電氣自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)鍛造加熱爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-19 05:21 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 本設(shè)計(jì)是室式爐電氣控制設(shè)備設(shè)計(jì)，包括一臺(tái)室式加熱爐內(nèi)所有用電設(shè)備的配電及控制設(shè)計(jì)。該加熱爐控制系統(tǒng)包括一臺(tái)助燃風(fēng)機(jī)控制，其中助燃風(fēng)機(jī)可采用工頻或變頻控制，變頻控制可以增加或減少頻率，以達(dá)到控制助燃風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。該加熱爐還有一可以升降控制的爐門，通過(guò)設(shè)計(jì)可以使?fàn)t門上升或下降。另外還有一點(diǎn)火裝置，設(shè)計(jì)一控制系統(tǒng)來(lái)控制點(diǎn)火裝置的運(yùn)行和關(guān)閉。 控制系統(tǒng)還可以手動(dòng)和自動(dòng)之間進(jìn)行切換，既可以手動(dòng)控制，也可以提前設(shè)置好參數(shù)，如溫度，風(fēng)速等，讓控制系統(tǒng)自動(dòng)控制設(shè)備的運(yùn)行。上位機(jī)系統(tǒng)軟件的操作系統(tǒng)采用中文Windows XP SP3；FameView 上位組態(tài)軟件；編程軟件使用SIMATIC Step7 中文版。上位機(jī)顯示界面用FameView軟件制作，應(yīng)設(shè)有色彩美觀的系全貌、參數(shù)設(shè)置、參數(shù)顯示、設(shè)定曲線、過(guò)程曲線、過(guò)程模擬、報(bào)警界面和報(bào)表定時(shí)打印等工作界面。系統(tǒng)全貌界面：可視友好的控制界面，圖像質(zhì)量要高，用不同色彩全面顯示設(shè)備主要結(jié)構(gòu)、上下位構(gòu)成的集散控制系統(tǒng)、溫度控制、PLC控制系統(tǒng)示意圖；爐體狀態(tài)監(jiān)控界面：主要用于動(dòng)畫顯示爐門、密封的工作狀態(tài)，并有各到位顯示和故障顯示等；參數(shù)顯示界面：直觀顯示整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)和各主要參數(shù)的測(cè)控值。過(guò)程曲線界面：對(duì)于主控溫度、監(jiān)視溫度、記錄溫度要實(shí)時(shí)顯示溫度和時(shí)間的變化，并具有局部放大功能，作為歷史記錄隨時(shí)調(diào)用、顯示。2 鍛造加熱爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 創(chuàng)建Step 7 項(xiàng)目（1) 打開Step 7軟件，雙擊圖標(biāo)；（2）新建項(xiàng)目，名稱為“畢業(yè)設(shè)計(jì)”，保存路徑保持默認(rèn)； 新建項(xiàng)目名稱（3）插入300站 插入300站（4）打開下級(jí)目錄，點(diǎn)擊硬件，進(jìn)行硬件組態(tài) 硬件組態(tài)（5）編寫符號(hào)表 符號(hào)表 助燃風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)助燃風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)采用了2臺(tái)風(fēng)機(jī)，一臺(tái)為主電機(jī)，另外一臺(tái)為備用電機(jī)，當(dāng)主電機(jī)發(fā)生事故時(shí)，為了保證加熱爐的正常運(yùn)行，備用電機(jī)可以投入使用。風(fēng)機(jī)的控制可以采用工頻控制和變頻控制兩種方式，兩種方式可以相互切換，變頻控制采用變頻器實(shí)現(xiàn)。變頻器（Variablefrequency Drive，VFD）[7]是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過(guò)改變電機(jī)工作電源頻率方式來(lái)控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成。