摘 要：本文結(jié)合瑞典ABB公司的PSTB系列軟啟動(dòng)器在一個(gè)污水自動(dòng)控制項(xiàng)目改造工程中的應(yīng)用，介紹了PSTB系列軟啟動(dòng)器的主要功能、原理以及應(yīng)用方法并給出了軟啟動(dòng)器的系統(tǒng)圖。
關(guān)鍵字：軟啟動(dòng)器；電動(dòng)機(jī)；污水處理廠
The Application of a New Softstarter in the SewageTreatment Plant
YE Hua，LIU Shao-cheng
（School of Electronics and Information，Jiangsu University of Science and Technology,Zhenjiang 212003，China）
Abstract：The paper presents the application of a softstarter of the PSTB series of the company of Sweden ABB in the reconstruction of a sewage treatment plant．The principle of the soflstarter is introduced and the structure of the system is presented．
Keywords：Softstarter；Electric motor
1 引言
鎮(zhèn)江市給排水管理處負(fù)責(zé)鎮(zhèn)江市污水收集處理，目前下轄7個(gè)泵站，由于污水排水系統(tǒng)的控制設(shè)備安裝的比較早，各個(gè)泵站的設(shè)備有的已經(jīng)損壞，有的不能正常工作，根據(jù)管理處的要求，我們對(duì)鎮(zhèn)江市的各個(gè)泵站的控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造。本次改造的最終目的是實(shí)現(xiàn)各個(gè)泵站無人值守功能。由于原有各個(gè)泵站MCC柜中的軟啟動(dòng)器是老一代產(chǎn)品，功能不夠完備，而且原軟啟動(dòng)器沒有旁路功能，電機(jī)啟動(dòng)后軟啟動(dòng)器一直還接入到主回路中，從而導(dǎo)致MCC柜發(fā)熱嚴(yán)重，在汛期到來時(shí)即使增加降溫設(shè)備，原有軟啟動(dòng)器還是不能很好的工作。因此MCC柜中的軟啟動(dòng)器改造作為項(xiàng)目的一部分先期進(jìn)行了實(shí)施，考慮到泵站的實(shí)際應(yīng)用情況，只是需要將進(jìn)來的污水提升到總的污水輸送泵站，并不需要保持出水的恒定，只要進(jìn)來污水達(dá)到一定水位就啟動(dòng)相應(yīng)數(shù)量的水泵就可以，因此，在這個(gè)泵站我們選擇了性價(jià)比較高的軟啟動(dòng)器，變頻器費(fèi)用太高，而且很多功能在這里也不需要，選用軟啟動(dòng)器已經(jīng)能很好的滿足需求。采用軟啟動(dòng)器，可以控制電動(dòng)機(jī)的電壓，使其在啟動(dòng)過程中逐漸地升高，很自然地限制啟動(dòng)電流。這就意味著電動(dòng)機(jī)可以平穩(wěn)地啟動(dòng)，機(jī)械和電應(yīng)力也降至最小而且還可以“軟”停車。通過比較，我們選擇了ABB公司的 PSTB系列的軟啟動(dòng)器對(duì)原有MCC柜中的電機(jī)啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行了改造。
2 ABB PSTB軟啟動(dòng)器的主要功能及工作原理
本次改造主要應(yīng)用了PSTB470軟啟動(dòng)器對(duì)原有軟啟動(dòng)器進(jìn)行了更換，ABB公司的PSTB系列的軟啟動(dòng)器是基于微處理器的軟啟動(dòng)器，該設(shè)計(jì)應(yīng)用了最新技術(shù)，為電動(dòng)機(jī)提供軟啟動(dòng)和軟停止功能。此系列軟啟動(dòng)器標(biāo)配有多個(gè)先進(jìn)的電機(jī)保護(hù)功能。設(shè)備面板上的四個(gè)按鍵和邏輯結(jié)構(gòu)的菜單，使得安裝、調(diào)試以及操作變得簡(jiǎn)單，而且還有l(wèi)O種語言可供選擇，PSTB系列的軟啟動(dòng)器還提供旁路接觸器。
2．1 PSTB470軟啟動(dòng)器功能說明[1]
2.1.1 LCD顯示屏
PSTB可選擇10種不同的語言，包括英語、德語、：意大利語、漢語、芬蘭語、瑞典語、法語、西班牙語、荷蘭語以及葡萄牙語。在PSTB屏幕上，可找到設(shè)定、調(diào)整以及排除故障所需的所有信息。這可使PSTB非常容易操作和減少誤解的機(jī)率。隨時(shí)可在屏幕上讀取輸出電流、輸出電壓、啟動(dòng)次數(shù)、總運(yùn)行時(shí)間和電動(dòng)機(jī)的溫度等數(shù)據(jù)。如有故障發(fā)生，也會(huì)在屏幕上顯示。
2.1.2 四按鍵鍵盤
PSTB面板上使用了四個(gè)按鍵，通過這四個(gè)按鍵可以很輕松地調(diào)整軟啟動(dòng)器的啟動(dòng)、停止以及電動(dòng)機(jī)保護(hù)等要求來滿足任何一種應(yīng)用場(chǎng)合。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置適合許多種常見的應(yīng)用，如水泵、輸送帶、風(fēng)扇、攪拌機(jī)以及壓濾機(jī)等，讓設(shè)定變得快速和簡(jiǎn)單。還可以設(shè)置高級(jí)預(yù)警參數(shù)，讓故障在發(fā)生前便可發(fā)現(xiàn)。它還提供密碼保護(hù)功能，防止未經(jīng)許可變更設(shè)置。
