【導(dǎo)讀】鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)或生活采暖的供熱源，按其供熱的方式分為蒸汽和熱水兩種。可靠與安全，需要有許多輔助低壓電氣設(shè)備為之服務(wù)。這些設(shè)備要有以下功能：自。特別是當(dāng)設(shè)備出故障時，需要開關(guān)自動切斷電路，要有一套自動控制的電氣操作設(shè)備，對供電設(shè)備進(jìn)行自動控制。不見的，一臺設(shè)備是否帶電或斷電，從外表看無法分辨，這就需要設(shè)置各種視聽信號，對一次設(shè)備進(jìn)行電氣監(jiān)視。線路的各種參數(shù)，如電壓、電流、頻率和功率的大小等。

　　

【正文】 流表 6L2A A 5mA～ 20A 直接接入 KA 30A～ 10kA 經(jīng)電流互感器 CT接入（二次電流為 5A、 1A） 23 示被 測量電量的變化趨勢：主要用于工礦企業(yè)，冶金，化工、電力、成套設(shè)備及各種電控裝置上。造型簡潔明快、美觀大方。產(chǎn)品性能符合 GB/T76762020 國家標(biāo)準(zhǔn)要求。本次設(shè)計主要選用 9 個電流儀表，在操作臺上分別對補(bǔ)水泵、出渣機(jī)、爐排、上煤機(jī)、除灰機(jī)、循環(huán)泵、引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行運行電流進(jìn)行顯示。 數(shù)顯表 數(shù)顯表是一種用于顯示的電子儀表，目前在各行各業(yè)均有應(yīng)用，因為其顯示數(shù)據(jù)精確而且一目了然，所以在很多場合下已經(jīng)代替了指 針式儀表。從我們家中的電子鐘表到工廠用的顯示儀表，無論是對時間的把握還是對產(chǎn)量的控制都提供了精準(zhǔn)的數(shù)字顯示，用數(shù)字量替換了模擬量。因此數(shù)顯表會在我們的生活中越來越普及。 數(shù)顯表簡介 到目前為止數(shù)顯表的概念還沒有統(tǒng)一的說法，但對其認(rèn)識卻大都相同，顧名思義它應(yīng)該是數(shù)字或字母顯示的儀表。從廣義上講，街頭隨處可見的大屏幕數(shù)字交通信號燈計時牌，車站的車次牌、工廠數(shù)控顯示表等都算是數(shù)顯表的范疇，目前的數(shù)顯表一般都與電腦、 PLC 等設(shè)備相互連接使用。它的應(yīng)用非常廣泛，大到衛(wèi)星監(jiān)控數(shù)據(jù)、小至手腕上的電子手表，可以 說在現(xiàn)代社會里，它的身影無處不在，其結(jié)構(gòu)并不是很統(tǒng)一，它的形狀大小也會跟著需要而變化，一般為長方形的表頭配一個表身。數(shù)顯表的數(shù)字顯示一般采用 LED 發(fā)光管或者是液晶屏幕這兩種來完成。工業(yè)、交通等一般都是采用 LED 發(fā)光管的數(shù)顯表，因為 LED 光源比較亮，有多種顏色，尤其是紅色，非常適合辨別。液晶顯示通常用于家用鐘表，因其自身不發(fā)光，所以比較省電。 數(shù)顯表的選用 本次設(shè)計選用 FWP 系列雙回路數(shù)字顯示儀，每個儀表上都顯示一個溫度和一個壓力，其中出水壓和出水溫度有報警，具體設(shè)置參數(shù)在實際為主。 FWP 系列顯示控制儀適用于各種溫度、壓力、液位、長度等的測量控制。采用微 24 處理器進(jìn)行數(shù)字運算，可對各種非線性信號進(jìn)行高精度的線性矯正。 FWP 系列光柱顯示控制儀集數(shù)字測量顯示和模擬測量顯示于一體，采用數(shù)碼 LED 顯示，可精確的顯示控制實時測量值；同時采用高精度 40 線光柱顯示，清晰直觀的顯示實時測量值。以方便直觀的與其它測量參數(shù)進(jìn)行比較。 FWP 系列顯示控制儀向用戶開啟了儀表內(nèi)部參數(shù)（包括輸入類型、 運算方式、輸出參數(shù)、通訊參數(shù)等）的設(shè)定界面。 FWP 系列顯示控制儀可切換輸入多種分度號。采用先進(jìn)的無跳線技 術(shù)， 更改輸入分度號時，不用更改跳線或開關(guān)。整個儀表改型過程不需斷電，只需設(shè)定儀表的分度號及相關(guān)參數(shù)， 即可在線完成輸入分度號的更改。 FWP 系列顯示控制儀支持多機(jī)通訊， 具有多種標(biāo)準(zhǔn)串行雙向通訊 功能， 可選擇多種通訊接品方式（如 RS232C、 RS48 RS422 等），通訊波特率 300～ 9600bps 儀表內(nèi)部參數(shù)自由設(shè)定?？