通過(guò)改變電源的頻率來(lái)達(dá)到改變電源電壓的目的，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來(lái)提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。 助燃風(fēng)機(jī)的電氣原理圖 助燃風(fēng)機(jī)電氣原理圖1 助燃風(fēng)機(jī)電氣原理圖2 助燃風(fēng)機(jī)控制程序助燃風(fēng)機(jī)的控制程序使用LAD梯形圖編寫，其控制程序如下： 爐門升降控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)爐門升降的實(shí)現(xiàn)可以使用一臺(tái)三相交流電動(dòng)機(jī)，通過(guò)改變它們的相序可是實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)爐門的上升和下降，： 爐門升降電氣原理圖 爐門升降電氣原理圖其中2SB1為爐門停止按鈕，2SB2為爐門上升按鈕，2SB3為爐門下降按鈕。當(dāng)上升按鈕閉合時(shí)線圈2KM1得電，常開觸點(diǎn)2KM1閉合形成自鎖，主觸點(diǎn)2KM1閉合，電機(jī)得電，爐門上升，當(dāng)上升到頂位是，頂端的常開限位開關(guān)閉合，線圈2KM1失電，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。下降時(shí)同上升的原理相似。爐門升降的控制程序如下： 點(diǎn)火裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)大型鍋爐的點(diǎn)火和穩(wěn)燃傳統(tǒng)上都是采用燃燒重油或天然氣等稀有燃料來(lái)實(shí)現(xiàn)的，近年來(lái)，隨著世界性的能源緊張，原油價(jià)格不斷上漲，火力發(fā)電燃油愈來(lái)愈受到限制。因此鍋爐點(diǎn)火和穩(wěn)燃用油被做為一項(xiàng)重要的指標(biāo)來(lái)考核，為了減少重油（天然氣）的耗量，傳統(tǒng)的做法是提高煤粉的磨細(xì)度，提高風(fēng)粉混合物和二次風(fēng)的預(yù)熱溫度，采用預(yù)燃室燃燒器，選用小油槍點(diǎn)火等等，但是，這些方法已到了盡頭，若要進(jìn)一步減少燃油到最終不用油，必須采用與傳統(tǒng)上完全不同的全新工藝，這種工藝應(yīng)既可保證提高燃燒過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性，又可以改善火電廠的生態(tài)條件——DLZ200型等離子煤粉點(diǎn)火燃燒器[6]，采用直流空氣等離子體做為點(diǎn)火源，可點(diǎn)燃揮發(fā)份較低的（10%）貧煤，實(shí)現(xiàn)鍋爐的冷態(tài)啟動(dòng)而不用一滴油，是未來(lái)火力發(fā)電廠點(diǎn)火和穩(wěn)燃的首選設(shè)備，采用等離子點(diǎn)火燃燒器，點(diǎn)火和穩(wěn)燃與傳統(tǒng)的燃油相比有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：(1) 經(jīng)濟(jì)：采用等離子點(diǎn)火運(yùn)行和技術(shù)維護(hù)費(fèi)僅是使用重油點(diǎn)火時(shí)費(fèi)用的15%～20%，對(duì)于新建電廠，可以節(jié)約上千萬(wàn)的初投資和試運(yùn)行費(fèi)用；(2) 環(huán)保：由于點(diǎn)火時(shí)不燃用油品，電除塵裝置可以在點(diǎn)火初期投入，因此，減少了點(diǎn)火初期排放大量煙塵對(duì)環(huán)境的污染；另外，電廠采用單一燃料后，減少了油品的運(yùn)輸和儲(chǔ)存環(huán)節(jié)，亦改善了電廠的環(huán)境；(3) 高效：等離子體內(nèi)含有大量化學(xué)活性的粒子，如原子（C、H、O）、原子團(tuán)（OH、HO2）、離子（OHOH、O、H+）和電子等，可加速熱化學(xué)轉(zhuǎn)換，促進(jìn)燃料完全燃燒；(4) 簡(jiǎn)單：電廠可以單一燃料運(yùn)行，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了運(yùn)行方式；
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