一、應(yīng)用需求
天然氣從入口管線進來，經(jīng)過過濾，然后在一級氣缸中被壓縮；冷卻后經(jīng)過一級過濾器，進入二級氣缸被壓縮，冷卻后經(jīng)過二級過濾器，再經(jīng)過除油器除油，最后達到高壓排出。
入口和出口壓力由壓力傳感器控制，從而使壓縮機在一定操作參數(shù)下運轉(zhuǎn)；一級進氣口的氣體經(jīng)過壓縮后的一級排氣溫度為此機組的最高溫度，此值有報警和停機功能，主要用于機組故障判斷，其溫度值最高可以達到160℃，但建議不要超過120℃，以免影響密封件的使用壽命；液壓油的溫度由溫度傳感器控制，超溫65℃報警，低溫15℃自動開啟油箱加熱器，達到合適工況再進行液壓油循環(huán)。
機組的冷卻系統(tǒng)為風(fēng)冷式，通過英威騰變頻器控制風(fēng)機對液壓油和天然氣直接冷卻
本機組系統(tǒng)流程圖：
二、控制要求
本文僅以英威騰變頻器在新型無房體裸機改造使用現(xiàn)場的要求為例進行說明，具體控制要求有如下：
客戶需求一臺5.5千瓦變頻器控制冷卻風(fēng)機，并在觸摸屏上能夠修改頻率參數(shù)。其中對變頻器及控制要求主要包括：
a)通過西門子S7-200 PLC上485通訊口modbus rtu協(xié)議寫調(diào)速程序，映射到西門子smartline觸摸屏，使之可以通過觸摸屏調(diào)節(jié)英威騰變頻器頻率。
b)通過變頻器端子排硬接線控制風(fēng)機的啟停
c)顯示風(fēng)機實際頻率到觸摸屏上
d)故障報警輸出具體內(nèi)容也在屏幕上有顯示。
e)想用PID功能通過一個溫度變送器模擬量輸入信號實現(xiàn)閉環(huán)速度調(diào)控（這點未作出）
下面為現(xiàn)場調(diào)試圖片：
三、英威騰Goodrive200A變頻器的介紹
Goodrive200A高性能開環(huán)矢量變頻器，可用來控制異步電機交流感應(yīng)電機。產(chǎn)品采用與目前國際最領(lǐng)先技術(shù)完全同步無無速度傳感器矢量控制技術(shù)，運用DSP控制系統(tǒng)，并且強化產(chǎn)品的可靠性和環(huán)境的適應(yīng)性，更能更優(yōu)化，應(yīng)用更靈活，性能更穩(wěn)定。
Goodrive200A變頻器具有有意的矢量控制性能，實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制、速度控制一體化，能滿足不同客戶多種應(yīng)用需求。同時，Goodrive200A變頻器具有超出同類產(chǎn)品的防跳閘性能和適應(yīng)惡劣電網(wǎng)、溫度、濕度和粉塵能力，極大提高產(chǎn)品可靠性。
Goodrive200A變頻器采用模塊化設(shè)計，在滿足客戶通用需求的前提下，通過擴展設(shè)計可以靈活地滿足客戶個性化需求。強大的速度控制、轉(zhuǎn)矩控制、簡易PLC、靈活的輸入輸出端子、脈沖頻率給定、擺頻控制和PID控制等，滿足各種復(fù)雜傳動的要求，對降低成本，提高系統(tǒng)可靠性具有極大的價值。
Goodrive200A變頻器通過電磁兼容性整體設(shè)計，滿足客戶對應(yīng)用場所的低噪音、低電磁干擾的環(huán)保要求。其他參數(shù)如下圖所示：
四、現(xiàn)場接線及調(diào)試
系統(tǒng)頻率是由S7-200 PLC控制器通過modbus RTU協(xié)議給變頻器控制命令的，Goodrive200A系列變頻器在通訊設(shè)置上也是極為簡易。
4.1 系統(tǒng)調(diào)試
調(diào)試主要要解決幾個問題：
一.怎樣控制冷卻風(fēng)扇電機啟停
二.怎樣將采集到的頻率值映射到觸摸屏上
三.怎樣實現(xiàn)故障報警功能
四.怎樣在觸摸屏上寫頻率到變頻器上實現(xiàn)遠程手動調(diào)速
五.怎樣利用PID功能通過一個溫度變送器模擬量輸入信號實現(xiàn)閉環(huán)速度調(diào)控
