【正文】 ....................5圖 22 變 頻 調(diào) 速 在 風(fēng) 機(jī) 中 的 節(jié) 能 分 析 ...........................................................6圖 23 變 頻 器 主 電 路 原 理 圖 ..........................................................................7圖 24 離 心 風(fēng) 機(jī) 主 電 路 圖 ..............................................................................8圖 25 離 心 風(fēng) 機(jī) 控 制 線 路 圖 ..........................................................................9圖 31 KAKM接 線 圖 ...................................................................................10圖 32 PLC控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 流 程 圖 ...................................................................12圖 33 PLC接 線 圖 .........................................................................................13圖 42 變 頻 器 接 線 圖 ....................................................................................17圖 43 系 統(tǒng) 總 控 制 流 程 圖 ............................................................................21圖 44 啟 動(dòng) /停 止 程 序 ...................................................................................21圖 45 比 較 程 序 ...........................................................................................22圖 46 模 擬 量 輸 出 程 序 ................................................................................22 表 格 清 單表 31 I/O分 配 表 ...........................................................................................14表 41 主 電 路 端 子 及 功 能 表 ........................................................................16表 42 控 制 電 路 端 子 及 功 能 表 .....................................................................17表 43 系 統(tǒng) 工 作 狀 態(tài) 表 ................................................................................18引 言 在 工 業(yè) 生 產(chǎn) 中 的 鍋 爐 燃 燒 系 統(tǒng) 、 烘 干 系 統(tǒng) 、 冷 卻 系 統(tǒng) 、 通 風(fēng) 系 統(tǒng) 等 場 合 ，風(fēng) 機(jī) 設(shè) 備 被 大 量 應(yīng) 用 ， 但 不 論 生 產(chǎn) 的 需 求 大 小 ， 風(fēng) 機(jī) 都 要 全 速 運(yùn) 轉(zhuǎn) ， 而 運(yùn) 行工 況 的 變 化 則 使 得 能 量 以 風(fēng) 門 、 擋 板 的 節(jié) 流 損 失 消 耗 掉 了 ， 在 生 產(chǎn) 過 程 中 ，不 僅 造 成 大 量 的 能 源 浪 費(fèi) 和 設(shè) 備 損 耗 ， 而 且 控 制 精 度 受 到 限 制 ， 從 而 導(dǎo) 致 生產(chǎn) 成 本 增 加 ， 設(shè) 備 使 用 壽 命 縮 短 ， 設(shè) 備 維 護(hù) 、 維 修 費(fèi) 用 高 居 不 下 。 