【正文】 數(shù) 字 輸 S1— COM 多功能數(shù)字 輸入端子 1 光耦隔離 輸入阻抗： 電平輸入時電壓范圍： 12V～ 30V S2— COM 多功能數(shù)字 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 31 入 輸入端子 2 可編程多功能輸入 S3— COM 多功能數(shù)字 輸入端子 4 S4— COM 多功能數(shù)字 輸入端子 4 S5— COM 多功能數(shù)字 輸入端子 5 S6— COM 多功能數(shù)字 輸入端子 6 模 擬 輸 出 FM— GND 模擬輸出端子 1 輸出信號為 0～ 10V/0 或 4～ 20mA,可通過控制板上 JP9 跳線來選擇。 變頻器接線方式 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 29 圖 三相變頻器接線示意圖 主控制回路端子說明： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 30 類別 端子符號 端子名稱 功能說明 電 源 10V— GND 外接 +10V 電源 向外提供 +10V 電源，最大輸出電流： 10mA 一般用作外接電位器工作電源，電位器阻值范圍： 1KΩ ～ 5KΩ 24V— COM 外接 +24V 電源 向外提供 +24V 電源，一般用作數(shù)字輸入輸出端子工 作電源 . 最大輸出電流： 200mA PW 外部輸入電源 可接入電源最大 50V,出廠 PW 和 24V為短接， 如接入外部電源，須拆下短接片。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 28 變頻器的選擇 在 鍋爐控制系統(tǒng)中，引風(fēng)機(jī)的電機(jī)調(diào)速、鼓風(fēng)機(jī)的電機(jī)調(diào)速、補(bǔ)水泵的電機(jī)調(diào)速、爐排的電機(jī)調(diào)速、出渣機(jī)的電機(jī)調(diào)速、上煤機(jī)的電機(jī)調(diào)速均使用變頻調(diào)速。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后組件 ,具有抑制誤差的作用 ,其變化總是落后于誤差的變化。這樣 ,即便誤差很小 ,積分項也會隨著時間的增加而加大 ,它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小 ,直到等于零。 積分（ I）控制 在積分控制中 ,控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。 PID 控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差 ,利用比例、積分、微分計算出控制量進(jìn)行控制的。 （ 3）設(shè)定變頻器的啟動方式，一般變頻器在出廠時設(shè)定從面板啟動，用戶可以根據(jù)實際情況選擇啟動方式，可以用面板、外部端子、通訊方式等幾種。 變頻器參數(shù)設(shè)置 常用變頻器在使用中，是否能滿足傳動系統(tǒng)的要 求，變頻器的參數(shù)設(shè)置非常重要，如果參數(shù)設(shè)置不正確，會導(dǎo)致變頻器不能正常工作。電動機(jī)在工作頻率下降過程中，異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將超過此時的同步轉(zhuǎn)速處于再生制動狀態(tài)，拖動系統(tǒng)的動能要反饋的直流電路中，使直流電壓 UD不斷上升，甚至可能達(dá)到危險的地步。因此， R01～ R06的功能是限制逆變管在接通瞬間 C01～ C06的放電電流。 逆變管 V1～ V6每次有導(dǎo)通狀態(tài)切換成截止?fàn)顟B(tài)的關(guān)斷瞬間，集電極（ C 極）和發(fā)射極（ E 極）間的電壓 UCE將極為迅速地由近乎 0V 上升至直流電壓值 UD。 ③ V1～ V6 進(jìn)行逆變的基本工作過程：同一橋臂的兩個逆變管處于不停的交替導(dǎo)通和截止的狀態(tài)，在這交替導(dǎo)通和截止的換相過程中，也不時地需要 VD7～ VD12提供通路。當(dāng)前常用的逆變管有絕緣柵雙極晶體管（ IGBT）、大功率晶體管（ GTR）、可關(guān)斷晶閘管（ GTO）及功率場效應(yīng)晶體管（ MOSFET）等。