【正文】 ..............................................................................................33附錄 C:主要參考文獻(xiàn)的題錄及摘要 .........................................................................36插 圖 清 單圖 21 自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 組 成 框 圖 .......................................................................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(chǎng) 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(mén) 、 擋 板 的 節(jié) 流 損 失 消 耗 掉 了 ， 在 生 產(chǎn) 過(guò) 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 。 究 竟 采 用 何 種 方 式 主 要 取 決 于 制 造 廠 家 多年 來(lái) 形 成 的 技 術(shù) 路 線 及 傳 統(tǒng) 。 近 年 來(lái) ， 出 于 節(jié) 能 的 迫 切 需 要 和 對(duì) 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(kāi) 始 逐 步 取 代 風(fēng) 門(mén) 、 擋 板 、 閥 門(mén) 的 控 制 方 案 。 PLC控 制 系 統(tǒng) 具 有 對(duì) 驅(qū) 動(dòng) 風(fēng) 機(jī) 的 電機(jī) 過(guò) 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) 。 比 如 十 位 、十 六 位 或 者 二 十 位 等 。 目 前 來(lái) 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 。 （ 2） 需 要 進(jìn) 一 步 提 高 低 電 壓 穿 越 運(yùn) 行 能 力 （ LVRT） 。 應(yīng) 該 說(shuō) ， 這 還 只 是 一 個(gè) 初 步 的 、 相 對(duì) 較 低 的 運(yùn) 行 要 求 。 （ 2） 具 有 實(shí) 時(shí) 響 應(yīng) 處 理 能 力 ， 以 滿 足 工 業(yè) 生 產(chǎn) 過(guò) 程 實(shí) 時(shí) 控 制 要 求 。 為 實(shí) 現(xiàn) 上 述 目 標(biāo) ， 本 系 統(tǒng) 采 用 閉 環(huán)控 制 的 方 式 。 因 此 ， 風(fēng) 機(jī) 在 變 頻 調(diào) 速 運(yùn) 行方 式 下 ， 風(fēng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 可 大 大 降 低 ， 節(jié) 能 效 果 明 顯 。通 過(guò) 改 變 電 動(dòng) 機(jī) 工 作 電 源 頻 率 達(dá) 到 改 變 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 的 目 的 。 QS1, QS2, QS3, QS4分 別 為 主 電 路 、 變 頻 器 和 各 電 機(jī)的 工 頻 運(yùn) 行 控 制 開(kāi) 關(guān) ， KM1， KM2， KM3為 三 臺(tái) 風(fēng) 機(jī) 工 頻 運(yùn) 行 時(shí) 的 交 流 接觸 器 ， KM4， KM5， KM6為 三 臺(tái) 風(fēng) 機(jī) 變 頻 運(yùn) 行 時(shí) 的 交 流 接 觸 器 ， FR1, FR2, FR3為 工 頻 和 變 頻 運(yùn) 行 時(shí) 的 電 機(jī) 過(guò) 載 保 護(hù) 用 熱 繼 電 器 ， 變 頻 運(yùn) 行 時(shí) 由 變 頻 器也 可 實(shí) 現(xiàn) 電 機(jī) 過(guò) 載 保 護(hù) 。 