2.1．3 多種應(yīng)用類型
PSTB軟啟動(dòng)器提供多種應(yīng)用類型，例如：離心泵、液壓泵、離心風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、皮帶輸送機(jī)、破碎機(jī)、攪拌機(jī)、推進(jìn)器等等。如果應(yīng)用不再列表中，可選擇最接近的一個(gè)，然后選擇調(diào)節(jié)設(shè)置，進(jìn)行微調(diào)。
2．1．4 集成高級(jí)電動(dòng)機(jī)保護(hù)
在PSTB軟啟動(dòng)器內(nèi)部，有多種保護(hù)選項(xiàng)可供選擇，包括：電機(jī)過載保護(hù)、轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)保護(hù)、電機(jī)欠載保護(hù)、三相失衡保護(hù)、大電流保護(hù)等功能來確保電機(jī)正確運(yùn)行。
2．1．5 可編程信號(hào)繼電器
所有PSTB單元有二個(gè)編程輸入和二個(gè)編程輸出端子，每個(gè)編程輸入端可設(shè)置為：無、復(fù)位、允許、點(diǎn)動(dòng)、硬起動(dòng)等；每個(gè)編程輸出可設(shè)置為：運(yùn)行、全電壓和事件。
2．1．6 集成旁路接觸器
PSTB470里集成了ABB AF接觸器。它可以節(jié)省成本（節(jié)省在風(fēng)扇、電纜的投入和時(shí)間）、空間（軟啟動(dòng)器的體積更加小、沒有占用空間的風(fēng)扇）和能源。使用旁路接觸器，可以在正常運(yùn)行時(shí)減少至少90％以上的功率損耗。軟起動(dòng)結(jié)束，旁路接觸器閉合，使軟起動(dòng)器退出運(yùn)行，直至停車時(shí)，再次投入，這樣即延長(zhǎng)了軟起動(dòng)器的壽命，又使電網(wǎng)避免了諧波污染，還可減少軟起動(dòng)器中的晶閘管發(fā)熱損耗。
2．1．7 現(xiàn)場(chǎng)總線通訊
PSTB軟啟動(dòng)器在正面有一個(gè)連接ABB現(xiàn)場(chǎng)總線插頭的界面，用以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線的通訊。通過這個(gè)界面，用戶可以控制軟啟動(dòng)器，得到它的狀態(tài)信息，上載和下載參數(shù)。
2．2 ABB軟起動(dòng)的工作原理
軟起動(dòng)器實(shí)際上是一個(gè)晶閘管交流調(diào)壓器。通過改變晶閘管的觸發(fā)角，就可調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓。在整個(gè)起動(dòng)過程中，軟啟動(dòng)器的輸出是一個(gè)平滑的升壓過程（且可具有限流功能），直到晶閘管全導(dǎo)通，電機(jī)在額定電壓下工作[2]。
3 PSTB470軟啟動(dòng)器的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在本項(xiàng)目中共有多臺(tái)水泵，我們采用每臺(tái)水泵搭配一臺(tái)軟啟動(dòng)器的方式進(jìn)行控制。主回路采用軟啟動(dòng)器外接方式，具體如下：由圖l可知，PSTB470軟啟動(dòng)器外接在電機(jī)的主回路上，由于采用了軟啟動(dòng)器，因而，主回路非常簡(jiǎn)潔，大大提高了主回路的可靠性。
使用PSTB470后，對(duì)原有的控制信號(hào)進(jìn)行了一些調(diào)整，具體二次回路如下圖所示（圖2）
工作原理如下：
當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕START或者PLC啟動(dòng)信號(hào)RI吸合后，中間繼電器KAS得電，KAS線圈得電后，常開觸點(diǎn)吸合，主接觸器吸合、軟啟動(dòng)器獲得啟動(dòng)脈沖，軟啟動(dòng)器工作，軟啟動(dòng)運(yùn)行信號(hào)對(duì)主接觸器進(jìn)行自保，根據(jù)參數(shù)設(shè)置，初始加載30％ 電壓，隨著電壓逐漸升壓到全電壓，軟啟動(dòng)器在l0秒內(nèi)完成啟動(dòng)；電機(jī)啟動(dòng)完成后，軟啟動(dòng)器內(nèi)接觸器工作，自動(dòng)旁路。當(dāng)按下停止按鈕STOP或者PLC停止信號(hào)斷開后，軟啟動(dòng)獲得停止信號(hào)，運(yùn)行信號(hào)斷開，主接觸器失電，電機(jī)三相電源斷開，電機(jī)停止工作。
軟啟動(dòng)器參數(shù)設(shè)置如下表[1]：
4 結(jié)束語
經(jīng)實(shí)際運(yùn)行表明，采用PSTB系列軟啟動(dòng)器選型合理，運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定。解決了原有軟啟動(dòng)器發(fā)熱嚴(yán)重等問題，現(xiàn)有軟啟動(dòng)經(jīng)過一年的運(yùn)行無任何問題，達(dá)到了用戶改造的目的，而且效果良好。
參考文獻(xiàn)：
[1]ABB Softstarters PST／PSTB 安裝調(diào)試手冊(cè)[z]．
[2]顧繩谷，電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)【M】．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004，4．
