【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(guò)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(dòng)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(gè)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(chǔ)能和緩沖無(wú)功功率。變頻器采用西門(mén)子MM430系列，此變頻器共有20多個(gè)控制端子，分為4類(lèi)，輸入信號(hào)端子、頻率模擬設(shè)定輸入端子、監(jiān)視信號(hào)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(yīng)設(shè)置決定。例如出廠(chǎng)時(shí)設(shè)置DIN1為正向運(yùn)行，DIN2為反向運(yùn)行等，根據(jù)需要通過(guò)修改參數(shù)可以改變功能。使用輸入信號(hào)可以完成對(duì)電動(dòng)機(jī)的正反裝控制、復(fù)位、多級(jí)速度設(shè)定、自有停車(chē)、點(diǎn)動(dòng)等控制操作。PTC端子用于電動(dòng)機(jī)內(nèi)置PTC測(cè)溫保護(hù)，為PTC傳感器輸入端。DINDIN2為模擬信號(hào)輸入端子，分別作為頻率給定信號(hào)和閉環(huán)時(shí)的反饋信號(hào)輸入。變頻器提供了三種頻率模擬設(shè)定方式：外接電位器設(shè)定、010V電壓設(shè)和420mA電流設(shè)定。當(dāng)用電壓或電流設(shè)定時(shí)，最大的電壓或電流對(duì)應(yīng)變頻器輸出頻率設(shè)定的最大值，變頻器有兩路頻率設(shè)定通道，開(kāi)環(huán)控制時(shí)只用AIN1通道，閉環(huán)控制時(shí)使用AIN2通道作為反饋輸入，兩路模擬設(shè)定值進(jìn)行疊加。輸出信號(hào)的作用是對(duì)變頻器運(yùn)行狀態(tài)的指示，或向上位機(jī)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(bào)警狀態(tài)指示等。AOUTAOUT2端子為模擬量輸出020mA信號(hào)其功能可是可編程的，用于輸出指示運(yùn)行頻率、電流等。P+、N為通信接口端子，是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口。通過(guò)此通信接口?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的遠(yuǎn)程控制，包括運(yùn)行/停止及頻率設(shè)定控制，也可以與端子控制進(jìn)行組合完成對(duì)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(duì)其遠(yuǎn)程控制。 在系統(tǒng)中，對(duì)鍋爐的燃燒控制需要三臺(tái)電動(dòng)機(jī)，分別用于控制引風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)速、鼓風(fēng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，給煤電機(jī)的轉(zhuǎn)速。MM430的內(nèi)置PID和Bico能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單反饋和邏輯控制，避免在簡(jiǎn)單任務(wù)中使用PLC 或復(fù)雜的繼電控制，從而給設(shè)計(jì)人員帶來(lái)極大的靈活性，降低了系統(tǒng)的成本，在變頻器單機(jī)的情況下實(shí)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(dòng)強(qiáng)度，能夠根據(jù)系統(tǒng)的要求調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 變頻器有兩種工作方式手動(dòng)方式與自動(dòng)方式，由于要實(shí)現(xiàn)鍋爐風(fēng)煤比隨鍋爐負(fù)荷變化的自動(dòng)調(diào)，變頻器采用自動(dòng)方式。在對(duì)引風(fēng)電動(dòng)機(jī)的控制中，給定轉(zhuǎn)速信號(hào)， 引風(fēng)電機(jī)，電機(jī)壓力變送器組成一個(gè) PID 閉環(huán)控制系統(tǒng)， 給定信號(hào)為PLC輸出的頻率信號(hào)，變頻器通過(guò)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到對(duì)風(fēng)量的控制，反饋量為電機(jī)風(fēng)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(hào) 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(hào)進(jìn)入模入通道AN1電壓表V1指示給定電壓，電壓表表盤(pán)標(biāo)定為風(fēng)量 0～80t ／ h 和轉(zhuǎn)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(dòng)停機(jī)，當(dāng)KA斷開(kāi)時(shí)變頻器處于停止輸出, 當(dāng)KA接通時(shí)變頻器處于輸出狀態(tài)。指示燈HG1和HG2同時(shí)點(diǎn)亮以指示變頻器當(dāng)前工作狀態(tài)，F(xiàn)R為電動(dòng)機(jī)熱繼電器常閉觸點(diǎn)。使用數(shù)字輸入通道 DI3。