因 此 ， 在 控 制 電 路 中 ， 對(duì) 各 風(fēng) 機(jī) 電機(jī) 的 工 頻 /變 頻 運(yùn) 行 接 觸 器 作 了 互 鎖 設(shè) 計(jì) ； 另 外 ， 變 頻 器 是 按 單 臺(tái) 電 機(jī) 容 量 配置 ， 不 允 許 同 時(shí) 帶 多 臺(tái) 電 機(jī) 運(yùn) 行 ， 為 此 對(duì) 各 電 機(jī) 的 變 頻 運(yùn) 行 也 作 了 互 鎖 設(shè) 計(jì) 。 中 間 繼 電 器 KA的 6個(gè) 常 閉 觸 點(diǎn) 串 接 在 三臺(tái) 風(fēng) 機(jī) 的 手 動(dòng) 控 制 電 路 上 ， 控 制 三 臺(tái) 風(fēng) 機(jī) 的 手 動(dòng) 運(yùn) 行 。圖 31 KAKM接 線 圖 根 據(jù) 本 系 統(tǒng) 的 具 體 情 況 ， 經(jīng) 認(rèn) 真 比 較 最 后 選 定 熱 電 偶 傳 感 器 ， 它 是 工 業(yè)測(cè) 量 中 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 一 種 溫 度 傳 感 器 ， 它 與 被 測(cè) 對(duì) 象 直 接 接 觸 ， 不 受 中 間 介質(zhì) 的 影 響 ， 具 有 較 高 的 精 確 度 ； 測(cè) 量 范 圍 廣 ， 可 從 50℃～ 1600℃進(jìn) 行 連 續(xù)測(cè) 量 ， 當(dāng) 工 作 端 的 被 測(cè) 介 質(zhì) 溫 度 發(fā) 生 變 化 時(shí) ， 熱 電 勢(shì) 隨 之 發(fā) 生 變 化 將 熱 電勢(shì) 送 入 PLC進(jìn) 行 處 理 ， 即 可 得 到 溫 度 值 。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程 PLC控 制 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 步 驟 如 圖 32所 示 ， 在 本 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 中 ， 使 用 了 一個(gè) 主 模 塊 ， 一 個(gè) 擴(kuò) 展 模 塊 ， 一 個(gè) A/D轉(zhuǎn) 換 模 塊 ， 共 使 用 19個(gè) 輸 入 口 ， 12個(gè)輸 出 口 ， 在 I/O口 的 使 用 上 ， 充 分 考 慮 了 系 統(tǒng) 在 以 后 擴(kuò) 展 的 需 要 ， 對(duì) 一 些 有特 殊 用 途 的 端 口 如 A/D轉(zhuǎn) 換 模 塊 的 接 口 盡 量 不 用 或 者 少 用 。F40=4 設(shè) 置 電 動(dòng) 機(jī) 極 數(shù) 為 4極 。變 頻 器 頻 率 參 數(shù) 設(shè) 置 為 ：（ 1） 最 高 頻 率 ： 風(fēng) 機(jī) 屬 于 平 方 轉(zhuǎn) 矩 負(fù) 載 ， 轉(zhuǎn) 矩 T與 轉(zhuǎn) 速 的 平 方 成 正 比當(dāng) 轉(zhuǎn) 速 超 過(guò) 其 額 定 轉(zhuǎn) 速 時(shí) ， 轉(zhuǎn) 矩 將 按 平 方 規(guī) 律 增 加 ， 導(dǎo) 致 電 動(dòng) 機(jī) 嚴(yán) 重 過(guò) 載 。（ 4） 啟 動(dòng) 頻 率 ： 風(fēng) 機(jī) 在 啟 動(dòng) 時(shí) ， 存 在 一 定 的 阻 力 ， 在 從 0HZ開(kāi) 始 啟 動(dòng)的 一 段 頻 率 內(nèi) ， 實(shí) 際 上 轉(zhuǎn) 不 起 來(lái) 。 變 頻 器 接 線 圖如 圖 42所 示 。 并 按 “先 起 先 停 ”的 原 則 ， 由 PLC給 出 控 制 信 號(hào) ， 將 當(dāng) 前 最 先 工 作 在 工 頻方 式 的 風(fēng) 機(jī) 關(guān) 閉 ， 同 時(shí) PID調(diào) 節(jié) 器 將 根 據(jù) 調(diào) 整 值 自 動(dòng) 升 高 變 頻 器 輸 出 頻 率 ，加 大 風(fēng) 量 ， 維 持 溫 度 的 恒 定 。