SV300變頻器在門窗試驗(yàn)機(jī)上的應(yīng)用

一、 引言
門窗試驗(yàn)機(jī)應(yīng)用于工廠、建筑工程質(zhì)量檢驗(yàn)站、建筑公司、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所、科研院所等的生產(chǎn)檢驗(yàn)、開發(fā)研究等，目前的門窗試驗(yàn)機(jī)普遍存在著效率低、能耗大、噪音大、生產(chǎn)工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)。2002年4月國家質(zhì)量監(jiān)督局發(fā)布了新標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 7106---2002 《建筑外窗抗風(fēng)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(shí)施。

針對門窗試驗(yàn)機(jī)要求, 次此我們采用高性能通用性SV300變頻器。

二、 門窗試驗(yàn)機(jī)的風(fēng)壓控制技術(shù)要求及工作原理

微機(jī)控制門窗試驗(yàn)機(jī)由微機(jī)、具有可編程功能的SV300變頻器，交流電動(dòng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)，靜壓箱，傳感器等組成，配有風(fēng)機(jī)壓力控制專用軟件。上位微機(jī)主要完成數(shù)據(jù)處理、圖形處理、數(shù)據(jù)管理、控制試驗(yàn)過程。風(fēng)壓控制由SV300變頻器直接控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到控制風(fēng)壓。

國家標(biāo)準(zhǔn)要求：

預(yù)備加正負(fù)壓檢測 .要求每段保持±500Pa壓力時(shí)間為3秒。上升斜率為100Pa/S。下降時(shí)間不小于1秒。

氣密性檢測正負(fù)壓檢測，壓力分別為±10Pa、±50Pa、±100Pa、±150Pa、±100Pa、±50Pa、±10Pa，每個(gè)臺階保持時(shí)間為10秒。
水密性穩(wěn)定檢測 　壓力分別為100Pa、150Pa、200Pa、250Pa、300Pa、350Pa、400Pa、500Pa、600Pa、700Pa、800Pa、900Pa每個(gè)臺階保持時(shí)間為5分鐘。
水密性波動(dòng)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(gè)可變臺階保持時(shí)間為5分鐘。在每個(gè)可變臺階保持時(shí)間5分鐘內(nèi)，壓力在本臺階的上下限間波動(dòng)周期為3~5s/每次。
抗風(fēng)壓正負(fù)壓檢測 壓力分別為±250Pa、±500Pa、±750Pa、±1000Pa、±1250Pa、±1500Pa、±1750Pa、±2000Pa每個(gè)臺階保持時(shí)間為10秒。

三、 SV300變頻器應(yīng)用在門窗試驗(yàn)機(jī)的風(fēng)壓控制系統(tǒng)上

由于控制系統(tǒng)要求多段風(fēng)壓控制，控制時(shí)必須采用閉環(huán)控制，普通變頻器只有八段速控制，達(dá)不到要求，只能采用傳統(tǒng)的風(fēng)閥控制方法，缺點(diǎn)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(gè)符合IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)的編程工具，它可以用來設(shè)計(jì)SV300的控制邏輯和參數(shù)。SV300-Driverlink可以創(chuàng)建參數(shù)，故障信息和其他與應(yīng)用相關(guān)的特性。編寫其專用程序，用變頻器直接控制風(fēng)機(jī)，達(dá)到控制風(fēng)壓要求。系統(tǒng)控制模式通過編程實(shí)現(xiàn)，變頻器具有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模擬電流輸入端，六個(gè)開關(guān)量輸入端，一個(gè)模擬量輸出端，兩個(gè)繼電器輸出端。

風(fēng)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(yù)備加壓正負(fù)壓檢測, 氣密性檢測正負(fù)壓檢測采用±600Pa 壓力傳感器。水密性穩(wěn)定檢測和水密性波動(dòng)檢測采用0~1500Pa壓力傳感器。抗風(fēng)壓正負(fù)壓檢測采用±6000Pa 壓力傳感器。風(fēng)壓設(shè)定通過變頻器的S2,S4,S5,S6開關(guān)量輸入端設(shè)定，四個(gè)開關(guān)量可確定16個(gè)工作模式，每種工作模式對應(yīng)一種壓力檢測。每種壓力檢測的壓力設(shè)定和工作時(shí)間由變頻器編程實(shí)現(xiàn)。
變頻器輸入信號設(shè)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(gòu)成回路。S1端子接變頻器啟動(dòng)/停止開關(guān)Start，控制變頻器啟動(dòng)停止。S2、S6 、S5、 S4 端子分別接控制模式開關(guān)K8 K4 K2 K1。S3端子接開關(guān)K，用于在檢測中跨過當(dāng)前檢測段。L1 L2 L3 為交流三相380V電源輸入端。P ，PR 連接制動(dòng)電阻。U V W 連接三相交流電動(dòng)機(jī)。把風(fēng)壓控制設(shè)置成12個(gè)控制模式，對應(yīng)于風(fēng)壓控制要求。為檢測變頻器是否正常工作，設(shè)置控制模式12，開環(huán)固定頻率輸出。為對壓力表校正設(shè)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(yù)備加正壓檢測 . 采用±600Pa表（4~20mA）壓力信號。
控制模式1：預(yù)備加負(fù)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(fù)壓檢測 采用±600Pa表（4~20mA）壓力信號。
控制模式4：水密性穩(wěn)定檢測 采用1500Pa表（4~20mA）壓力信號。
控制模式5：水密性波動(dòng)檢測 采用1500Pa表（4~20mA）壓力信號。
控制模式6：抗風(fēng)壓正壓檢測 　采用±6kPa表（4~20mA）壓力信號。
控制模式7：抗風(fēng)壓負(fù)壓檢測 采用±6kPa表（4~20mA）壓力信號。
控制模式8：重復(fù)檢測正壓檢測 　 采用±6kPa表（4~20mA）壓力信號。
控制模式9：重復(fù)檢測負(fù)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(fù)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(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果分析
水密性穩(wěn)定檢測實(shí)際壓力曲線 , 壓力穩(wěn)定誤差小于5%，

四、 結(jié)論

本系統(tǒng)充分利用了SV300變頻器具有可編程功能。實(shí)現(xiàn)了其它普通變頻器無法實(shí)現(xiàn)的功能。本系統(tǒng)如下優(yōu)點(diǎn)：
1 人機(jī)界面友好，生產(chǎn)安裝方便，操作簡單
試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)由微機(jī)控制，在控制界面上有各種控制運(yùn)行按鈕和顯示指示燈，操作簡單。風(fēng)壓控制采用變頻器，大量減少了過去試驗(yàn)機(jī)上使用的繼電器、接觸器，簡化了生產(chǎn)過程，提高了生產(chǎn)效率，系統(tǒng)成本低具有優(yōu)良的性價(jià)比。同時(shí)具有良好的人機(jī)界面。
2 運(yùn)行安全，性能可靠
試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式，控制系統(tǒng)具有自檢功能和傳感器校正功能。增加了系統(tǒng)可靠性，控制精度高。
3 高效節(jié)能，減小噪音
采用變頻器控制風(fēng)壓，縮短了工作周期，同時(shí)在需要小風(fēng)壓時(shí)，變頻器輸出頻率低，控制系統(tǒng)節(jié)電效果明顯，大大降低了風(fēng)機(jī)的噪音。改善了工作環(huán)境。