查看手冊利用多功能輸入端子，P05.01，利用參數(shù)1：正轉(zhuǎn)運行（FWD），因為變頻器本身+24V與PW短接，現(xiàn)只用將端子排的S1與COM公共端通過中繼的常開觸點，中繼的線圈直接到冷卻風(fēng)機啟停PLC輸出點即可，然后在基本功能組P00.01運行指令通道設(shè)置為1端子運行通道，端子控制模式P05.13為0,二線制控制使能方向合一，這樣冷卻風(fēng)機即可實現(xiàn)通過變頻器硬接線啟停。
查看手冊利用模擬量輸出AO1與GND參考零電位，與EM231模擬量輸入PLC模塊上的信號電纜相連（AO1與RA、A+，GND與A-）形成二線制接法，因為是4-20mA電流信號，變頻器內(nèi)部跳線J1切換到下端I側(cè)，在P06.18，下限對應(yīng)AO1輸出為2V，按照1mA電流相當于0.5V電壓來計算，那么4mA對應(yīng)就為2V，這個計算很有技巧性。我們PLC輸入采集點在觸摸屏上定義一個可讀變量即可將頻率數(shù)據(jù)通過端子排硬接線映射到屏幕上。
查看手冊利用一組繼電器輸出RO1A與RO1C公共端，通過一對常開點控制繼電器輸出報警信號，RO1A接到PLC輸入點的一個報警開關(guān)點位，RO1C接到開關(guān)電源的24V上，調(diào)整輸出端子組P06.03,其值設(shè)置為5變頻器故障，這樣即完成了變頻器故障報警寫入到PLC，繼而觸發(fā)觸摸屏報警位功能。
查看手冊變頻器串行通信功能組，在S7-200 plc上定義好了modbus rtu協(xié)議相關(guān)參數(shù)，站地址即P14.00為2，通訊比特率即P14.01為3:9600BPS，數(shù)據(jù)位效驗為奇校驗2（O，8,1）for RTU，通訊應(yīng)答延時為40ms，打通A頻率指令選擇P00.06為8：modbus通訊，咨詢技術(shù)支持，此處485的J5跳線是不用更改的，硬接線西門子S7-200 226通訊端口PORT0上的3、8針接到485±極上，因為只用到了通訊設(shè)置頻率，查手冊其modbus地址為16進制2001H，轉(zhuǎn)換成十進制保持寄存器為40001+8193=48194，即把地址寫入PLC，在觸摸屏上對應(yīng)點位讓其讀寫，參見相關(guān)程序：
查看手冊P09組PID控制組參數(shù)，P09.00中PID給定源為模擬量通道2：模擬量通道AI2給定，這里是一組溫度信號，通過溫度的變化自動調(diào)整頻率轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)閉環(huán)控制，AI2模擬量輸入的設(shè)置參見AO1模擬量輸入的設(shè)置和接線，設(shè)置相關(guān)的上下限量程和區(qū)間范圍值，由于交稿時間倉促，這個現(xiàn)階段正在試驗中，相關(guān)的參數(shù)也正處于調(diào)試過程中。
其他參數(shù)都是參見電機銘牌還有變頻器本身默認參數(shù)來調(diào)試。
變頻器關(guān)鍵參數(shù)表設(shè)置：
本系統(tǒng)變頻器具有短路、過載、過壓、缺相、失速等多種保護和故障輸出功能，能有效保證系統(tǒng)安全高效的運行。
五、結(jié)束語
通過使用英威騰變頻器，得到了很多意想不到的優(yōu)點
1、啟動平衡 ，起動電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了啟動時對電網(wǎng)的沖擊；
2、節(jié)能增效，通過調(diào)節(jié)頻率改變冷卻風(fēng)機轉(zhuǎn)速，使其在閑暇時節(jié)約電能，在使用高峰期能夠超頻，提高效率；
3、強大的modbus通訊可以通過程序自如的控制風(fēng)機運轉(zhuǎn)；
4、強大的PID功能通過一個溫度變送器模擬量輸入信號實現(xiàn)閉環(huán)速度調(diào)控。
參考文獻：[1] Goodrive200A產(chǎn)品說明書
[2]西門子S7-200 cn 技術(shù)參考手冊
[3]西門子精彩面板smartline系列技術(shù)參考手冊