S22 1風(fēng) 機(jī) 工 頻 運(yùn) 行 ， 2風(fēng) 機(jī) 工 頻 運(yùn) 行 ， 3風(fēng) 機(jī) 變 頻 運(yùn) 行 。S20 1風(fēng) 機(jī) 變 頻 運(yùn) 行 ， 2， 3風(fēng) 機(jī) 停 機(jī) 。 整 個(gè) 轉(zhuǎn) 換 過(guò) 程 中 ， 總 是 保 證 原來(lái) 工 作 于 變 頻 運(yùn) 行 狀 態(tài) 的 風(fēng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 入 工 頻 恒 速 運(yùn) 行 ， 新 開(kāi) 風(fēng) 機(jī) 運(yùn) 行 在 變 頻 狀 態(tài) ，保 證 只 有 一 臺(tái) 風(fēng) 機(jī) 運(yùn) 行 在 變 頻 狀 態(tài) 。 PLC控 制 程序 設(shè) 計(jì) 的 主 要 任 務(wù) 是 接 收 來(lái) 自 溫 度 傳 感 器 的 信 號(hào) ， 判 斷 當(dāng) 前 的 溫 度 狀 態(tài) ， 通過(guò) 程 序 處 理 ， 輸 出 信 號(hào) 去 控 制 變 頻 器 、 繼 電 器 、 接 觸 器 、 信 號(hào) 燈 等 電 器 的 動(dòng)作 ， 進(jìn) 而 調(diào) 整 風(fēng) 機(jī) 的 運(yùn) 行 ， 從 而 達(dá) 到 控 制 車(chē) 間 內(nèi) 溫 度 的 目 的 。 所 以 ， 在 多 數(shù) 情 況 下 ，下 限 頻 率 不 能 太 低 ， 可 根 據(jù) 實(shí) 際 情 況 適 當(dāng) 調(diào) 整 。 同 樣 ， 按 下 按 鈕 S1使 X4與 公 共 端 CM接 通 ， 控 制 頻 率 下 降 ； 松 開(kāi) 按 鈕S1， X4與 公 共 端 CM斷 開(kāi) ， 頻 率 保 持 。F02=1 使 變 頻 器 處 于 外 部 FWD控 制 模 式 。 主 機(jī) 和 擴(kuò) 展 單 元 都 有 專(zhuān) 門(mén) 的 擴(kuò) 展 接 口 ， 在 擴(kuò) 展 時(shí) 可 以 直 接 連 接 ，不 需 要 連 接 電 纜 。 圖 24 離 心 風(fēng) 機(jī) 主 電 路 圖圖 25 離 心 風(fēng) 機(jī) 控 制 線 路 圖第 3章 系 統(tǒng) 硬 件 設(shè) 計(jì) 溫 度 傳 感 器 選 擇 本 系 統(tǒng) 是 將 傳 感 器 安 裝 在 工 廠 車(chē) 間 中 ， 通 過(guò) 實(shí) 時(shí) 檢 測(cè) 車(chē) 間 內(nèi) 的 溫 度 ， 換算 出 與 設(shè) 定 溫 度 之 間 的 調(diào) 整 值 ， 通 過(guò) 變 頻 器 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 到 合 適 的 風(fēng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速， 從 而 使 車(chē) 間 內(nèi) 溫 度 達(dá) 到 設(shè) 定 的 溫 度 值 。 在 手 動(dòng) 狀 態(tài) ，通 過(guò) 按 鈕 SB1SB12控 制 各 臺(tái) 風(fēng) 機(jī) 的 起 停 。 控 制 電 路 之 中 還 要 考 慮 電 路 之 間 互 鎖 的 關(guān) 系 ， 這 對(duì) 于 變 頻 器 安 全 運(yùn) 行 十分 重 要 。 變 頻 系 統(tǒng) 的 主 電 路 原 理 圖 如 圖 23所 示 。 對(duì) 我 國(guó) 風(fēng) 機(jī) 現(xiàn) 有 的 運(yùn) 行 狀 況 進(jìn) 行調(diào) 查 后 得 出 ， 其 中 大 多 數(shù) 風(fēng) 機(jī) 處 于 大 馬 拉 小 車(chē) 的 狀 態(tài) ， 用 擋 板 進(jìn) 行 運(yùn) 行 流量 的 調(diào) 節(jié) ， 極 大 的 浪 費(fèi) 了 電 能 ， 若 采 用 調(diào) 速 方 式 運(yùn) 行 ， 則 可 以 大 量 節(jié) 約 電能 ， 并 能 在 1至 2年 內(nèi) 收 回 投 資 成 本 。 可 以 看 出