使用变频器的液位控制系统

（一）使用调节阀的液位控制系统

某实验室原采用调节阀控制液位，原理如图10-64所示。当液面

低于设定值时，由PID调节器控制，使调节阀打开，水源经水泵、调

上升；当液面高于设定值

时，由PID调节器控制，使

调节阀关闭，水源停止向储

水槽供水，从而使液面高度

下降。经调节器和调节阀的

控制，使液面高度稳定在某

一数值上。

上述控制过程中不难

图10-64 调节阀液位控制系统原理图发现，无论调节阀打开、还

是完全关闭，水泵一直在运行，水泵电机一直在工作。在调节阀关闭

时，由于管路截流，而水泵电机照常运行，这不仅白白浪费电能，而

且会造成管路水压过大以及电机的过载，从而影响了管道和电机的使

用寿命。

由于采用调节阀的液位控制系统存在上述缺点，后来对该液位控

制系统进行改造，拟采用已有的BBP-3.7kW变频器对水泵电机进行控

制。该变频器的容量满足要求，但该变频器无频率的外控功能，为使

该型变频器实现频率外控，对该变频器的频率控制功能进行了开发。

（二）BBP-D-3.7kW变频器频率外控功能的实现

BBP-D-3.7kW变频器原未设计频率外部给定端子，其控制端子排也

没有提供外部给定信号的输入端子。若对三相交流异步电动机的转速

进行控制，唯一的办法是调节面板上的给定电位器。这种频率信号的

给定方法属于频率内控。由于外部信号无法输入该变频器，因此就无

法用该变频器代替液位控制系统中的调节阀。

后来对变频器的控制端子排与外部连线作简单变动，则实现了该

变频器由频率内控变为频率外控。

BBP-D-3.7kW 变频器的控制端子排如图10-65所示，端子排中，2、5端为频率给

定信号输入端，且2端为正，5端为负，调整与5和10端相连的电位器（该电位器就是面板上的频率给定电位器），可使2

—5端输入的电压信号在0～5V 之间变

化，对应输出频率为0～

62Hz ；10端

为内部+5V 电

源正极输出端，5端为内部+5伏电源地端。

将BBP-D-3.7kW 变频器由频率内控变为频率外控的一种简单方法就是甩掉端子5和端子10间的电位器RP （面板上的频率给定电位器），使端子5、10、2间在外部相互断开，并将端子2、端子5之间接250Ω电阻，使4～20mA 电流在250Ω电阻上形成电压控制信号，且信号极性2端为正，5端为负。

（三）使用变频器的液位控制系统

采用BBP-D-3.7kW 变频器的液位控制系统及电路如图10-66所示。图中在变频器输入端采用自动空气开关QF 、交流接触器KM 的控制，加强了对变频器的保护。

在正常运行时，调节器的输出为4～20mA 的直流电流信号，在变频器2—5端的250Ω的标准电阻上，形成1～5V 的直流电压信号。

用变频器代替调节阀后，在液面位置动态调节过程中，由PID 调节器送入变频器的信号始终在1～5V 变化，因此变频器始终处于运转状态，水泵电机靠速度变化控制进水流量，实现“柔和”调节，避免出现调节阀控制时出现的电机过载及管道的“水锤效应”，增加了电机及管道的使用寿命，节省了气源，并实现节能。

图10-66 BBP-D-3.7kW 变频器控制液位调节系统