又由于 CF上的電壓較高，如電荷不放完，在維修變頻器時將對人身安全構(gòu)成威脅，所以 HL 完全熄滅后才能接觸變頻器內(nèi)部的導(dǎo)電部分。開關(guān) SL的功能是：當(dāng) CF充電到一定程度后令 SL 接通，將 RL短路掉。 （ 3）限流電阻 RL與開關(guān) SL。 （ 2）濾波電容器 CF。整流電路由 VD1～ VD6組成三相不可控整流橋，它們將電源的三相交流全波整流成直流。它一般包括：外部給定電路 外接輸入控制電路 外接輸出電路 報警輸出電路等。 （ 1） 主控板電源：具有極好穩(wěn)定性和抗干擾能力的一組直流電源。 3） 電源板與驅(qū)動板 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 23 變頻器的內(nèi)部電源普遍使用開關(guān)穩(wěn)壓電源，具有體積小效率高等優(yōu)點。 1） 主控板 主控板是變頻器運(yùn)行的控制中心，其核心器件是控制器或數(shù)字信號處理器，其主要功能如下： （ 1） 接受并處理從鍵盤 外部控制電路輸入的各種信號，如修改參數(shù) 正 /反轉(zhuǎn)指令等。通常變頻器用可逆變流器向電源反饋或設(shè)置制動回路把再生功率消耗掉，以免直流電路電壓上升。 （ 3） 逆變器。在中小容量的變頻器中，整流器一般由不可控的整流而二極管構(gòu)成全波整流橋，把工頻電源變換成直流電源，也可用兩組晶閘管變流器構(gòu)成可逆變流器。 圖 1 主電路部分： 變頻器主電路給異步電動機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源，它是變頻器電力變換部分，圖 所示為典型的電壓逆變器電路。 從減小電動機(jī)啟動電流的角度來說，加速時間設(shè)定得長一些，但若加速時間過長會影響 系統(tǒng)的效率。 (12) 點動頻率 生產(chǎn)機(jī)械在調(diào)試的過程中，以及每次新的加工過程開始前，常需要進(jìn)行點動控制。 (9) 頻率給定功能 變頻器常見的頻率給定方式主要有：操作面板給定 外接信號給定 模擬信號給定和通信方式給定等。 （ 6） 自動電壓調(diào)節(jié)功能 當(dāng)電源電壓下降時，使用自動電壓調(diào)整功能可以維護(hù)電動機(jī)的高啟動轉(zhuǎn)矩。 （ 3） 過載轉(zhuǎn)矩限定運(yùn)行功能 該功能的作用是對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行保護(hù)并保證運(yùn)行的連續(xù)性。 變頻器的主要功能 （ 1） 全范圍轉(zhuǎn)矩自動增強(qiáng) 功能 由于電動機(jī)繞組中阻抗的作用，采用 U/F 控制的變頻器在電動機(jī)低速運(yùn)行區(qū)域會出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩不足的情況。 （ 2） 風(fēng)機(jī) 水泵用變頻器：其主要特點是過載能力弱，具有閉環(huán)控制 PID 調(diào)節(jié)功能，并具有“一控多”的切換功能。 （ 2） 電流型變頻器 ：特點是中間直流環(huán)節(jié)采用大電感作為儲能環(huán)節(jié)，緩沖無功功率，即扼制電流的變化，使電壓接近正弦波，由于該直流內(nèi)阻較大，故稱為電流源型變頻器（電流型）。 2. 按照輸出電壓的調(diào)制方式分類 （ 1） PAM（脈幅調(diào)制）變頻器輸出電壓的大小通過改變直流電壓的大小來進(jìn)行調(diào)制。其主要的優(yōu)點是沒有中間環(huán)節(jié)，故變換效率高，但其連續(xù)可調(diào)的頻率范圍窄，一般為額定頻率的 1/2以下，故它主要用于容量較大的低速電力拖 動系統(tǒng)中。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 17 第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 變頻器 簡介 變頻器的分類 變頻器是一種將固定頻率的交流電轉(zhuǎn)變成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電的裝置。 各部件電氣控制圖見附錄。