【正文】 1 為有輸入變化量報(bào)警。為了得到 12 位的最大分辨率，電壓輸出時(shí)，對于 10V 的模擬輸出值，數(shù)字量調(diào)整到 4000；電流輸出時(shí)，對于 20mA的模擬輸出值，數(shù)字值調(diào)整到 4000。所以在自動(dòng)控制投運(yùn)前應(yīng)先掌握對象的特征。一些未考慮 EMC 的項(xiàng)目需要重新敷線。當(dāng)采用 PID 調(diào)節(jié)器時(shí)，有多個(gè)整定參數(shù)，反復(fù)試湊的次數(shù)增多，不易得到最佳整定參數(shù)。 取 ?N ，由式（ 52） 得 22 ?????iK 由式（ 51） 得 kWP V 791 1 0)( 21 ????? 采取風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量時(shí)風(fēng)機(jī)所需的軸功率為 79 kW，采用變頻調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)風(fēng)量時(shí)相對的風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量的節(jié)電率為 。 在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文過程中，李 老師給了我許多的指導(dǎo)和幫助，對每一個(gè)問題都耐心地講解并引導(dǎo)我們向更新更深的知識(shí)探索，本畢業(yè)論文的完成，您的正確指導(dǎo)有著極其重要的作用。 在 做 這個(gè) 設(shè)計(jì) 過程中， 我使大學(xué) 所學(xué)的專業(yè)知識(shí) ，對知識(shí) 有了一個(gè)較系 統(tǒng)的綜合，并對其中的許多問題進(jìn)行了重新學(xué)習(xí)和加深理解，為 工作的需要奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 采用擋板調(diào)節(jié)流量時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸入功率 VP1 與流量 Q 的關(guān)系 為 eNV PP 121 ])/([ ?? () 式中， eP1 ——額定流量時(shí)電動(dòng)機(jī)輸入功率， kW； NQ ——額定流量。 (3) 在一 定的控制度下通過公式計(jì)算得到 PID 控制器的參數(shù)。 當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定時(shí)，將操作器突然由自動(dòng)轉(zhuǎn)為手動(dòng)，人為地將調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)變化一個(gè)開度，再迅速轉(zhuǎn)為自動(dòng)，觀察被調(diào)參數(shù)是否逐漸接近給定值。此外，如有必要在變頻器一側(cè)也應(yīng)采取相應(yīng)措施。 基 于 ABB通用變頻器三 菱 PLC的風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造 27 5 鍋爐風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試 DAFX N 22 ? 模擬量輸出模塊偏執(zhí)于增益的調(diào)整 偏置值和增益值 的設(shè)置 DAFX N 22 ? 出廠時(shí)偏置值和增益值已經(jīng)設(shè)置成：數(shù)字值為 0～ 4000，電壓輸出為 0～10V。 PID 指令可以在定時(shí)中斷、子程序、步進(jìn)指令和轉(zhuǎn)移指令內(nèi)使用，但是應(yīng)將 [S3]+7 清零（采用脈沖執(zhí)行的 MOV 指 令）之后才能使用。 圖 功 能模塊編號圖 緩沖寄存器（ BFM）分配 FX 系列可編程控制器基本單元與 ADFX N 82 ? 、 ADFX N 22 ? 等模擬量模塊之間的數(shù)據(jù)通信是由 FROM 指令和 TO 指令來執(zhí)行的。 增量式 PID： (如驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī) ) ( ) ( ( ) ( ( 1 ) ) ) ( ) ( ( ) 2 ( ( 1 ) ) ( ( 2 ) )p I Du k T K e k T e k T K e k T K e k T e k T e k T? ? ? ? ? ? ? ? ? ? () 積分分離 PID：可提高控制性能，加入積分的目的是消除靜差，提高控制精度，當(dāng)被控量與設(shè)定值偏差較大時(shí)，取消積分作用，以免由于積分作用使得系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，超調(diào)量增大；當(dāng)被控量接近設(shè)定值時(shí)加入積分作用，以消除靜差。