臺安SV300變頻器在門窗試驗機上的應用

一、 引言
門窗試驗機應用于工廠、建筑工程質量檢驗站、建筑公司、產品質量檢驗所、科研院所等的生產檢驗、開發研究等，目前的門窗試驗機普遍存在著效率低、能耗大、噪音大、生產工藝復雜等缺點。2002年4月國家質量監督局發布了新標準，GB/T 7106——-2002 《建筑外窗抗風壓性能分級及檢測方法》、GB/T 7107——-2002 《建筑外窗氣密性能分級及檢測方法》、GB/T 7108——-2002 《建筑外窗水密性能分級及檢測方法》并于2002年12月1日開始實施。
針對門窗試驗機要求, 次此我們采用高性能通用性SV300變頻器。

二、 門窗試驗機的風壓控制技術要求及工作原理
微機控制門窗試驗機由微機、具有可編程功能的SV300變頻器，交流電動機，鼓風機，靜壓箱，傳感器等組成，配有風機壓力控制專用軟件。上位微機主要完成數據處理、圖形處理、數據管理、控制試驗過程。風壓控制由SV300變頻器直接控制風機轉速達到控制風壓。
國家標準要求：
預備加正負壓檢測 .要求每段保持±500Pa壓力時間為3秒。上升斜率為100Pa/S。下降時間不小于1秒。
氣密性檢測正負壓檢測，壓力分別為±10Pa、±50Pa、±100Pa、±150Pa、±100Pa、±50Pa、±10Pa，每個臺階保持時間為10秒。
水密性穩定檢測 　壓力分別為100Pa、150Pa、200Pa、250Pa、300Pa、350Pa、400Pa、500Pa、600Pa、700Pa、800Pa、900Pa每個臺階保持時間為5分鐘。
水密性波動檢測 壓力分別為50Pa——150Pa、70Pa——230Pa、100Pa——300Pa、120Pa——380Pa、150Pa——450Pa、170Pa——530Pa、200Pa——600Pa、250Pa——750Pa、300Pa——900Pa、350Pa——1050Pa、400Pa——1200Pa、450Pa——1350Pa每個可變臺階保持時間為5分鐘。在每個可變臺階保持時間5分鐘內，壓力在本臺階的上下限間波動周期為3～5s/每次。
抗風壓正負壓檢測 壓力分別為±250Pa、±500Pa、±750Pa、±1000Pa、±1250Pa、±1500Pa、±1750Pa、±2000Pa每個臺階保持時間為10秒。

三、 SV300變頻器應用在門窗試驗機的風壓控制系統上
由于控制系統要求多段風壓控制，控制時必須采用閉環控制，普通變頻器只有八段速控制，達不到要求，只能采用傳統的風閥控制方法，缺點是噪音大、耗能。而SV300變頻器具有可編程功能，可用梯形圖編程工具SV300-Driverlink, SV300-Driverlink是一個符合IEC1131-3標準的編程工具，它可以用來設計SV300的控制邏輯和參數。SV300-Driverlink可以創建參數，故障信息和其他與應用相關的特性。編寫其專用程序，用變頻器直接控制風機，達到控制風壓要求。系統控制模式通過編程實現，變頻器具有一個標準模擬電流輸入端，六個開關量輸入端，一個模擬量輸出端，兩個繼電器輸出端。
風壓檢測采用輸出為4mA～20mA電流信號的壓力傳感器，為提高精度，選用±6000Pa, 0～1500Pa, ±600Pa三塊壓力傳感器。預備加壓正負壓檢測, 氣密性檢測正負壓檢測采用±600Pa 壓力傳感器。水密性穩定檢測和水密性波動檢測采 0～1500Pa壓力傳感器。抗風壓正負壓檢測采用±6000Pa 壓力傳感器。風壓設定通過變頻器的S2,S4,S5,S6開關量輸入端設定，四個開關量可確定16個工作模式，每種工作模式對應一種壓力檢測。每種壓力檢測的壓力設定和工作時間由變頻器編程實現。
變頻器輸入信號設置

如圖1，變頻器輸入端子接線圖，由變頻器+24V電源給壓力傳感器供電，傳感器輸出電流4mA-20mA送給變頻器的AIN+端子，AGND端子接+24V的地，傳感器輸入電流構成回路。S1端子接變頻器啟動/停止開關Start，控制變頻器啟動停止。S2、S6 、S5、 S4 端子分別接控制模式開關K8 K4 K2 K1。S3端子接開關K，用于在檢測中跨過當前檢測段。L1 L2 L3 為交流三相380V電源輸入端。P ，PR 連接制動電阻。U V W 連接三相交流電動機。把風壓控制設置成12個控制模式，對應于風壓控制要求。為檢測變頻器是否正常工作，設置控制模式12，開環固定頻率輸出。為對壓力表校正設置控制模式15。各模式功能和采用壓力表如下：
控制模式0：預備加正壓檢測 . 采用±600Pa表（4～20mA）壓力信號。
控制模式1：預備加負壓檢測 采用±600Pa表（4～20mA）壓力信號。
控制模式2：氣密性檢測正壓檢測 采用±600Pa表（4～20mA）壓力信號。
控制模式3：氣密性檢測負壓檢測 采用±600Pa表（4～20mA）壓力信號。
控制模式4：水密性穩定檢測 采用1500Pa表（4～20mA）壓力信號。
控制模式5：水密性波動檢測 采用1500Pa表（4～20mA）壓力信號。
控制模式6：抗風壓正壓檢測 　采用±6kPa表（4～20mA）壓力信號。
控制模式7：抗風壓負壓檢測 采用±6kPa表（4～20mA）壓力信號。
控制模式8：重復檢測正壓檢測 　 采用±6kPa表（4～20mA）壓力信號。
控制模式9：重復檢測負壓檢測　　 采用±6kPa表（4～20mA）壓力信號。
控制模式10：定級檢測正壓檢測 　 采用±6kPa表（4～20mA）壓力信號。
控制模式11：定級檢測負壓檢測　　 采用±6kPa表（4～20mA）壓力信號。
控制模式12：固定頻率輸出。
控制模式15：壓力表校正。
實驗調試結果分析水密性穩定檢測實際壓力曲線 , 壓力穩定誤差小于5%。

四、 結論
本系統充分利用了SV300變頻器具有可編程功能。實現了其它普通變頻器無法實現的功能。本系統如下優點：
1 人機界面友好，生產安裝方便，操作簡單
試驗機系統由微機控制，在控制界面上有各種控制運行按鈕和顯示指示燈，操作簡單。風壓控制采用變頻器，大量減少了過去試驗機上使用的繼電器、接觸器，簡化了生產過程，提高了生產效率，系統成本低具有優良的性價比。同時具有良好的人機界面。
2 運行安全，性能可靠
試驗機系統具有自動和手動兩種控制方式，控制系統具有自檢功能和傳感器校正功能。增加了系統可靠性，控制精度高。
3 高效節能，減小噪音
采用變頻器控制風壓，縮短了工作周期，同時在需要小風壓時，變頻器輸出頻率低，控制系統節電效果明顯，大大降低了風機的噪音。改善了工作環境。