爐膛內(nèi)裝的力變送器將測得的壓力信號反饋給控制引風(fēng)機(jī)電機(jī)的變頻器，當(dāng)反饋值高與給定值時，說明爐膛壓力變大，變頻器將提高輸出頻率，增加引風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，提高引風(fēng)量，減小爐膛壓力；如果反饋值低于給定值時，說明爐膛壓力變小，變頻器將降低輸出頻率，降低引風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，降低引風(fēng)量，增加爐膛壓力。補(bǔ)水泵電氣控制圖見附表。變頻器輸出頻率緩慢增加，補(bǔ)水泵電機(jī)緩慢起動 ，當(dāng)汽包內(nèi)的液位基本保持在安全高度范圍內(nèi)時，補(bǔ)水泵變頻器輸出頻率就會以事先設(shè)定好的頻率運(yùn)行。運(yùn)行經(jīng)驗表明：當(dāng)爐膛壓力發(fā)生劇烈波動時，往往是熄火的預(yù)兆，這時必須加強(qiáng)監(jiān)視爐內(nèi)燃燒工況，分析原因，并及時進(jìn)行調(diào)整和處理。若上述平衡遭到破壞，則爐膛負(fù)壓就要發(fā)生變化。反之， 若爐膛壓力偏正，則爐膛內(nèi)的高溫火焰就有可能外噴，不但影響環(huán)境衛(wèi)生還將造成設(shè)備損壞或引起人身事故。爐內(nèi)燃燒工況一旦發(fā)生變化，爐膛壓力將迅速發(fā)生相應(yīng)的變化。 （ 2） 水位過低，說明汽包內(nèi)的水量較少，而當(dāng)負(fù)荷很大時，水的汽化速度加快，則汽包內(nèi)的水位變化速度亦隨之加快，如不及時調(diào)節(jié)，就會使汽包內(nèi)的水全部汽化，導(dǎo)致爐管燒壞，甚至引起爆炸。同時，當(dāng)送風(fēng)量改變時，也應(yīng)該相應(yīng)的改變引風(fēng)量，從而使得爐膛壓力保持在 左右。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 11 第三章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng)設(shè)計 鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的組成 鍋爐燃燒控制系統(tǒng)由 汽包水位控制系統(tǒng)和爐膛負(fù)壓、溫度控制系統(tǒng)。 （ 3）爐排電機(jī) 要求當(dāng)鼓風(fēng)電機(jī) 或引風(fēng)電機(jī)發(fā)生故障時，爐排電機(jī)立即停止運(yùn)行。 連鎖控制 在鍋爐控制中，為保證鍋爐安全運(yùn)行，在某一機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時，要有即時報警和相關(guān)保護(hù)，并觸發(fā)與之關(guān)聯(lián)的設(shè)備實現(xiàn)自動連鎖。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗，合理使用二次風(fēng)能使鍋爐的熱效率提高 3 一 %5 左右。 經(jīng)濟(jì)燃燒 鍋爐的燃燒涉及到很多變量，如空氣過剩系數(shù)、煙氣含氧量、風(fēng)煤比， 要使鍋爐實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)燃燒，必須綜合考慮各種相關(guān)因素，并進(jìn)行合理控制。 調(diào) 節(jié)爐排的轉(zhuǎn)速。 蒸汽壓力控制 蒸汽壓力是反映蒸汽供需關(guān)系平衡 與否的重要指標(biāo)，也是表征蒸汽的重要參數(shù)。爐膛負(fù)壓過小，爐灰和火苗從火孔和爐門等處外溢，會引起爐膛噴火等事故 。所以，鍋爐的燃燒控制自動化多年來倍受重視 。 鍋爐燃燒過程控制 控制任務(wù) 鍋爐的基本組成是“鍋”和“爐”兩大部分。以此過熱蒸汽帶動汽輪機(jī)，則將因蒸汽帶液損壞氣輪機(jī)的葉片 ，造成運(yùn)行的安全事故。在 該 汽包水位的控制系統(tǒng)中，被控變量是汽包水位，操縱變量是給水量。對于 蒸汽 鍋爐，水位的高低對鍋爐的安全運(yùn)行和生產(chǎn)工藝要求影響很大。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 6 鍋爐控制的任務(wù)和特點 鍋爐控制的任務(wù) 蒸汽 鍋爐的功能是生產(chǎn)具有一定壓力、溫度參數(shù)的蒸汽，滿足外部對負(fù)荷的需求。 （ 3）蒸汽鍋爐的汽化過程 鍋爐汽包中的水被加熱沸騰汽化生成蒸汽的過程就是鍋爐的汽化過程，此過程又分為汽水分離 過程和水的循環(huán)過程。