【正文】 似的方法設(shè)計(jì)。我選用額定電流為100/5的LA10Q型電流互感器，即它的匝數(shù)比為KN=N2/N1=1/20。電流互感器它的工作原理和變壓器相似。如果鍋爐中壓力大于正常值，M211接通，伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)；反之則M209接通，伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)。其相應(yīng)的程序?yàn)椋簤毫ψ兯蜁rFX2N4AD模擬轉(zhuǎn)換器選擇1號通道，則程序初始化為H3330，其中前面的三個3表示通道3和通道4關(guān)閉，最后一個0表示通道1通。直到壓力恢復(fù)正常時，伺服電機(jī)不再動作，以達(dá)恒壓供油的目的。交流伺服電動機(jī)的工作原理與交流感應(yīng)電動機(jī)相同。本論文要求設(shè)計(jì)的鍋爐的容量為10噸，(Q),其參數(shù)如下：額定蒸發(fā)量:10t/h；額定蒸汽壓力:；額定蒸汽溫度:194℃。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動控制調(diào)節(jié)閥的開度，從而控制進(jìn)油量的大小，以保持管網(wǎng)壓力與給定壓力值的一致，實(shí)現(xiàn)恒壓供油。壓力是鍋爐的重要參量，壓力控制的精度直接決定鍋爐的效率。同時KM3線圈和時間繼電器KT線圈得電，他們的觸頭閉合，水泵電機(jī)1Y起動。 (2)斜坡電壓起動法(3)轉(zhuǎn)矩控制起動法(4)轉(zhuǎn)矩加脈沖突跳控制起動法(5)電壓控制起動法表45 三相異步電動機(jī)起動方式的比較目項(xiàng)較比式方動起定子串電阻自耦變壓器星—三角起動延邊三角起動電流IQ= KINI1=K2INIY=1/3I△a=1:1IQ=1/2 IN起動轉(zhuǎn)矩TQ = K2INTQ = K2INTY=1/3T△TQ=1/2TN適用范圍適用于起動次數(shù)不太多，電動機(jī)容量不大適用于比較大容量的電動機(jī)只適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電動機(jī)只適用于能這樣聯(lián)結(jié)的電動機(jī)特點(diǎn)電路簡單，價格低廉，電阻消耗功率大，起動轉(zhuǎn)矩較小價格較貴，體積大，起動轉(zhuǎn)矩較大，不能頻繁起動只能在空載或輕載下起動起動轉(zhuǎn)矩比星—三角方式大，接線復(fù)雜根據(jù)實(shí)際要求，在鍋爐里使用的主要電機(jī)都是輕載起動的電機(jī)，所以在這里選擇的起動方式是，小電機(jī)為直接起動，大電機(jī)為星形三角形起動。不過它的體積比較大，質(zhì)量也比較大，價格比較高。直接起動 直接起動，也就是全壓起動，是一種最簡單的起動方式。定子繞組是用漆包線或紗包線繞制而成的，三相繞組在電動機(jī)內(nèi)部可接成三角形方式，為了改變接線的方便，三相繞組的6個接線端子，從內(nèi)部引線接到電動機(jī)定子外面的接線板上。DZ15系列塑殼斷路器適用于交流50Hz、380V或直流220V及以下的配電線路中用來分配電能和保護(hù)線路及電源設(shè)備的過載、欠電壓和短路，以及在正常工作條件下不頻繁分?jǐn)嗪徒油ň€路之用。電磁脫扣器的線圈和熱脫扣器的熱元件均串連在被保護(hù)的三相電路中，欠壓脫扣器線圈并聯(lián)在電路中。 (3)選擇接觸器主觸頭的額定電流：被選用接觸器主觸頭的額定電流應(yīng)不小于負(fù)載電路的額定電流。對于三角形接線的電動機(jī)，應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器。副鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)：型號Y160M4，額定功率=11KW，額定電流=，額定轉(zhuǎn)速=1460 r/min。經(jīng)過查閱資料對比，我決定選擇Y系列電動機(jī)作為燃油鍋爐的主要起動電機(jī)。用油作燃料的鍋爐，在點(diǎn)火、燃燒、熄火等過程中，還必須實(shí)行程序控制和熄火保護(hù)。燃油鍋爐程序控制主要有以下幾點(diǎn):(1)檢查鍋爐水位、壓力等看其是否正常，如果水位壓力都正常，則可以進(jìn)行燃油預(yù)熱。在負(fù)荷變化時，鍋爐水位也會快速變化，因此必須采用自動控制來維持水位在規(guī)定的范圍內(nèi)。例如，若BFM22的GO1位置為1，則BFM23和24的設(shè)定值即可送入通道1的增益和零點(diǎn)寄存器。最低位數(shù)字控制通道1，最高位控制通道4。④ FX2N最多可連接8臺。