè)溫度變送器模擬量輸入信號實(shí)現閉環(huán)速度調控。

參考文獻：

[1] Goodrive200A產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)

[2]西門(mén)子S7-200 cn 技術(shù)參考手冊

[3]西門(mén)子精彩面板smartline系列技術(shù)參考手冊