近 年 來 ， 出 于 節(jié) 能 的 迫 切 需 要 和 對 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 不 斷 提 高 的 要 求 ， 加 之 采 用PLC和 變 頻 器 易 操 作 、 免 維 護(hù) 、 控 制 精 度 高 ， 并 可 以 實(shí) 現(xiàn) 高 功 能 化 等 特 點(diǎn) ，采 用 基 于 PLC的 變 頻 器 驅(qū) 動(dòng) 方 案 開 始 逐 步 取 代 風(fēng) 門 、 擋 板 、 閥 門 的 控 制 方 案 ，從 而 大 大 的 降 低 生 產(chǎn) 成 本 ， 減 少 能 量 損 耗 和 對 環(huán) 境 的 污 染 ， 為 企 業(yè) 帶 來觀 的 經(jīng) 濟(jì) 效 益 和 社 會(huì) 效 益 。 風(fēng) 機(jī) 的 控 制 系 統(tǒng) 是 風(fēng) 機(jī) 的 重 要 組 成 部 分 ， 它 承 擔(dān) 著 風(fēng) 機(jī) 監(jiān) 控 、 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 、實(shí) 現(xiàn) 最 大 風(fēng) 能 捕 獲 以 及 保 證 良 好 的 電 網(wǎng) 兼 容 性 等 重 要 任 務(wù) ， 它 主 要 由 監(jiān) 控系 統(tǒng) 、 主 控 系 統(tǒng) 、 變 槳 控 制 系 統(tǒng) 以 及 變 頻 系 統(tǒng) （ 變 頻 器 ） 幾 部 分 組 成 。部 分 的 主 要 功 能 如 下 ：監(jiān) 控 系 統(tǒng) （ SCADA） ： 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 實(shí) 現(xiàn) 對 全 風(fēng) 場 風(fēng) 機(jī) 狀 況 的 監(jiān) 視 與 啟 、 停操 它 包 括 大 型 監(jiān) 控 軟 件 及 完 善 的 通 訊 網(wǎng) 絡(luò) 。主 控 系 統(tǒng) ： 主 控 系 統(tǒng) 是 風(fēng) 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 的 主 體 ， 它 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 啟 動(dòng) 、 自 動(dòng) 調(diào) 向 、自 動(dòng) 調(diào) 速 、 自 動(dòng) 并 網(wǎng) 、 自 動(dòng) 解 列 、 故 障 自 動(dòng) 停 機(jī) 、 自 動(dòng) 電 纜 解 繞 及 自 動(dòng) 記 錄與 監(jiān) 控 等 重 要 控 制 、 保 護(hù) 功 能 。 它 對 外 的 三 個(gè) 主 要 接 口 系 統(tǒng) 就 是 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 、變 槳 控 制 系 統(tǒng) 以 及 變 頻 系 統(tǒng) （ 變 頻 器 ） ， 它 與 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 接 口 完 成 風(fēng) 機(jī) 實(shí) 時(shí) 數(shù)據(jù) 及 統(tǒng) 計(jì) 數(shù) 據(jù) 的 交 換 ， 與 變 槳 控 制 系 統(tǒng) 接 口 完 成 對 葉 片 的 控 制 ， 實(shí) 現(xiàn) 最 大風(fēng) 能 捕 獲 以 及 恒 速 運(yùn) 行 ， 與 變 頻 系 統(tǒng) （ 變 頻 器 ） 接 口 實(shí) 現(xiàn)有 功 率 以 及 無 功 功 率 的 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 。變 槳 控 制 系 統(tǒng) ： 與 主 控 系 統(tǒng) 配 合 ， 通 過 對 葉 片 節(jié) 距 角 的 控 制 ， 實(shí) 現(xiàn) 最 大風(fēng) 能 捕 獲 以 及 恒 速 運(yùn) 行 ， 提 高 了 風(fēng) 力 發(fā) 電 機(jī) 組 的 運(yùn) 行 靈 活 性 。 