大多數(shù)變頻器廠商可提供以下幾種常用的防護(hù)結(jié)構(gòu)供用戶選用。 (10) 變頻器驅(qū)動(dòng)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，大多是利用已有的電動(dòng)機(jī)。 (2) 選擇變頻器時(shí)應(yīng)以實(shí)際電機(jī)電流值作為變頻器選擇的依據(jù)，電機(jī)的額定功率只能作為參考。 基 于 ABB通用變頻器三 菱 PLC的風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造 17 變頻器拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載時(shí)，低俗時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩要足夠大，并 且要有足夠的過載能力。 DAFX N 22 ? 模擬量模塊的工作電源位 DC24V,模擬量與數(shù)字量之間采用光電隔離技術(shù)。與 NCFX2 系列 PLC 相連時(shí)，需要用一個(gè) ICNVFX NC ??2 。蒸汽流量信號是前饋信號。 基 于 ABB通用變頻器三 菱 PLC的風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造 9 圖 給煤控制原理框圖 汽包水位控制系統(tǒng) 汽包水位是工業(yè)蒸汽鍋爐安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要指標(biāo)。鏈條爐排的一次空氣，是由爐排下部進(jìn)入的。 鏈條鍋爐 鏈條鍋爐是機(jī)械化程度較高的一種層燃爐 ，是火床燃燒的一種 。整個(gè)爐排主要包括框架和爐排片兩個(gè)部分。爐是燃料燃燒的放熱部分，也就是煤、風(fēng)、煙、灰系統(tǒng)。 對于選定的電動(dòng)機(jī)而言，轉(zhuǎn)差率 S 和電動(dòng)機(jī)極對數(shù) p 均為常數(shù)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于電源頻率 f ， 變頻器 就 是通過改變電源頻率 f 的方式來改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 ，達(dá)到改變風(fēng)量的目的 。隨著近十幾年變頻技術(shù)的不斷完善、發(fā)展 。 鍋爐風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)是按最大工況來考慮的，在實(shí)際使用中有很多時(shí)間風(fēng)機(jī)都需要根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)的做法是用開關(guān)風(fēng)門、閥門的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方式增大了供風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)流損失，在啟動(dòng)時(shí)還會(huì) 有啟動(dòng)沖擊電流，且對系統(tǒng)本身的調(diào)節(jié)也是階段性的，調(diào)節(jié)速度緩慢，減少損失的能力很有限，也使整個(gè)系統(tǒng)工作在波動(dòng)狀態(tài)；而通過在鍋爐風(fēng)機(jī)上加裝變頻調(diào)速裝置則可一勞永逸的解決好這些問題，可使系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定，并可通過變頻節(jié)能收回投資。 圖 壓力 風(fēng)量關(guān)系 基 于 ABB通用變頻器三 菱 PLC的風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造 3 其中：曲線 1n 是風(fēng)機(jī)在 某一較低速度下的 HQ 曲線； 曲線 2n 風(fēng)機(jī)在而定的轉(zhuǎn)速下的HQ 曲線；曲線 1 是風(fēng)門開度最大的風(fēng)路 HQ 曲線曲線 2 是風(fēng)機(jī)在某一較小開度下的風(fēng)路HQ 曲線。 是自然循環(huán)鍋爐中最重要的受壓元件。 煙囪作用是拔火拔煙，排走煙氣，改善燃燒條件。工藝流程圖如圖 所示。爐排工作面約有 40%實(shí)在較高溫度下工作，其余的爐排在下面空走著，使?fàn)t排片得到了良好的冷卻。 (3) 燃料量的變化 。復(fù)壓過大，漏風(fēng)嚴(yán)重，總的風(fēng)量增加， 煙氣熱量損失增大，同時(shí)引風(fēng)機(jī)的電耗增加，不利于經(jīng)濟(jì)燃燒；負(fù)壓偏正，爐膛要向外噴火，不利于安全生產(chǎn)。