如果煤沒有完全燃燒，還有明火存在，說明應(yīng)該提高鼓風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量。現(xiàn)在就簡單介紹一下這幾個過程： （ 1）蒸汽鍋爐的燃燒過程 煤從上煤機(jī)的煤斗中落入爐排，通過轉(zhuǎn)動的爐排送入爐膛燃燒。 （ 8）爐排：使煤在爐膛內(nèi)有效燃燒的設(shè)備（電機(jī)功率 3KW）。（電機(jī)功率75KW） （ 5）鼓風(fēng)機(jī)：鼓風(fēng)機(jī)將空氣送入爐膛內(nèi)，保證燃燒時需要的氧氣。燃燒時產(chǎn)生的煙氣通過引風(fēng)機(jī)由煙囪排出。此間，汽包的水位不能過高也不能太低，應(yīng)保持在一定高度范圍內(nèi)，以保證鍋爐的正常運(yùn)行。雖然它們?nèi)紵龝r用的燃料不同，但是它們的工作原理是一樣的，蒸汽產(chǎn)生的過程是相同的。它可以提高奇特的產(chǎn)成品率，延長設(shè)備的正常工作周期和使用壽命，使操作和控制系統(tǒng)得以簡化，有的甚至可以改變原有的工藝規(guī)范，從而提高了整個設(shè)備控制水平。加、減速時間可以任意設(shè)定，故加、減速時間比較平緩，起動電流較小，可以進(jìn)行較高頻率的起停。除此之外，原有調(diào)速方式耗能較大者（如繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)等），原有調(diào)速方式比較龐雜，效率較低者（如龍門刨床等），采用了 變頻調(diào)速后，節(jié)能效果也很明顯。 變頻調(diào)速的優(yōu)點 由于采用變頻 調(diào)速后，風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的節(jié)能效果最明顯，節(jié)電率可達(dá)到 20%～60%，這是因為風(fēng)機(jī)水泵的耗用功率與轉(zhuǎn)速的三次方成比例，當(dāng)用戶需要的平均流量較小時，風(fēng)機(jī)、水泵的轉(zhuǎn)速較低，其節(jié)能效果也是十分可觀的。 鍋爐控制系統(tǒng)具有變量多、大慣性、大滯后性、非線性等特點，因此是一個龐大而復(fù)雜的系 統(tǒng)。s society resources nervous, serious environmental damage, so the boiler as an energy can be converted to secondary energy equipment, in the central heating plays a vital role in the process, should constantly improve the control and management level, and improve energy utilization rate, reduce the damage to the environment. Complex and large boiler system, the parts were reasonable control is of great significance in the practical application, and the drum level control in boiler and boiler bustion control is particularly important in the control of the whole. Numbers in this paper, the boiler steam drum level monitoring and the lamp type, to ensure the safe operation of the boiler, and one is the main factors is to ensure that the steam drum water level in a suitable range. High water level of boiler in the boiler causes increase in the number of steam with water, increase the export of steam drum with water。本文對鍋爐汽包液位進(jìn)行數(shù)字監(jiān)控和光