目 前 來 看 ， 變槳 控 制 系 統(tǒng) 的 葉 片 驅(qū) 動(dòng) 有 液 壓 和 電 氣 兩 種 方 式 ， 電 氣 驅(qū) 動(dòng) 方 式 中 又 有 采 用 交流 電 機(jī) 和 直 流 電 機(jī) 兩 種 不 同 方 案 。 究 竟 采 用 何 種 方 式 主 要 取 決 于 制 造 廠 家 多年 來 形 成 的 技 術(shù) 路 線 及 傳 統(tǒng) 。變 頻 系 統(tǒng) （ 變 頻 ） 器 ： 與 主 控 制 系 統(tǒng) 接 口 ， 和 發(fā) 電 機(jī) 、 電 網(wǎng) 連 接 ， 直 接承 擔(dān) 著 保 證 供 電 品 質(zhì) 、 提 高 功 率 因 素 ， 滿 足 電 網(wǎng) 兼 容 性 標(biāo) 準(zhǔn) 等 重 要 作 用 。第 1章 緒 論 題 的 研 究 意 義 在 工 業(yè) 生 產(chǎn) 、 產(chǎn) 品 加 工 制 造 業(yè) 中 ， 風(fēng) 機(jī) 設(shè) 備 主 要 用 于 鍋 爐 的 燃 燒 系 統(tǒng) 、其 他 設(shè) 備 的 烘 干 系 統(tǒng) 、 冷 卻 系 統(tǒng) 、 通 風(fēng) 系 統(tǒng) 等 場 合 ， 根 據(jù) 生 產(chǎn) 需 要 對 爐 膛 壓力 、 風(fēng) 速 、 風(fēng) 量 、 溫 度 等 指 標(biāo) 進(jìn) 行 控 制 和 調(diào) 節(jié) 以 適 應(yīng) 工 藝 要 求 和 運(yùn) 行 工 況 。而 最 常 用 的 控 制 手 段 則 是 調(diào) 節(jié) 風(fēng) 門 、 擋 板 開 度 的 大 小 來 調(diào) 整 受 控 對 象 。 這 樣 ，不 論 生 產(chǎn) 的 需 求 大 小 ， 風(fēng) 機(jī) 都 要 全 速 運(yùn) 轉(zhuǎn) ， 而 運(yùn) 行 工 況 的 變 化 則 使 得 能 量 以風(fēng) 門 、 擋 板 的 節(jié) 流 損 失 的 形 式 消 耗 掉 了 。 在 生 產(chǎn) 過 程 中 ， 不 僅 控 制 精 度 受 到限 制 ， 而 且 還 造 成 大 量 的 能 源 浪 費(fèi) 和 設(shè) 備 損 耗 。 從 而 導(dǎo) 致 生 產(chǎn) 成 本 增 加 ， 設(shè)備 使 用 壽 命 縮 短 ， 設(shè) 備 維 護(hù) 、 維 修 費(fèi) 用 高 居 不 下 。 為 此 ， 需 要 采 用 多 項(xiàng) 措施 實(shí) 現(xiàn) 對 離 心 風(fēng) 機(jī) 的 自 動(dòng) 控 制 ， 以 使 系 統(tǒng) 的 各 種 性 能 達(dá) 到 合 理 的 要 求 。 近 年 來 ， 出 于 節(jié) 能 的 迫 切 需 要 和 對 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 不 斷 提 高 的 要 求 ， 加 之 采 用PLC和 變 頻 器 易 操 作 、 易 維 護(hù) 、 控 制 精 度 高 ， 并 可 以 實(shí) 現(xiàn) 高 功 能 化 等 特 點(diǎn) ，采 用 基 于 PLC的 變 頻 器 驅(qū) 動(dòng) 方 案 開 始 逐 步 取 代 風(fēng) 門 、 擋 板 、 閥 門 的 控 制 方 案 。從 而 大 大 的 降 低 生 產(chǎn) 成 本 ， 減 少 能 量 損 耗 和 對 環(huán) 境 的 污 染 ， 為 企 業(yè) 帶 來觀 的 經(jīng) 濟(jì) 效 益 和 社 會(huì) 效 益 。 隨 著 電 子 技 術(shù) 和 微 電 子 技 術(shù) 的 迅 速 發(fā) 展 ， PLC和 變 頻 器 正 成 為 通 用 、廉 價(jià) 和 性 能 可 靠 的 控 制 和 驅(qū) 動(dòng) 設(shè) 備 ， 得 到 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 由 PLC控 制 的 變 頻調(diào) 速 離 心 風(fēng) 機(jī) 的 通 風(fēng) 系 統(tǒng) ， 具 有 較 高 的 可 靠 性 和 較 好 的 節(jié) 能 效 果 ， 易 于 組 建成 整 體 的 自 控 系 統(tǒng) ， 很 方 便 地 實(shí) 現(xiàn) 各 種 控 制 切 換 和 遠(yuǎn) 程 監(jiān) 控 ， 本 文 通 過 一 個(gè)實(shí) 例 ——基 于 離 心 風(fēng) 機(jī) 的 礦 井 通 風(fēng) 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 分 析 。 