MM430變頻器內(nèi)部有較為完善的基于電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的電子式熱過(guò)載繼電器，但它需要在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)正確的電動(dòng)機(jī)參數(shù)，有時(shí)感覺(jué)多有不便，所以使用外部熱繼電器為后備保護(hù)， 反饋信號(hào)使用模入通道AN2。模出通道AO1設(shè)置為變頻器輸出頻率指示，模出通道AO2設(shè)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(bào)警指示，HG2用于當(dāng)變頻器輸出頻率低于5Hz 超過(guò)5s 指示,系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)輸出頻率一般在8Hz～45Hz。當(dāng)指示燈HG1點(diǎn)亮?xí)r表明風(fēng)量波動(dòng)較大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高不宜長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。HG3指示變頻器出現(xiàn)故障。指示燈使用 24V 供電以增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性?xún)蓚€(gè)模出通道設(shè)置為電壓輸出，按變頻器手冊(cè)說(shuō)明，需在端子上并聯(lián)一個(gè) 500電阻進(jìn)行電流／電壓轉(zhuǎn)換，但在調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于輸出電壓表 VV2 的內(nèi)阻關(guān)系模出通道滿(mǎn)偏并不能在500電阻上取得10V電壓，所以電阻增加到，520 結(jié)合變頻器內(nèi)部對(duì)兩個(gè)模出通道標(biāo)定使輸出電壓達(dá)到10V。系統(tǒng)中用到了3個(gè)電機(jī)分別來(lái)控制引風(fēng)電機(jī)的風(fēng)量、鼓風(fēng)電機(jī)的風(fēng)量、給煤電機(jī)的給煤量，所以要采用3個(gè)變頻器。對(duì)引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)采用閉環(huán)控制，將風(fēng)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(gè)簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的給定量又PLC經(jīng)過(guò)計(jì)算后輸出。對(duì)給煤電機(jī)采用簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)控制，幽PLC來(lái)對(duì)給煤量進(jìn)行調(diào)節(jié)。 圖 PLC與變頻器連接圖第5章 軟件編程燃燒鍋爐自動(dòng)控制的關(guān)鍵問(wèn)題是燃料的測(cè)量。在目前條件下，要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量進(jìn)入爐膛中的燃料還很困難，因此常采用比值信號(hào)、熱量信號(hào)、氧量信號(hào)控制燃燒過(guò)程，采用熱量信號(hào)的燃燒過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)中，燃燒的經(jīng)濟(jì)性要用兩個(gè)流量（燃料量與送風(fēng)量、熱量與送風(fēng)量，蒸汽流量與送風(fēng)量）的比值作間接指標(biāo)。在運(yùn)行中如直接采用空氣系數(shù)α能比較正確地反應(yīng)燃燒經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)。因此，測(cè)量煙氣的成分可以更正確地表示燃燒的經(jīng)濟(jì)性。本設(shè)計(jì)用氧量信號(hào)來(lái)控制燃燒過(guò)程。以前人們常在鍋爐運(yùn)行中應(yīng)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(cè)量滯后太大，根本不能作為自動(dòng)控制信號(hào)之用，而且煙氣中CO2的含量和過(guò)剩空氣系數(shù)α之間的關(guān)系也不是固定不變的，通過(guò)實(shí)踐認(rèn)識(shí)到，比較好的方法是利用氧化鋯直接測(cè)量煙氣中的含氧量，一則氧化鋯氧量計(jì)滯后時(shí)間和慣性小，二則煙氣中的含氧量和過(guò)?？諝庀禂?shù)之間的關(guān)系比較穩(wěn)定。當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，煙氣中的含氧量發(fā)生變化，使燃料調(diào)節(jié)器去改變?nèi)剂狭恳跃S持煙氣中的含氧量。用一個(gè)比值器來(lái)保證給煤與送風(fēng)量成一定比例。在送風(fēng)量變化的同時(shí)，爐膛負(fù)壓發(fā)生變化，引風(fēng)調(diào)節(jié)器去改變引風(fēng)量，以維持爐膛負(fù)壓。在這個(gè)控制系統(tǒng)中，燃料調(diào)節(jié)器保證經(jīng)濟(jì)燃燒。PID 風(fēng)煤比控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖氧量變送器出口煙氣含量給煤機(jī)PID給風(fēng)機(jī)出口壓力壓力變送器PID引風(fēng)機(jī)爐膛負(fù)壓壓力變送器K 爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)中鍋爐中引入了四個(gè)外置式換熱器(英文簡(jiǎn)稱(chēng)EHE),解決了尾部煙道受熱面多,不宜布置的難題,使?fàn)t膛溫度控制更為靈活。