具体到技术细节,我们在此不直接把变频器作为描述的对象,而是把变频器控制柜作为整体来描述,简称控制柜。
一般来说,控制柜需要实现三方控制:bas、fas、本地盘柜。其中,bas、fas作为远程控制,只要fas启动,bas需要自动屏蔽。在控制柜上应该有本地/远程切换开关。需要注意的是,在此系统中,很多地铁线要求在变频器边安装旁路,当变频器出现故障,或者是出现火灾,风机能立即从旁路启动,直接工频运行,此情况下,控制柜上需要变频/工频转换开关,保证在本地控制时,也能选择变频/工频两种启动方式。
其实控制要求描述到此,我们能够判断,在变频器柜内,不能单单只有变频器,还需要安装小型plc系统。也有一些地铁线路中,控制柜内没有小型plc,因为在每一个车站,都有一套大型plc系统,来处理整座车站中所有任务,那么,前面所描述的控制要求,就能够交给这套plc来完成。当然,在此没有谁好谁劣的比较,只是在前期设计时,要由设计方来规划考虑了。
如果选择在控制柜中安装小型plc,也有一个需要选择的命题:柜内plc与车站plc系统之间是采用通讯的方式,还是采用数字/模拟量方式。这两种方案都是可行的,只是到目前为止,人们好像还是觉得后者的可靠性与可维护性要高一些,这也是智者见智的问题,在此不作讨论。当然,通讯是发展的趋势,同时,也是安全可行的方案,应该大力推广。
柜内plc与车站系统plc采用的是数字/模拟量方式,在柜门上安装有“本地/远程”,“变频/工频”选择开关。柜内plc采用施耐德小型plc,变频器是atv61。柜内plc采用数字/模拟量来控制atv61,需要特别指出的是:因为atv61内置modbus/canopen两种通讯方式,采用施耐德小型plc,可以直接用通讯的方式来控制变频器atv61的运行,不会额外增加任何成本,并且已经有地铁线路采纳这种方式。
正常工况下,车站plc根据站内温度、湿度,判断需要多大流量的供风,然后通过模拟量的形式,控制atv61的速度,达到控制的目的。如果某时刻atv61出现硬件故障,无法启动,由选择开关选择为“工频”,直接在工频下启动风机。出现火灾,车站需要排烟,这两台风机必须作为排烟风机运行,必须在50hz反向运行,高速排烟。如果此时控制系统出现问题,通过柜门按钮启动排烟。
3.2 区间隧道通风系统
地铁隧道在几个车站之间都设有一个区间风道,每座区间风道内设有2台可逆转耐高温轴流风机。根据地铁线路的长短,区间风道的数量在4~6座。地铁运营正常工况时,风机每天连续运行8小时,单风机运行或双风机并联运行。
当区间夜间通风时,通过风阀转换实现对区间的通风换气。同时该风机兼容车站及区间阻塞、火灾工况下事故通风。通常情况下,这些风机不需要控制其流量,只需要平稳启停,不能对电网产生冲击。施耐德软起动器ats48可以有效解决这个问题,从技术角度上讲,软起动的应用更加简单,其核心是在于软起动的控制回路的设计。当然,与上面有关变频器的描述一样,软起动控制柜作为一个整体来描述。在柜门上有本地/远程控制选择开关,远程控制包括bas与fas系统。
其中,出现火灾,需要排烟,软起动数字量输入li4定义成禁止所有保护,让软起动强行启动,即使此时软起动有故障。
4 地铁行业对变频器的要求
地铁行业对变频器/软起动的技术难度要求不高,许多厂家的产品都能达到,但是地铁行业也有一些特殊的要求,特别是变频器:
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