膳c各種帶串行輸入輸出的設(shè)備（如電腦、可編程控制器、 PLC 等）進(jìn)行通訊，構(gòu)成智能管理系統(tǒng)。配用 FWP 系列數(shù)據(jù)采集器和基于 WINDOWS’9X 平臺的全中文 FWP 工控組態(tài)軟 件，可方便的實現(xiàn)多臺儀表與上位機(jī)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)管理。本次選用 D421/423系列，寬 96mm、高 48mm、深 112mm。其對應(yīng)接線端子圖如下圖： 圖 數(shù)顯表接線端子圖 25 電磁閥 電磁閥是用來控制流體自動化的基礎(chǔ)元件，屬于 執(zhí)行器；并不限于液壓、氣動。電磁閥用于控制液壓流動方向，工廠的機(jī)械裝置一般都由液壓鋼控制，所以就會用到電磁閥。 電磁閥的工作原理 電磁閥里有密閉的腔，在不同的位置開有通孔，每個孔都有通向不同的油管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪一面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來檔住或漏出不同排油的孔，而進(jìn)油孔是常開的，液壓油就會進(jìn)入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動油剛的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞桿帶動機(jī)械裝置動作。這樣就通過控制電磁閥的電流進(jìn)而控制了機(jī)械運動。 上面說得是電磁閥 的普通原理 ，實際上，根據(jù)流過介質(zhì)的溫度、壓力等情況，比如管道有壓力和自流狀態(tài)無壓力。電磁閥的工作原理是不同的。比如在自流狀態(tài)下需要零壓啟動的，就是通電后，線圈整個把閘體吸起來。而有壓力狀態(tài)的電磁閥，則是線圈通電后吸出插在閘體上的一個銷子，用流體自身的壓力把閘體頂起來。這兩種方式的不同之處是：自流狀態(tài)的電磁閥，因為線圈要吸起整個閘體，所以體積較大 ，而帶壓狀態(tài)的電磁閥，只需要吸起銷子，所以體積可以做的比較小。 26 第五章 變頻柜、配電柜和軟啟動器介紹 變頻柜的功能 電源切換與保護(hù) 變頻柜中設(shè)有低壓塑殼斷路器與進(jìn)線電源相連，除能完成接通和分?jǐn)嚯娐吠?，可對電路和變頻器發(fā)生的短路、過載進(jìn)行保護(hù)。并可在維護(hù)時切斷電源。 啟、?？刂乒δ? 變頻柜面板上設(shè)置變頻啟動，變頻停止按鈕，用于變頻裝置的運行控制，便于現(xiàn)場操作。 頻率（速度）調(diào)整 變頻柜面板上設(shè)置頻率調(diào)整電位器，可以很方便的手動調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，用以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速 表頭顯示 變頻柜面板上設(shè)置電壓表、電流表和各種指示燈如電源指示、運行指示停止指示、故障指示實現(xiàn)對變頻器輸入電壓、 輸出電流、輸出頻率和各種工作狀態(tài)的監(jiān)測。 備用工頻切換 用戶可選擇有備用工頻切換的變頻柜、當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時，通過自動控制回路將電動機(jī)切換至工頻電源（此方式可選擇手動 /自動，工頻啟動裝置大于 15KW小于 45KW可以選用軟啟動器實現(xiàn)） 加裝外圍設(shè)備 根據(jù)工況需要可在變頻柜內(nèi)安裝交流輸入電抗器，輸出電抗器，直流電抗器及 EMI濾波器，制動單元，制動電阻，接觸器，中間繼電器，熱繼電器，可編程控制器（ PLC） ,可編程操作終端（ GOT），電度表，散熱風(fēng)扇等。 整齊美觀 27 將變頻器安裝在 變頻柜中，并與其他低壓配電柜的尺寸相同，顏色一致，保持配電設(shè)施與控制裝置的協(xié)調(diào)，整齊，美觀。 安全防護(hù) 將變頻器安裝在變頻柜內(nèi)，可以減少環(huán)境污染，減少觸電危險，起到較好的防護(hù)作用。 