(3)輸出刷新階段 在所有指令執(zhí)行完畢后，輸出映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)（接通/斷開）在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過一定方式輸出，驅(qū)動外部負(fù)載。當(dāng)PLC處于正常工作時，它將不斷重復(fù)的掃描工作過程，如果我們對遠(yuǎn)程I/O特殊模塊和其他通信服務(wù)暫不考慮，這樣掃描過程就只剩下了“輸入采樣”，“程序執(zhí)行”、“輸出刷新”三部分。機(jī)器上電后對PLC系統(tǒng)進(jìn)行一次初始化工作，包括硬件初始化，I/O模塊配置檢查，停電保持范圍設(shè)定及其他初始化處理等。打印機(jī):用以打印程序或制表。系統(tǒng)程序質(zhì)量的好壞，很大程度上決定了PLC的性能，其內(nèi)容主要包括三部分，第一部分為系統(tǒng)管理程序，它主管控制PLC的運(yùn)行，使整個PLC按部就班的工作；第二部分為用戶指令解釋程序，通過用戶指令解釋程序，將PLC的編程語言變?yōu)闄C(jī)器語言指令，再有CPU執(zhí)行這些指令；第三部分為標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用，它包括許多不同功能的子程序及其調(diào)用管理程序。根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求以及學(xué)校提供的可試驗(yàn)條件，選擇使用三菱FX2N系列PLC。單片機(jī)功能靈活，但開發(fā)應(yīng)用都要從底層做起，功能由開發(fā)者水平?jīng)Q定，應(yīng)用也不只是在過程控制?！　?PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制，速度快，微秒級，嚴(yán)格同步，無抖動。 ④步進(jìn)控制, PLC具有步進(jìn)控制功能,可以在一道工序完成后,再進(jìn)行下一步工序,并且設(shè)置了移位寄存器。 (2)編程簡單，使用方便。設(shè)計(jì)電源電壓欠壓保護(hù)及過壓保護(hù)：，電氣控制系統(tǒng)產(chǎn)生欠壓保護(hù)，同時發(fā)出聲光報(bào)警信號；，電氣控制系統(tǒng)產(chǎn)生過壓保護(hù)，同時發(fā)出聲光報(bào)警信號。而且，對于大規(guī)模鍋爐群控，檢測技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的結(jié)合在一起，形成鍋爐控制系統(tǒng)的集成化管理、網(wǎng)絡(luò)化控制，這將是鍋爐控制系統(tǒng)發(fā)展的又一個里程碑。同時可以大大減輕工作人員勞動強(qiáng)度，改善工作環(huán)境，而且可以使鍋爐熱效率最佳，節(jié)約燃料4%5%。用常規(guī)儀表控制，也有一定的局限性，主要表現(xiàn)在:(1)難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律。容重大的工質(zhì)往下流入下鍋筒，容重小的工質(zhì)則向上流入上鍋筒，蒸汽產(chǎn)生的過程是借助于上鍋筒內(nèi)裝設(shè)的汽水分離設(shè)備，以及在鍋筒本身空間中的重力分離作用，使汽水混合物得以分離。先簡要敘述如下:(1)燃料的燃燒過程燃油鍋爐的燃燒過程，具有一定溫度和壓力的燃料油通過油嘴噴入爐膛被霧化成細(xì)小的油滴，然后吸收爐內(nèi)熱量，表面逐漸氣化成油氣，與進(jìn)入爐膛內(nèi)的空氣混合，形成可燃混合物。送風(fēng)設(shè)備 :由送風(fēng)機(jī)和風(fēng)道組成，用它來供應(yīng)燃料燃燒所需要的空氣。燃燒器：是鍋爐燃燒設(shè)備的主要組成部分，它的作用是把燃油和燃燒所需的空氣送入爐膛，并組織合理的氣流結(jié)構(gòu)，使燃料能迅速地著火，穩(wěn)定地燃燒。將固體燃料放在爐排上，進(jìn)行火床燃燒的爐膛稱為層燃爐，又稱火床爐；將液體、氣體或磨成粉狀的固體燃料，噴入火室燃燒的爐膛稱為室燃爐，又稱火室爐；空氣將煤粒托起使其呈沸騰狀態(tài)燃燒，并適于燃燒劣質(zhì)燃料的爐膛稱為沸騰爐，又稱流化床爐；利用空氣流使煤粒高速旋轉(zhuǎn)，并強(qiáng)烈火燒的圓筒形爐膛稱為旋風(fēng)爐。燃燒時，鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)→噴油口噴油→點(diǎn)火變壓器接通（子火燃燒）→瓦斯閥打開（母火燃燒）→將燃油點(diǎn)燃。其中使用的燃油是一種液體燃料，它的沸點(diǎn)總是低于著火點(diǎn)，所以燃油的燃燒總是在氣態(tài)下進(jìn)行的。