圖中模擬輸入信號采用雙絞屏蔽電纜與ADFX N 82 ? 連接， 電纜應(yīng)遠(yuǎn)離電源或其他可能產(chǎn)生電氣干擾的導(dǎo)線。對于電壓輸出，應(yīng)將端子 I+和 V1連接。 負(fù)載的恒功率性質(zhì)應(yīng)該是就一定的速度 變化范圍而言的。如果超過規(guī)定值，要放大一檔或兩檔來選擇變頻器。否則現(xiàn)場的灰塵、水汽會(huì)影響變頻器的長久運(yùn)行。 (4) 閉型 IP45， ，防水的防護(hù)結(jié)構(gòu)，適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境條件差，有水淋，粉塵及一定腐蝕性氣體的場合。當(dāng)比例系數(shù)增大，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差將減小，加快系統(tǒng)響應(yīng)速度，但會(huì)使系統(tǒng)超調(diào)量增大，降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。 根據(jù)需要，將 CH1～ CH6 設(shè)定為電流輸入，輸入范圍為 +4mA～ +20mA， CH7～ CH8關(guān)閉，所以將 BFM0 中的值設(shè)定為 H3333， BFM1 中的值設(shè)定為 H3333， ADFX 2? 的識(shí)別碼是 K3010。 bit2:0 為無輸出變化量報(bào)警； 1 為有輸出變化量報(bào)警。偏置值也可以根據(jù)需要任意進(jìn)行調(diào)整。鍋爐系統(tǒng)的給水、燃燒、鼓風(fēng)、引風(fēng)等各個(gè)相關(guān)變量的相互影響，可以通過手操定性地了解系統(tǒng)的特性。幾種常見的抑制電磁擾動(dòng)的方法 如下： (1) 在供電系統(tǒng)配線方面，應(yīng)使電源引線盡量短且粗，避免公共線， 以降低共阻抗耦合，保障線路壓降在允許的范圍內(nèi)；盡量采用扭絞線，抑制電磁感應(yīng)干擾；各種饋線（如交流線、直流線、邏輯信號線和模擬信號線、非穩(wěn)壓的直流線、燈泡與繼電氣等感性負(fù)載驅(qū)動(dòng)線）應(yīng)分開布線。 驗(yàn)法的整定步驟： (1) 讓調(diào)節(jié)器參數(shù)積分系數(shù) S0=0，實(shí)際微分系數(shù) k=0，控制系統(tǒng)投入閉環(huán)運(yùn)行，由 小到大改變比例系數(shù) S1，讓擾動(dòng)信號作階躍變化，觀察控制過程，直到獲得滿意的控制過程為止。 年節(jié)電量，每年按 360 天計(jì)算，則 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 k W hhhkW 28 512 0%2036 0/24/11 0 ???? 天天 年節(jié)電費(fèi)（假設(shè)電價(jià)為 元 /kWh） 為 ??? 設(shè)備改造費(fèi)用為 萬元，故 投資回收期 =設(shè)備投資總額 /年節(jié)電費(fèi) =≈ 月 即變頻器改造后不到一年收回了投入。 同時(shí)， 電 自 教研室的各位老師也非常熱情地給予指導(dǎo)。節(jié)能效果非常明顯。 根據(jù) GB12497 對電機(jī)運(yùn)行管理的規(guī)定如下的計(jì)算公式。 (2) 僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對輸 入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時(shí)的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期 。人為擾動(dòng)必須在工況穩(wěn)定試做。 (2) 當(dāng)電源條件不太好時(shí)，應(yīng)在 PLC 的電源模塊以及輸入 /輸出模塊的電源線上接入噪聲濾波器和降低噪聲的變壓器等。若變頻器有故障時(shí)，可以轉(zhuǎn)入手動(dòng)控制，工頻運(yùn)行，故障排除后，恢復(fù)為變頻運(yùn)行，從而更有效地保證了過路的安全運(yùn)行。 PID 指令可以同時(shí)多次使用，但是用于計(jì)算的 [S3]、 [D]的數(shù)據(jù)寄存器元件號不能重復(fù)。它們的編號分別為 0、 1。 