本文分析了门窗试验机的工作原理，提出了风压的要求，针对过去用电磁阀控制风压的缺点，提出了直接采用变频器控制风机方案，VACON变频器具有可编程功能，编程工具Vacon NC1131-3 Engineering是一个符合IEC1131-3标准的图形化的编程工具，它可以用来设计Vacon NX特殊的控制逻辑和参数。它包含了基本功能模块和功能模块，如各种滤波器，PI控制器和积分器。NC1131-3可以创建参数，故障信息和其他与应用相关的特性。风压控制控制中采用了PID控制算法，对传感器信号进行了非线性补偿，完成对风压的控制。用此方案研制的门窗试验机具有噪音小、、节能、生产工艺简单、实验操作方便等优点，具有很好的市场推广价值。 1 引言 门窗试验机应用于工厂、建筑工程质量检验站、建筑公司、产品质量检验所、科研院所等的生产检验、开发研究等，目前的门窗试验机普遍存在着效率低、能耗大、噪音大、生产工艺复杂等缺点。2002年4月国家质量监督局发布了新标准，GB/T 7106---2002 《建筑外窗抗风压性能分级及检测方法》、GB/T 7107---2002 《建筑外窗气密性能分级及检测方法》、GB/T 7108---2002 《建筑外窗水密性能分级及检测方法》并于2002年12月1日开始实施。 针对门窗试验机要求, 采用高性能VACON变频器开发出专用软件。芬兰瓦萨控制系统有限公司（Vacon OYJ简称芬兰瓦肯）位于芬兰的工业城市-瓦萨，是一家专注于研发、生产、销售VACON品牌变频器的大型生产企业。每年产量达到120,000台，产品功率覆盖0.55kW~2200Kw。是世界上*的一家变频器专业制造商。芬兰威肯凭借雄厚的研发实力、丰富的设计经验、独到的见解、*营销和服务网络、可靠的变频器产品，成为世界交流变频传动领域尤其是低压变频器领域的主要之一。 我们研制的微机控制门窗试验机满足zui新国家标准要求，具有动态风压控制功能，完成门窗的三性检验。成本低、控制精度高、简化生产调试过程、可靠性高、噪音低等优点。 本系统能自动完成门窗
检测仪的风压控制：预备加正负压检测、气密性检测正负压检测、水密性稳定检测、水密性波动检测、抗风压正负压检测、重复检测正负压检测、定级检测正负压检测、位移检测、气密性检测及进行等级计算。并打印出监测数据。 2 门窗试验机的风压控制技术要求及工作原理 微机控制门窗试验机由微机、具有可编程功能的VACON变频器，交流电动机，鼓风机，静压箱，传感器等组成，配有风机压力控制专用软件。上位微机主要完成数据处理、图形处理、数据管理、控制试验过程。风压控制由VACON变频器直接控制风机转速达到控制风压。 国家标准要求： 预备加正负压检测 .要求每段保持±500Pa压力时间为3秒。上升斜率为100Pa/S。下降时间不小于1秒。 气密性检测正负压检测，压力分别为±10Pa、±50Pa、±100Pa、±150Pa、±100Pa、±50Pa、±10Pa，每个台阶保持时间为10秒。 水密性稳定检测 压力分别为100Pa、150Pa、200Pa、250Pa、300Pa、350Pa、400Pa、500Pa、600Pa、700Pa、800Pa、900Pa每个台阶保持时间为5分钟。 水密性波动检测 压力分别为50Pa--150Pa、70Pa--230Pa、100Pa--300Pa、120Pa--380Pa、150Pa--450Pa、170Pa--530Pa、200Pa--600Pa、250Pa--750Pa、300Pa--900Pa、350Pa--1050Pa、400Pa--1200Pa、450Pa--1350Pa每个可变台阶保持时间为5分钟。在每个可变台阶保持时间5分钟内，压力在本台阶的上下限间波动周期为3~5s/每次。 抗风压正负压检测 压力分别为±250Pa、±500Pa、±750Pa、±1000Pa、±1250Pa、±1500Pa、±1750Pa、±2000Pa每个台阶保持时间为10秒。 3 变频器控制风压系统设计原理 由于控制系统要求多段风压控制，控制时必须采用闭环控制，普通变频器只有八段速控制，达不到要求，只能采用传统的风阀控制方法，缺点是噪音大、耗能。而VACON变频器具有可编程功能，可用模块化编程工具Vacon NC1131-3 Engineering, NC1131-3是一个符合IEC1131-3标准的图形化的编程工具，它可以用来设计Vacon NX特殊的控制逻辑和参数。I/O模块以及Vacon 的软件为系统工程师提供了一个理想的平台。