變頻柜、配電柜的選擇 根據(jù)變頻器、接觸器、空氣開關(guān)、電流互感器等器件的尺寸，本次設(shè)計統(tǒng)一選擇 GGD變頻柜。高 、深 、寬尺寸詳見系統(tǒng)框圖。每個變頻啟動的輔機(jī)用一個柜體。配電設(shè)備安裝在柜子里就叫 “配電柜 ”，它的功能就是將一路（或兩路）電源進(jìn)線分成若干路出線，每路出線都帶有計量和保護(hù)裝置。本次設(shè)計配電柜 也選用 GGD 柜體。直接啟動的輔機(jī)和照明用電，吊車用電和臨時用電安裝設(shè)計在同一個柜體里。 軟啟動器介紹 軟啟動器是一種集電機(jī)軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管及其電子控制電路。運用不同的方法，控制三相反并聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不同的要求而變化，就可以實現(xiàn)不同的功能。運用串接于電源與被控電機(jī)之間的軟啟動器，控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至起動結(jié)束，賦予電機(jī)全電壓 ，即為軟啟動，在起動過程中，電機(jī)起動轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加，軟起動一般有下面幾種起動方式。 （ 1）、斜坡升壓軟起動。這種起動方式最簡單，不具備電流閉環(huán)控制，僅調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角，使之與時間成一定函數(shù)關(guān)系增加 （ 2）、斜坡恒流軟起動。這種起動方式是在電動機(jī)起動的初始階段起動電流逐漸增 28 加，當(dāng)電流達(dá)到預(yù)先所設(shè)定的值后保持恒定，直至起動完畢。啟動過程中，電流上升變化的速率是可以根據(jù)電動機(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大，則起動轉(zhuǎn)矩大，起動時間短。該起動方式是應(yīng)用最多的起動方式，尤其適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的起動。 （ 3）、階躍起動。開機(jī)即以最短時間，使起動電流達(dá)到設(shè)定值，通過調(diào)節(jié)起動電流設(shè)定值，可以達(dá)到快速起動效果。 （ 4）、脈沖沖擊起動。在起動開始階段，讓晶閘管在極短時間內(nèi)，以較大電流導(dǎo)通一段時間后回落，再按原設(shè)定值線性上升，連入恒流起動。 西安西弛電氣有限責(zé)任公司生產(chǎn)的 CMC 系列軟起動器。就具有以上特點，用戶可選擇限流軟起動、電壓斜坡起動、電流斜坡起動。本次設(shè)計在 2循環(huán)水泵為了降低成本，就選用 CMC 系列軟啟動器，在 1循環(huán)泵出故障，以電流斜坡起動 2循環(huán)泵， CMC 系列軟起動器覆蓋 電機(jī)，是三相鼠 籠式電動機(jī)起動、運行產(chǎn)品，它成功地解決了交流電動機(jī)起動時造成的較大起動電流對供電電壓質(zhì)量的影響和供電線路電耗增大以及對機(jī)械設(shè)備沖擊等問題。 29 第六章 變頻器的選擇與使用 變頻器 定義： 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。 變頻器基本原理 我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交 —直 —交方式（ VVVF 變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間 直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4 個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為 IGBT 三相橋式逆變器，且輸出為 PWM 波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。 變頻器控制原理 （ 1）、主回路：電抗器的作用是防止變頻器產(chǎn)生的高次諧波通過電源的輸入回路返回到電網(wǎng)從而影響其他的受電設(shè)備，需要根據(jù)變頻器的容量大小來決定是否需要加電抗器；濾波器是安裝在變頻器的輸出端，減少變頻器輸出的高次諧波，當(dāng)變頻器到電機(jī)的距離較遠(yuǎn)時，應(yīng)該安裝濾波器。