【正文】 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換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。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。變頻器采用西門子MM430系列，此變頻器共有20多個控制端子，分為4類，輸入信號端子、頻率模擬設定輸入端子、監(jiān)視信號輸出端子和通信端子。DIN1至DIN6為數(shù)字輸入端子，一般用于變頻器外部控制，其具體功能由相應設置決定。例如出廠時設置DIN1為正向運行，DIN2為反向運行等，根據(jù)需要通過修改參數(shù)可以改變功能。使用輸入信號可以完成對電動機的正反裝控制、復位、多級速度設定、自有停車、點動等控制操作。PTC端子用于電動機內置PTC測溫保護，為PTC傳感器輸入端。DINDIN2為模擬信號輸入端子，分別作為頻率給定信號和閉環(huán)時的反饋信號輸入。變頻器提供了三種頻率模擬設定方式：外接電位器設定、010V電壓設和420mA電流設定。當用電壓或電流設定時，最大的電壓或電流對應變頻器輸出頻率設定的最大值，變頻器有兩路頻率設定通道，開環(huán)控制時只用AIN1通道，閉環(huán)控制時使用AIN2通道作為反饋輸入，兩路模擬設定值進行疊加。輸出信號的作用是對變頻器運行狀態(tài)的指示，或向上位機提供這些信息。KAKAKA3為繼電器輸出。其功能也是可編程的，如故障報警狀態(tài)指示等。AOUTAOUT2端子為模擬量輸出020mA信號其功能可是可編程的，用于輸出指示運行頻率、電流等。P+、N為通信接口端子，是一個標準的RS485接口。通過此通信接口。可以實現(xiàn)對變頻器的遠程控制，包括運行/停止及頻率設定控制，也可以與端子控制進行組合完成對變頻器的控制。變頻器可以使用數(shù)字操作面板控制，也可以使用端子控制，也可以使用RS485通信接口對其遠程控制。 在系統(tǒng)中，對鍋爐的燃燒控制需要三臺電動機，分別用于控制引風電機轉速、鼓風電機的轉速，給煤電機的轉速。MM430的內置PID和Bico能夠實現(xiàn)簡單反饋和邏輯控制，避免在簡單任務中使用PLC 或復雜的繼電控制，從而給設計人員帶來極大的靈活性，降低了系統(tǒng)的成本，在變頻器單機的情況下實現(xiàn)了友好的操作界面和控制功能，有效地降低了操作人員的勞動強度，能夠根據(jù)系統(tǒng)的要求調節(jié)電機的轉速。 變頻器有兩種工作方式手動方式與自動方式，由于要實現(xiàn)鍋爐風煤比隨鍋爐負荷變化的自動調，變頻器采用自動方式。在對引風電動機的控制中，給定轉速信號， 引風電機，電機壓力變送器組成一個 PID 閉環(huán)控制系統(tǒng)， 給定信號為PLC輸出的頻率信號，變頻器通過控制電機轉速來達到對風量的控制，反饋量為電機風室的壓力。壓力變送器輸出正比于給定頻率的 1～5V 電壓信號 經(jīng)隔離后反饋到MM430 變頻器完成閉環(huán)控制。如圖3所示由PLC提供給定電壓信號進入模入通道AN1電壓表V1指示給定電壓，電壓表表盤標定為風量 0～80t ／ h 和轉速輸出頻率 0～50Hz 兩條刻度以方便操作，使用數(shù)字輸入通道DI1用于變頻器的啟動停機，當KA斷開時變頻器處于停止輸出, 當KA接通時變頻器處于輸出狀態(tài)。指示燈HG1和HG2同時點亮以指示變頻器當前工作狀態(tài)，F(xiàn)R為電動機熱繼電器常閉觸點。