這類系統(tǒng)自動化程序很低，大部分操作還是由手動來完成，只能處理一些開關(guān)量的問題，無法處理系統(tǒng)的模擬量，即控制一些開關(guān)量，其電器線路復(fù)雜，可靠性不高，不便維護(hù)。而可編程序控制器是一種替代繼電器控制系統(tǒng)的新型工業(yè)自動化控制裝置，具有體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、操作簡單、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)電氣控制領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。早期鍋爐多采用繼電器控制，硬接點(diǎn)較多，容易氧化，造成接觸不良，使控制失靈。上世紀(jì)七十年代前，鍋爐控制只注重安全性和可靠性，到1927年由于世界能源危機(jī)的出現(xiàn)和能源價格的直線上升，各國都把節(jié)約能源和開辟能源作為基本國策。鍋爐是一次性能源煤炭、石油、天然氣轉(zhuǎn)換成二次能源蒸汽量的重要動力設(shè)備。本課題的主要目的就是開發(fā)一套安全可靠、性能優(yōu)越的燃油鍋爐的控制系統(tǒng)，采用PLC作為整個系統(tǒng)的邏輯控制單元。油粒直徑越小，油粒的燃燒愈快。鍋爐的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水閥和排水閥執(zhí)行，上、下水位分別由水位上限、下限閥檢測，蒸汽壓力由蒸汽壓力閥檢測。鍋筒簡體由優(yōu)質(zhì)厚鋼板制成，是鍋爐中最重的部件之一。過熱器：是將飽和蒸汽加熱成具有一定溫度的過熱蒸汽，提高蒸汽的焓值，從而增加蒸汽的做功能力。水處理設(shè)備:其作用為降低給水硬度和清除水中雜質(zhì)，以防止在鍋爐受熱面上結(jié)水垢和腐蝕，從而提高鍋爐經(jīng)濟(jì)性和安全性。(2)煙氣向水的傳熱過程由于燃料的燃燒放熱，爐內(nèi)溫度很高。而鍋爐設(shè)備采用手動操作，則有如下缺點(diǎn)。(3)改變控制方案比較困難。(3)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多種的控制算法。后來，模糊控制理論得到長足發(fā)展，目前己經(jīng)很好地應(yīng)用在鍋爐控制系統(tǒng)上?？删幊绦蚩刂破骱喎QPLC ,是采用微電腦技術(shù)制造的通用自動控制設(shè)備。(5)擴(kuò)充方便，組合靈活。采用繼電器控制。采用單片機(jī)控制。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路是先弄清楚鍋爐的工作過程，然后按照鍋爐工作要求畫出整個系統(tǒng)的大概流程示意圖，最后再使用梯形圖語言編程序。如圖31所示。輸出接口用來連接被控對象中各種執(zhí)行元件。 PLC的工作過程及特點(diǎn) PLC的工作過程 PLC的工作過程是一個不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。先完成輸入處理，其次完成與其他外設(shè)的通信處理，再次進(jìn)行時鐘、特殊寄存器更新。接著，進(jìn)入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行階段或輸出階段，輸入映像寄存器與外界隔離，無論輸入信號如何變化，其內(nèi)容保持不變，直到下一個掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫入輸入端的新內(nèi)容。 ③步進(jìn)控制 ④PID控制 PLC可以解模擬量輸入和輸出模擬量信號。FROM是基本單元從FX2N4AD讀數(shù)據(jù)的指令。置“0”時，設(shè)定不改變21增益和零點(diǎn)的設(shè)計(jì)值調(diào)整是否可改動：（b0,b1）置（1，0），則禁止改動。FX2N4AD的為K201031沒使用4 設(shè)計(jì)燃油鍋爐電氣控制系統(tǒng) 鍋爐的電氣控制系統(tǒng)的介紹鍋爐自動控制的任務(wù)主要是維持鍋爐的水位、溫度、壓力等物理參數(shù)在設(shè)定的范圍內(nèi)，并能自動適應(yīng)負(fù)荷的變化，從而使鍋爐安全可靠經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。反之，鍋爐的汽壓就下降。(3)安全運(yùn)行 鍋爐壓力對其至關(guān)重要。因而，鍋爐必須有水位、壓力、溫度、火焰及輔機(jī)等多方面的電氣控制保護(hù)裝置。