煤 礦 礦 井 通 風(fēng) 系 統(tǒng) 是 煤礦 礦 井 安 全 生 產(chǎn) 的 重 要 組 成 部 分 ， 煤 礦 礦 井 通 風(fēng) 系 統(tǒng) 能 否 正 常 工 作 與 礦 井 內(nèi)工 作 環(huán) 境 條 件 、 生 產(chǎn) 效 率 、 安 全 生 產(chǎn) 密 切 相 關(guān) 。 隨 著 我 國 政 府 對 各 行 各 業(yè) 安全 生 產(chǎn) 監(jiān) 管 力 度 的 不 斷 加 強(qiáng) ， 尤 其 對 煤 礦 安 全 生 產(chǎn) 的 要 求 越 來 越 高 ， 對 煤 礦礦 井 通 風(fēng) 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 技 術(shù) 改 造 ， 提 高 其 運(yùn) 行 穩(wěn) 定 性 、 可 靠 性 、 節(jié) 能 降 耗 等 勢 在必 行 。 目 前 煤 礦 礦 井 通 風(fēng) 系 統(tǒng) 中 ， 大 多 仍 采 用 繼 電 、 接 觸 器 控 制 系 統(tǒng) ， 但這 種 控 制 系 統(tǒng) 存 在 著 體 積 大 、 機(jī) 械 觸 點(diǎn) 多 、 接 線 復(fù) 雜 、 可 靠 性 低 、 排 除 故障 困 難 等 很 多 的 缺 陷 ， 且 因 工 作 通 風(fēng) 機(jī) 一 直 高 速 運(yùn) 行 ， 備 用 通 風(fēng) 停 止 ， 不能 輪 休 工 作 ， 易 使 工 作 通 風(fēng) 機(jī) 產(chǎn) 生 故 障 ， 降 低 使 用 壽 命 。 針 對 這 一 系 列 問 題本 系 統(tǒng) 將 PLC與 變 頻 器 有 機(jī) 地 結(jié) 合 起 來 ， 采 用 以 礦 井 氣 壓 壓 力 為 主 控 參 數(shù) ，實(shí) 現(xiàn) 對 電 動(dòng) 機(jī) 工 作 過 程 和 運(yùn) 轉(zhuǎn) 速 度 的 有 效 控 制 使 礦 井 中 用 的 離 心 通 風(fēng) 機(jī) 通風(fēng) 高 效 、 安 全 ， 達(dá) 到 了 明 顯 的 節(jié) 能 效 果 。 PLC控 制 系 統(tǒng) 具 有 對 驅(qū) 動(dòng) 風(fēng) 機(jī) 的 電機(jī) 過 熱 保 護(hù) 、 故 障 報(bào) 警 、 機(jī) 械 故 障 報(bào) 警 和 瓦 斯 濃 度 斷 電 等 功 能 特 點(diǎn) ， 為 煤 礦礦 井 通 風(fēng) 系 統(tǒng) 的 節(jié) 能 技 術(shù) 改 造 提 供 一 條 新 途 經(jīng) 。 PLC及 風(fēng) 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 狀 況 經(jīng) 過 幾 十 年 的 迅 速 發(fā) 展 ， PLC的 功 能 越 來 越 強(qiáng) 大 ， 應(yīng) 用 范 圍 也 越 來 越 廣泛 ,其 足 跡 已 遍 及 國 民 經(jīng) 濟(jì) 的 各 個(gè) 領(lǐng) 域 ,形 成 了 能 夠 滿 足 各 種 將 需 要 的 PLC應(yīng) 用 系 統(tǒng) 。 隨 著 市 場 需 求 的 不 斷 提 高 PLC的 發(fā) 展 體 現(xiàn) 出 以 下 趨 勢 。 小 型 化 、 微 型 化 和 大 型 化 、 多 功 能 兩 個(gè) 方 向 發(fā) 展  程 控 制 功 能 不 斷 增 強(qiáng) 力 開 發(fā) 智 能 型 I/O模 塊 個(gè) 人 計(jì) 算 機(jī) 日 益 緊 密 結(jié) 合 程 語 言 趨 向 標(biāo) 準(zhǔn) 化 信 與 聯(lián) 網(wǎng) 能 力 不 斷 增 強(qiáng)近 年 來 隨 著 科 技 的 飛 速 發(fā) 展 ， PLC的 應(yīng) 用 正 在 不 斷 地 走 向 深 入 ， 同 時(shí) 帶動(dòng) 傳 統(tǒng) 的 控 制 檢 測 技