雖然變頻器本身有各種保護(hù)功能，但缺相保護(hù)卻并不完美，斷路器在主 回路中起到過載，缺相等保護(hù)，選型時可按照變頻器的容量進(jìn)行選擇?？梢杂米冾l器本身的過載保護(hù)代替熱繼電器。 （ 2）、控制回路：具有工頻變頻的手動切換，以便在變頻出現(xiàn)故障時可以手動切工頻運行，因輸出端不能加電壓，固工頻和變頻要有互鎖。 變頻器選型 采用變頻的目的；恒壓控制或恒流控制等。 30 變頻器的負(fù)載類型；如葉片泵或容積泵等，特別注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng)用時的方式方法。 變頻器與負(fù)載的匹配問題； （ 1）、電壓匹配；變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符。 （ 2）、電流匹配； 普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符。對于特殊的負(fù)載如深水泵等則需要參考電機(jī)性能參數(shù)，以最大電流確定變頻器電流和過載能力。 （ 3）、轉(zhuǎn)矩匹配；這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或有減速裝置時有可能發(fā)生。 在使用變頻器驅(qū)動高速電機(jī)時，由于高速電機(jī)的電抗小，高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。 變頻器如果要長電纜運行時，此時要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不足，所以在這樣情況下，變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端 安裝輸出電抗器。 對于一些特殊的應(yīng)用場合，如高溫，高海拔，此時會引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。 在本次設(shè)計熱水鍋爐控制系統(tǒng)中，引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、循環(huán)泵、爐排、補(bǔ)水泵的調(diào)速均采用變頻調(diào)速控制。變頻器自身具有非常強(qiáng)大的控制功能，如 PID 控制功能、多段速運行控制功能、遠(yuǎn)程通訊控制功能等，同時，變頻器還對電機(jī)起到過載和過電流保護(hù)作用，在電機(jī)控制主回路中可以不加裝熱繼電器，使設(shè)計更經(jīng)濟(jì)。綜合考慮變頻器的性價比，本文所使用的變頻器是深川 SVFEV變頻器。根據(jù)電機(jī)功率的大小所選擇的變頻器型號如下表所示： 電機(jī)名稱及功率 變頻器型號 電源容量 KVA 輸入電流 A 輸出電流 A 引風(fēng)機(jī) 110KW SVFEVG93/P110T4 134 180 200/224 31 鼓風(fēng)機(jī) 55KW SVFEVG45/P55T4 69 92 96/128 循環(huán)泵 90KW SVFEVG75/P93T4 114 157 165/200 爐排 4KW 補(bǔ)水泵 表 變頻器型號選擇 電機(jī)名稱及功率 變頻器型號 變頻器尺寸 W 變頻器尺寸 D 變頻器尺寸 H 引風(fēng)機(jī) 110KW SVFEVG93/P110T4 436 313 721 鼓風(fēng)機(jī) 55KW SVFEVG45/P55T4 346 278 575 循環(huán)泵 90KW SVFEVG75/P93T4 436 313 721 爐排 4KW 補(bǔ)水泵 表 變頻器型號選擇 上表中變頻器型號有 G 型和 P 型及之分， G 型變頻器適用于通用機(jī)型的控制， P 型適用于風(fēng)機(jī)泵類的控制。 變頻器與電機(jī)的距離確定電纜和布線方法 （ 1）、變頻器和電機(jī)的距離應(yīng)該盡量的短。這樣減小了電纜的對地電容，減少干擾的發(fā)射源。 （ 2）、控制電纜選用屏蔽電纜，動力電纜選用屏蔽電纜或者從變頻器到電機(jī)全部用穿線管屏蔽。 （ 3）、電機(jī)電纜應(yīng)獨立