VACON NC1131-3结合了框图功能来定义功能模块图（FBD）梯形图（LD）和结构文本（ST）。它包含了基本功能模块和功能模块，如各种滤波器，PI控制器和积分器。NC1131-3可以创建参数，故障信息和其他与应用相关的特性。开发其专用程序，用变频器直接控制风机，达到控制风压要求。系统控制模式通过编程实现，变频器具有两个标准模拟电流输入端，六个开关量输入端，一个模拟量输出端，两个继电器输出端，一个集电极开路输出端。变频器控制风压系统框图如图1 风压检测采用输出为4mA~20mA电流信号的压力传感器，为提高精度，选用±6000Pa, 0~1500Pa, ±600Pa三块压力传感器。预备加压正负压检测, 气密性检测正负压检测采用±600Pa 压力传感器。水密性稳定检测和水密性波动检测采用0~1500Pa压力传感器。抗风压正负压检测采用±6000Pa 压力传感器。风压设定通过变频器的DIN2,DIN4,DIN5,DIN6开关量输入端设定，四个开关量可确定16个工作模式，每种工作模式对应一种压力检测。每种压力检测的压力设定和工作时间由变频器编程实现。 3.1 变频器输入信号设置 如图2，变频器输入端子接线图，由变频器+24V
电源给压力传感器供电，传感器输出电流4mA-20mA送给变频器的AI2+端子，AI2-端子接+24V的地，传感器输入电流构成回路。DIN1端子接变频器启动/停止开关Start，控制变频器启动停止。DIN2 DIN6 DIN5 DIN4 端子分别接控制模式开关K8 K4 K2 K1，控制模式见表1。DIN3端子接开关K，用于在检测中跨过当前检测段。L1 L2 L3 为交流三相380V电源输入端。R+ ，R- 连接制动电阻。U V W 连接三相交流电动机。 3.2 变频器控制模式设计 把风压控制设置成12个控制模式，对应于风压控制要求。为检测变频器是否正常工作，设置控制模式12，开环固定频率输出。为对压力表校正设置控制模式15。各模式功能和采用压力表如下： 控制模式0：预备加正压检测 . 采用±600Pa表（4~20mA）压力信号。 控制模式1：预备加负压检测 采用±600Pa表（4~20mA）压力信号。 控制模式2：气密性检测正压检测 采用±600Pa表（4~20mA）压力信号。 控制模式3：气密性检测负压检测 采用±600Pa表（4~20mA）压力信号。 控制模式4：水密性稳定检测 采用1500Pa表（4~20mA）压力信号。 控制模式5：水密性波动检测 采用1500Pa表（4~20mA）压力信号。 控制模式6：抗风压正压检测 采用±6kPa表（4~20mA）压力信号。 控制模式7：抗风压负压检测 采用±6kPa表（4~20mA）压力信号。 控制模式8：重复检测正压检测 采用±6kPa表（4~20mA）压力信号。 控制模式9：重复检测负压检测 采用±6kPa表（4~20mA）压力信号。 控制模式10：定级检测正压检测 采用±6kPa表（4~20mA）压力信号。 控制模式11：定级检测负压检测 采用±6kPa表（4~20mA）压力信号。 控制模式12：固定频率输出。 控制模式15：压力表校正。 应用软件采用功能模块图（FBD）编程，实现各种风压控制模式，变频器风压控制控制系统软件框图如图3 3.3 实验调试结果分析 水密性稳定检测实际压力曲线如图4, 压力稳定误差小于2%， 预备加正压检测实际压力曲线如图5, 门窗试验机系统运行实际数据如表2： 表2 工 况 变 频 控 制 风 压 工 频 控 制 风 压 日 均 耗 电 48MJ 96.8MJ 节 电 率 50% 平 均 噪 声 50分贝 78分贝 4 结论 本系统充分利用了VACON变频器具有可编程功能。实现了其它普通变频器无法实现的功能。本系统如下优点： 1 人机界面友好，生产安装方便，操作简单 试验机系统由微机控制，在控制界面上有各种控制运行按钮和显示指示灯，操作简单。风压控制采用变频器，大量减少了过去试验机上使用的继电器、接触器，简化了生产过程，提高了生产效率，系统成本低具有优良的性价比。同时具有良好的人机界面。 2 运行安全，性能可靠 试验机系统具有自动和手动两种控制方式，控制系统具有自检功能和传感器校正功能。增加了系统可靠性，控制精度高。 3 节能，减小噪音 采用变频器控制风压，缩短了工作周期，同时在需要小风压时，变频器输出频率低，控制系统节电效果明显，大大降低了风机的噪音。改善了工作环境。
QQ交流群