使用數(shù)字輸入通道 DI3。MM430變頻器內部有較為完善的基于電動機數(shù)學模型的電子式熱過載繼電器，但它需要在現(xiàn)場檢測正確的電動機參數(shù)，有時感覺多有不便，所以使用外部熱繼電器為后備保護， 反饋信號使用模入通道AN2。模出通道AO1設置為變頻器輸出頻率指示，模出通道AO2設置為變頻器輸出電流指示，數(shù)字輸出指示燈用于變頻器故障或報警指示，HG2用于當變頻器輸出頻率低于5Hz 超過5s 指示,系統(tǒng)正常運行時輸出頻率一般在8Hz～45Hz。當指示燈HG1點亮時表明風量波動較大，電動機轉速過高不宜長時間運行。HG3指示變頻器出現(xiàn)故障。指示燈使用 24V 供電以增強系統(tǒng)的可靠性兩個模出通道設置為電壓輸出，按變頻器手冊說明，需在端子上并聯(lián)一個 500電阻進行電流／電壓轉換，但在調試時發(fā)現(xiàn)，由于輸出電壓表 VV2 的內阻關系模出通道滿偏并不能在500電阻上取得10V電壓，所以電阻增加到，520 結合變頻器內部對兩個模出通道標定使輸出電壓達到10V。系統(tǒng)中用到了3個電機分別來控制引風電機的風量、鼓風電機的風量、給煤電機的給煤量，所以要采用3個變頻器。對引風機、鼓風機采用閉環(huán)控制，將風室的壓力作為反饋量，用變頻器本身具有的PID功能組成兩個簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的給定量又PLC經(jīng)過計算后輸出。對給煤電機采用簡單的開環(huán)控制，幽PLC來對給煤量進行調節(jié)。 圖 PLC與變頻器連接圖第5章 軟件編程燃燒鍋爐自動控制的關鍵問題是燃料的測量。在目前條件下，要實現(xiàn)準確測量進入爐膛中的燃料還很困難，因此常采用比值信號、熱量信號、氧量信號控制燃燒過程，采用熱量信號的燃燒過程自動控制系統(tǒng)中，燃燒的經(jīng)濟性要用兩個流量（燃料量與送風量、熱量與送風量，蒸汽流量與送風量）的比值作間接指標。在運行中如直接采用空氣系數(shù)α能比較正確地反應燃燒經(jīng)濟性的指標。因此，測量煙氣的成分可以更正確地表示燃燒的經(jīng)濟性。本設計用氧量信號來控制燃燒過程。以前人們常在鍋爐運行中應用CO2分析器，分析煙氣成分，判斷爐膛燃燒工況。但是CO2分析儀表的測量滯后太大，根本不能作為自動控制信號之用，而且煙氣中CO2的含量和過?？諝庀禂?shù)α之間的關系也不是固定不變的，通過實踐認識到，比較好的方法是利用氧化鋯直接測量煙氣中的含氧量，一則氧化鋯氧量計滯后時間和慣性小，二則煙氣中的含氧量和過剩空氣系數(shù)之間的關系比較穩(wěn)定。當負荷變化時，煙氣中的含氧量發(fā)生變化，使燃料調節(jié)器去改變燃料量以維持煙氣中的含氧量。用一個比值器來保證給煤與送風量成一定比例。在送風量變化的同時，爐膛負壓發(fā)生變化，引風調節(jié)器去改變引風量，以維持爐膛負壓。在這個控制系統(tǒng)中，燃料調節(jié)器保證經(jīng)濟燃燒。PID 風煤比控制系統(tǒng)結構圖氧量變送器出口煙氣含量給煤機PID給風機出口壓力壓力變送器PID引風機爐膛負壓壓力變送器K 爐膛負壓控制系統(tǒng)結構圖設計中鍋爐中引入了四個外置式換熱器(英文簡稱EHE),解決了尾部煙道受熱面多,不宜布置的難題,使爐膛溫度控制更為靈活。只需要調節(jié)錐形閥的開度就可以來調節(jié)爐溫。