Y系列（IP44）電動機(jī)是我國統(tǒng)一設(shè)計(jì)的系列產(chǎn)品。除氧泵電機(jī)：型號Y160M4，額定功率=11KW，額定電流=，額定轉(zhuǎn)速=1460 r/min。 (3)熱元件額定電流的選擇和整定：熱元件的額定電流應(yīng)略大于電動機(jī)額定電流。綜上所述，根據(jù)表二我選擇的主要電機(jī)的熱繼電器及其接觸器如下：引風(fēng)機(jī)電機(jī)： 熱繼電器：JR20160 接觸器： 主鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)： 熱繼電器：JR20160 接觸器： 副風(fēng)機(jī)電機(jī)： 熱繼電器：JR2063 接觸器：水泵電機(jī)： 熱繼電器：JR2063 接觸器： 備用泵電機(jī)： 熱繼電器：JR2063 接觸器：噴油泵電機(jī)： 熱繼電器：JR2010 接觸器：CJ2010。當(dāng)電路電壓消失或電壓下降到某一數(shù)值時，欠壓脫扣器的吸力消失或減小，在彈簧作用下，頂開搭鉤，切斷電源。三相異步電動機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部件及其他附件組成?；\型轉(zhuǎn)子各線槽內(nèi)繞組和兩端短路還連同風(fēng)葉一起，同鋁鑄成一個整體，實(shí)際就是轉(zhuǎn)子的繞組。過大的起動電流還會使線路壓降增大，造成電網(wǎng)電壓顯著下降而影響接在同一電網(wǎng)的其它電動機(jī)的正常工作。這樣，起動時連接成星形的定子繞組電壓與電流都只是三角形的1/，由于三角形連接時繞組內(nèi)的電流是線路電流的1/3，而星形連接時兩者相等的。蒸汽鍋爐需要一定的蒸汽空間，水位要控制在一定的高度。由于傳統(tǒng)的繼電器控制動作速度慢,可靠性差，所以我們采用動作速度快，可靠性高的PLC來控制水泵的起停及運(yùn)作過程。直接影響鍋爐壓力因素有很多，其中最主要的是噴油嘴的進(jìn)油量和鼓風(fēng)機(jī)的鼓風(fēng)量。傳感膜片是一個張緊的彈性元件，其位移隨所受壓而變化（對于GP表壓變送器，大氣壓如同施加在傳感膜片的低壓側(cè)一樣）。1～5V。UF接一恒定交流電壓，利用施加到UC上的交流電壓或相位的變化，達(dá)到控制電動機(jī)運(yùn)行的目的。鑒于燃油鍋爐的組成和控制要求，繼電器控制的精度達(dá)不到要求，所以我們運(yùn)用PLC及相關(guān)器件設(shè)計(jì)如圖48所示鍋爐壓力控制電路原理圖：圖49 鍋爐壓力控制電路原理圖鍋爐的采樣壓力經(jīng)過壓力變送器降壓變成電壓后送進(jìn)PLC的A/D模塊，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后跟正常的壓力設(shè)定值比較，如果采樣壓力大于設(shè)定值，則PLC要輸出一個信號給接觸器線圈M14，伺服電機(jī)得到一個正轉(zhuǎn)的信號，開始正轉(zhuǎn)以控制調(diào)節(jié)閥的開度，使出油量變小一點(diǎn)；反之則PLC輸出一個信號給接觸器線圈M15，從而伺服電機(jī)得到一個反轉(zhuǎn)的信號，開始反轉(zhuǎn)以控制調(diào)節(jié)閥的開度，使出油量變大一點(diǎn)，以達(dá)到控制壓力在一定范圍的目的，實(shí)現(xiàn)恒壓供油。比較該值以檢查模塊是否是FX2N4AD，如果是則M6變?yōu)镺N。PLC輸出，產(chǎn)生過壓保護(hù)，即過壓報(bào)警燈亮，過壓報(bào)警器響；，PLC輸出，產(chǎn)生欠壓保護(hù)，即欠壓報(bào)警燈亮，欠壓報(bào)警器響。KN還可以近似地表示為互感器一、二次線圈的匝數(shù)比，即KN=N2/N1式中NN2為一、二線圈的匝數(shù)。20% 24/48/110/220 V DC 177。且選擇的設(shè)定輸入范圍是10～ +10V。然后與過壓、過流及欠壓值分別進(jìn)行比較，根據(jù)結(jié)果輸出相應(yīng)的報(bào)警信號。安裝主電路時，要達(dá)到線路美觀的效果，所以我把所有引線都拉成直線或者彎成直角，再安裝線盒，把接線都放到線盒里面封起來，這樣看其來就沒有那么亂，同時因?yàn)榻拥木€比較多，所以要把每根線都標(biāo)好號碼，這樣接線時就不會弄亂，而且整個電氣柜看起來也比較美觀。檢測完畢就可以調(diào)試樣機(jī)了。水泵電機(jī)的1泵和2泵應(yīng)該是互鎖的，即當(dāng)1泵工作時，2泵是停止的，只有當(dāng)1泵出現(xiàn)故障停止工作了才自動起動2泵。它不僅可以取代傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)，還可構(gòu)成復(fù)雜的控制