只需要調(diào)節(jié)錐形閥的開(kāi)度就可以來(lái)調(diào)節(jié)爐溫。爐膛、分離器、回料閥和外置式換熱器構(gòu)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(nèi)完成燃燒及脫硫反應(yīng),產(chǎn)生的煙氣分別進(jìn)入四個(gè)分離器,進(jìn)行氣固兩相分離,經(jīng)過(guò)分離器凈化的煙氣進(jìn)入尾部煙道。分離器分離下來(lái)的高溫物料一部分直接返回爐膛,另一部分進(jìn)入外置式換熱器,外置換熱器入口設(shè)有錐型閥,通過(guò)調(diào)整錐型閥的開(kāi)度來(lái)控制外置換熱器和回料閥的循環(huán)物料分配。在爐膛兩側(cè)下部對(duì)稱(chēng)布置4個(gè)外置式換熱器,外置式換熱器外殼由鋼板制成,內(nèi)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(guò)錐形閥的開(kāi)度控制進(jìn)入外置式換熱器內(nèi)的熱物料量,提高過(guò)熱汽溫的同時(shí),降低熱物料的溫度。900℃左右的高溫物料通過(guò)外置式換熱器換熱后,返回爐膛時(shí)基本上只有400℃到500℃,低溫物料進(jìn)入爐膛,能降低爐膛內(nèi)床溫,將床溫控制在840℃左右,既能減少爐膛內(nèi)的低溫結(jié)焦和高溫結(jié)焦,還能控制氮氧化物的生成量,同時(shí),在此床溫下,通過(guò)加入石灰石粉與爐膛內(nèi)產(chǎn)生的二氧化硫反應(yīng),生成硫酸鈣,大大降低了二氧化硫的排放量。對(duì)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(shè)定值之差來(lái)決定控制行為的，可保證控制精度。PID 床溫控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖溫度變送器爐溫調(diào)節(jié)閥在鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中床高不能夠進(jìn)行直接的測(cè)量，但是可通過(guò)測(cè)量料層差壓來(lái)間接反應(yīng)床高。料層差壓是一個(gè)反映燃燒室床高的參數(shù)。通常將所測(cè)得的風(fēng)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(cè)數(shù)值，在運(yùn)行都是通過(guò)監(jiān)視料層差壓值來(lái)得到床高大小的。床高越大，測(cè)得的差壓值亦越高。一般來(lái)說(shuō)，料層差壓應(yīng)控制在70009000Pa之間。床高(即料層差壓)可以通過(guò)爐底放渣管排放底料的方法來(lái)調(diào)節(jié)。應(yīng)根據(jù)所燃用煤種設(shè)定一個(gè)料層差壓的上限和下限作為排放底料開(kāi)始和終止的基準(zhǔn)點(diǎn)。通過(guò)控制電磁閥的開(kāi)閉來(lái)保證床高保持在給定值。開(kāi)始檢測(cè)含氧量N等于設(shè)定值？YN小于設(shè)定值定值？保持給煤量Y增大給煤量減小給煤量結(jié)束 給煤量控制流程圖系統(tǒng)在運(yùn)行中，不斷的檢測(cè)出口煙氣的含氧量，當(dāng)含氧量與設(shè)定值相等時(shí)，保持給煤機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)含氧量發(fā)生變化時(shí)，為保證鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性，要對(duì)給煤量進(jìn)行調(diào)節(jié)， 氧氣含量過(guò)大說(shuō)明鍋爐內(nèi)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(fù)荷的控制采用雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，通過(guò)增加比值控制器K乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)后作為給風(fēng)機(jī)的設(shè)定值。實(shí)現(xiàn)燃料量與送風(fēng)量成一定比例，保證鍋爐的燃燒的經(jīng)濟(jì)性。由于鍋爐的熱負(fù)荷與給風(fēng)量有著密切的關(guān)系，用一個(gè)簡(jiǎn)單的閉環(huán)系統(tǒng)來(lái)控制給風(fēng)量，當(dāng)鍋爐的負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)給風(fēng)量，使鍋爐的負(fù)荷保持在給定時(shí)，從而保持過(guò)熱器出口氣壓的恒定。圖5..5爐膛負(fù)荷控制系統(tǒng)流程圖開(kāi)始檢測(cè)出口壓力保持給風(fēng)量等于設(shè)定值？結(jié)束小于設(shè)定值？加大給風(fēng)量減小給風(fēng)量NYNY 存儲(chǔ)單元地址分配地址功能地址功能VD100溫度上限報(bào)警VD204爐床溫度當(dāng)前值VD104溫度下限報(bào)警VD304床高當(dāng)前值VD108床高上限報(bào)警VD404出口煙氣含量當(dāng)前值VD112床高下限報(bào)警VD504爐膛負(fù)壓當(dāng)前值VD204爐床溫度給定值VD604返料量當(dāng)前值VD304床高給定值VD404出口煙氣含量給定值VD504爐膛負(fù)壓給定值VD604返料量給定值主程序梯形圖：子程序梯形圖： 3