爐膛、分離器、回料閥和外置式換熱器構成了循環(huán)流化床鍋爐的物料熱循環(huán)回路,煤與石灰石在燃燒室內完成燃燒及脫硫反應,產(chǎn)生的煙氣分別進入四個分離器,進行氣固兩相分離,經(jīng)過分離器凈化的煙氣進入尾部煙道。分離器分離下來的高溫物料一部分直接返回爐膛,另一部分進入外置式換熱器,外置換熱器入口設有錐型閥,通過調整錐型閥的開度來控制外置換熱器和回料閥的循環(huán)物料分配。在爐膛兩側下部對稱布置4個外置式換熱器,外置式換熱器外殼由鋼板制成,內襯絕熱材料和耐磨耐火材料。外置式換熱器解決了隨著鍋爐容量增大,受熱面布置困難的矛盾,使鍋爐受熱面的布置更靈活。通過錐形閥的開度控制進入外置式換熱器內的熱物料量,提高過熱汽溫的同時,降低熱物料的溫度。900℃左右的高溫物料通過外置式換熱器換熱后,返回爐膛時基本上只有400℃到500℃,低溫物料進入爐膛,能降低爐膛內床溫,將床溫控制在840℃左右,既能減少爐膛內的低溫結焦和高溫結焦,還能控制氮氧化物的生成量,同時,在此床溫下,通過加入石灰石粉與爐膛內產(chǎn)生的二氧化硫反應,生成硫酸鈣,大大降低了二氧化硫的排放量。對爐溫的控制采用最常規(guī)的PID控制算法，從控制原理的角度分析，可采用反饋式PID控制，反式PID控制是依據(jù)被控變量與設定值之差來決定控制行為的，可保證控制精度。PID 床溫控制系統(tǒng)結構圖溫度變送器爐溫調節(jié)閥在鍋爐的運行過程中床高不能夠進行直接的測量，但是可通過測量料層差壓來間接反應床高。料層差壓是一個反映燃燒室床高的參數(shù)。通常將所測得的風室與燃燒室上界面之間的壓力差值作為料層差壓的監(jiān)測數(shù)值，在運行都是通過監(jiān)視料層差壓值來得到床高大小的。床高越大，測得的差壓值亦越高。一般來說，料層差壓應控制在70009000Pa之間。床高(即料層差壓)可以通過爐底放渣管排放底料的方法來調節(jié)。應根據(jù)所燃用煤種設定一個料層差壓的上限和下限作為排放底料開始和終止的基準點。通過控制電磁閥的開閉來保證床高保持在給定值。開始檢測含氧量N等于設定值？YN小于設定值定值？保持給煤量Y增大給煤量減小給煤量結束 給煤量控制流程圖系統(tǒng)在運行中，不斷的檢測出口煙氣的含氧量，當含氧量與設定值相等時，保持給煤機轉速，當含氧量發(fā)生變化時，為保證鍋爐燃燒的經(jīng)濟性，要對給煤量進行調節(jié)， 氧氣含量過大說明鍋爐內燃燒不夠充分，需要增大給煤量，反之，如果氧氣含量減小，給煤量也要隨之減小。含氧量與鍋爐負荷的控制采用雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，通過增加比值控制器K乘以適當?shù)南禂?shù)后作為給風機的設定值。實現(xiàn)燃料量與送風量成一定比例，保證鍋爐的燃燒的經(jīng)濟性。由于鍋爐的熱負荷與給風量有著密切的關系，用一個簡單的閉環(huán)系統(tǒng)來控制給風量，當鍋爐的負荷發(fā)生變化時，通過調節(jié)給風量，使鍋爐的負荷保持在給定時，從而保持過熱器出口氣壓的恒定。圖5..5爐膛負荷控制系統(tǒng)流程圖開始檢測出口壓力保持給風量等于設定值？結束小于設定值？加大給風量減小給風量NYNY 存儲單元地址分配地址功能地址功能VD100溫度上限報警VD204爐床溫度當前值VD104溫度下限報警VD304床高當前值VD108床高上限報警VD404出口煙氣含量當前值VD112床高下限報警VD504爐膛負壓當前值VD204爐床溫度給定值VD604返料量當前值VD304床高給定值VD404出口煙氣含量給定值VD504爐膛負壓給定值VD604返料量給定值主程序梯形圖：子程序梯形圖： 3