控制器 的離散表達(dá)式 位置式 PID： 0( ) ( ) ( ) { ( ) [ ( 1 ) ] }kp I Diu k T K e k T K e iT K e k T e k T?? ? ? ? ?? () 傳遞函數(shù)模型為： 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 11( ) (1 )(1 )IpDKG z K K zz ??? ? ? ?? () 位置式 PID 的缺點(diǎn)是由于采用全量輸出，因此每次輸出均與過去狀態(tài)有關(guān)，計(jì)算時(shí)要對誤差累加，控制量 ()uk 對應(yīng)的該是執(zhí)行機(jī)構(gòu) 的實(shí)際位置偏差，因此 ()uk 會(huì)出現(xiàn)大幅變化，這在某些場合時(shí)不允許的，因此這種情況下采用增量式 PID。 根據(jù)安 裝環(huán)境選取變頻器的防護(hù)結(jié)構(gòu) 變頻器的防護(hù)結(jié)構(gòu)要與其安裝環(huán)境相適應(yīng)，這就要考慮環(huán)境溫度，濕度，粉塵，酸堿度，腐蝕性氣體等因素，這與變頻器能否長期，安全，可靠運(yùn)行關(guān)系重大。因此，不要超過最高轉(zhuǎn)速容許值。 在選擇變頻器時(shí)因注意以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng) 在選擇變頻器時(shí)因注意以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)： (1) 根據(jù)負(fù)載特性選擇變頻器 。傳送帶、攪拌機(jī)、擠壓機(jī)和機(jī)械設(shè)備的進(jìn)給機(jī)構(gòu)等摩擦類負(fù)載以及起重機(jī)、提升機(jī)、電梯等中立負(fù)載，都屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 。該模塊將 12 大于 250 Ω，分辨率為 20 uA，綜合精度為 。 ADFX N 82 ? 模擬量輸入模塊可以與 NFX0 、 NFX1 、 NFX2 、 NCFX2 系列 PLC 的基本單元連接。作 用是消除各種擾動(dòng)對水位的影響，維持汽包水位接近給定值?？刂圃砜驁D如圖 所示。為了防止煤閥板燒沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 壞、變形，一方面耐火材料要具備較高的耐火度 ，另一方面，還可以在煤閥板上安裝循環(huán)水冷卻管，冷卻煤閥板。 儀表系統(tǒng)：由蒸汽、水流量、壓力、溫度、液位指示，給煤、送風(fēng)等機(jī)械和自動(dòng)化調(diào)節(jié)裝置等組成。 爐排： 鍋爐中堆置固體燃料并使之有效燃燒的部件。鍋是溶水產(chǎn)汽（或熱水）的部分，也是汽、水系統(tǒng)。 三相 異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)關(guān)系 如公 式 ()所示 pfSn /60)1( ???? () n 電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速 ， r/min； S 轉(zhuǎn)差率 ； p 電機(jī)極對數(shù) ； f 電源頻率 ， Hz。 變頻調(diào)速出現(xiàn)為風(fēng)機(jī)改造帶來了一場革命。 采用 變頻器控制電機(jī) 的轉(zhuǎn)速，取消擋板調(diào)節(jié)，降低了設(shè)備的故障率，節(jié)電效果顯著。 可以看出， 當(dāng) 實(shí)際工況 風(fēng)量由 1Q 下降到 2Q 時(shí)， 如果在風(fēng)機(jī)以額定轉(zhuǎn)速的運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下調(diào)節(jié)風(fēng)門開度，則工況點(diǎn) 沿曲線 2n 由 A 移到 B；如果風(fēng)門 開度最大 的條件下 用變頻 調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速， 則工況點(diǎn)沿曲線 1 由 A 移到 C 點(diǎn)。 汽包內(nèi)分成汽空間和水空間 ， 用 來 進(jìn)行蒸汽凈化 ，對下降管進(jìn)行可靠供水，保證鍋爐正常水循環(huán)。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 圖 煤、風(fēng)、煙、灰系統(tǒng)圖 附屬 系統(tǒng) 根據(jù)工作的需要，還要建立相應(yīng)的服輸系統(tǒng)，包括上煤系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、儀表自動(dòng)化系統(tǒng)等。 圖 工藝流程圖 爐排燃燒的特點(diǎn)是：燃料在固定的、活絡(luò)的、推動(dòng)的、震動(dòng)的或轉(zhuǎn)動(dòng)的爐排上燃燒。鏈條爐排的后部裝有擋渣裝置，其作用為了延長灰渣在 爐排后部的停留時(shí)間，以使夾雜在灰渣中的可燃物進(jìn)一步燃盡。 (4) 汽包壓力的變化，汽包