（酒泉集团宏兴股份有限公司焦化厂 甘肃嘉峪关 735100）
摘要：本文针对目前废水处理厂混合搅拌池存在的问题，通过变频器改造实现搅拌器自动间歇控制运行，彻底解决了搅拌器断轴、断叶片等故障，不但提高搅拌器设备自动化水平，同时提升了劳动生产率。
关键词：间歇控制；劳动生产率
一、概述
目前废水处理搅拌池采用传统的手动操作方式，其搅拌器人工手动开起来，运行两小时后人工手动停机，停一小时后人工手动开启搅拌器，这样周而复始。这样的控制方式，影响废水的处理效果，存在污水沉淀池底，甚至将搅拌器浆液埋于之中，搅拌器启动过程中出现断轴、断浆液等现象。对于这样控制方式，由于人员的懒惰性，不可能保证规律性启停搅拌器，尤其是夜间，要么搅拌器一直运行，要么搅拌器一直停用，这样会导致废水处理效果不理想。一方面，人员长期暴露在生产现场，存在一定的安全风险；另外，增加了岗位人员的工作强度，增加了设备的故障频次，不利于提高劳动生产率，制约安全生产。
二、控制方案
方案一：基于时间继电器的控制方式
控制回路中增加两个时间继电器，一个控制搅拌器运行的时间，另一个控制搅拌器停用的时间，两个时间继电器循环控制搅拌器的启停，搅拌器启机后可以实现自动间歇控制运行。
优点：控制过程简洁，成本较低，维护方便，故障率较低。
缺点：搅拌器的启停为工频启停，频繁启停加速了搅拌器电机的老化，降低搅拌器电机的使用寿命，停机瞬间易损坏接触器触头。
方案二：基于变频器的控制方式
采用变频器V/F控制，利用其内部集成时间程序块，实现变频器自动间歇循环运行。
优点：控制过程简洁，成本较低，维护方便，故障率较低，启机过程平滑，停机为自由停车模式。
缺点：需定期清理变频器内部卫生，环境温度不能超过50℃。
方案三：基于PLC的控制方式
采用PLC逻辑控制器，同过程序编程，实现搅拌器自动间歇循环运行。
优点：控制过程简洁，运行可靠。
缺点：PLC输入输出端需加装中间继电器，环境温度不能超过50℃，搅拌器的启停为工频启停，频繁启停加速了搅拌器电机的老化，降低搅拌器电机的使用寿命，停机瞬间易损坏接触器触头。
三、基于变频间歇控制的废水处理搅拌系统
工业控制领域安全可靠为第一，其次为三化要求。同过上述三种控制方案对比，方案二最优，不但安全可靠，杜绝了电机启动过程中的大电流冲击，较方案一和方案三，延长了电机的使用寿命，同时在过载条件会立即保护，避免设备故障的扩大，降低了设备故障率，从而对废水处理工序带来了一定的效益。
1.变频器控制方式
变频器控制方式采用V/F控制方式，同时调用电流限幅功能模块，确保在启机和故障状态下避免过电流现象，杜绝故障状态下损坏设备。V/F控制通过电压、频率的恒定变化来实现变频器输出转速的变化，不但实现变频器调速功能，还能实现软启动功能，搅拌器启动过程中避免了启动大电流的冲击，适于搅拌器轻负载控制系统。
2.运行方式
搅拌器系统的运行和停止通过现场操作箱来实现，系统运行变频器开始工作，经加速时间过程，变频器输出转速为系统设定转速，变频器调用自身时间功能块，运行两小时、停一小时自动循环工作。当停用该系统时，岗位通过现场操作箱停止按钮来实现，停止指令一发出，变频器立即执行自有停车功能，搅拌器电机绕组励磁失磁，搅拌器惯性停车。
3.自动间歇控制运行
在变频器快速调试完毕后，调用变频器一个时间功能块作为变频器运行频率给定的信号，另一个时间功能块作为变频器运行频率为零的信号，这另个信号经给的设定时间循环出现，作为变频器的给定频率信号，从而实现搅拌器自动间歇运行。
4.自由停车
本系统中变频器自由停车功能由自动间歇控制的停止时间功能块和现场操作箱停止按钮经过或的关系来实现。变频器接到停机命令后，立即中止输出，负载按照机械惯性自由停止。变频器通过停止输出来停机, 这时, 搅拌器电机的电源被切断, 拖动系统处于自由制动状态，由搅拌器惯性自由停车。在实际应用过程中，当变频器启动前需要首先到达一个变频器准备好的状态，所以需要提前给OFF2（自由停车）使能，再通过OFF2的状态激活ON命令才能实现ON/OFF2的功能。如果没有对OFF2（自由停车）使能，那么变频器在停车过程出现能耗制动，电机将变为发电机，逆变部分为“整流”，向直流母排方向馈电，然而变频器多数整流不可逆，此时在直流母排处电压升高，若没有能耗制动回路，变频器会因过电压而停机。其对于该系统来说，运行不可靠，甚至会损坏设备。总而言之，自由停车使用前提是其功能的激活，否侧对系统的运行影响较大，这是变频器调试前必须考虑的。
5.电流限幅及过载保护
本控制系统为自动控制系统，设备管理方面提高了自动化水平；设备安全方面减少了人员现作业现场暴露的频次，达到了本质化安全；然而设备保护的完善是设备运行的保障，对此，本控制系统中采用了变频器的电流限幅及过载保护功能，配合变频器的加速时间，限制变频器的输出功率，避免在搅拌器堵转时断轴等故障。系统运行过程中，通过电流检测，预知搅拌器运行的状态，合理安排检修计划，降低故障的影响面积。
过载保护系数一般为1.2为宜，这是考虑搅拌器桨叶上淤泥沉积的问题，系数取值太小的话在启动过程中过载保护，导致系统无法启机；系数取值太大可能导致变频器保护不动作，长时间的积累，搅拌系统会出现故障。电流限幅保护能杜绝大电流瞬间冲击导致的设备故障，及时动作保护，维检人员及时出方案解决问题。
电流限幅和过载保护功能同步使用，既解决搅拌系统堵转过载保护，又能解决大电流瞬间冲击对设备影响，保证了搅拌器自动间歇控制系统的安全运行，使得本系统运行最经济、更安全。
结束语
目前该控制系统为同行业最优方案，较其他方案成本较低、运行可靠，控制简单、自动化程度较高，最切合工业控制的要求。该系统运行过程中实现了自动间歇控制，降低了岗位人员暴露在风险中的频次，提高了本岗位劳动生产率，符合现代化企业设备管理。
参考文献
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