【正文】 同時(shí)也感謝 所有閱讀和答辯的老師。 在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文過程中，李 老師給了我許多的指導(dǎo)和幫助，對(duì)每一個(gè)問題都耐心地講解并引導(dǎo)我們向更新更深的知識(shí)探索，本畢業(yè)論文的完成，您的正確指導(dǎo)有著極其重要的作用。 在 做 這個(gè) 設(shè)計(jì) 過程中， 我使大學(xué) 所學(xué)的專業(yè)知識(shí) ，對(duì)知識(shí) 有了一個(gè)較系 統(tǒng)的綜合，并對(duì)其中的許多問題進(jìn)行了重新學(xué)習(xí)和加深理解，為 工作的需要奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。及大地減小了軸承的端改的樓有問題，也降低了耗油量。 本設(shè)計(jì) 包括 對(duì) 變頻器的參數(shù)設(shè)定及功能選擇 和 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 。 取 ?N ，由式（ 52） 得 22 ?????iK 由式（ 51） 得 kWP V 791 1 0)( 21 ????? 采取風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量時(shí)風(fēng)機(jī)所需的軸功率為 79 kW，采用變頻調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)風(fēng)量時(shí)相對(duì)的風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量的節(jié)電率為 。 采用擋板調(diào)節(jié)流量時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸入功率 VP1 與流量 Q 的關(guān)系 為 eNV PP 121 ])/([ ?? () 式中， eP1 ——額定流量時(shí)電動(dòng)機(jī)輸入功率， kW； NQ ——額定流量。 注意 ：仿真系統(tǒng)所采用的 PID 調(diào)節(jié) 器與傳統(tǒng)的工業(yè) PID 調(diào)節(jié)器有所不同，各個(gè)參數(shù)之間相互隔離，互不影響，因而用其觀察調(diào)節(jié)規(guī)律十分方便。否則，將原比例系數(shù) S1 增大一些，再調(diào)整積分系數(shù) S0，力求改善控制過程。當(dāng)采用 PID 調(diào)節(jié)器時(shí)，有多個(gè)整定參數(shù)，反復(fù)試湊的次數(shù)增多，不易得到最佳整定參數(shù)。 (3) 在一 定的控制度下通過公式計(jì)算得到 PID 控制器的參數(shù)。 PID 控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類： 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 例臨界比例法 例臨界比例法 適用于被控對(duì)象已知的場(chǎng)合，且被控對(duì)象是三階或以上。 (3) 屏蔽線或電纜的屏 蔽層，工作時(shí)都要接地，以便抑制靜電感應(yīng)干擾。一些未考慮 EMC 的項(xiàng)目需要重新敷線。 當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定時(shí)，將操作器突然由自動(dòng)轉(zhuǎn)為手動(dòng)，人為地將調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)變化一個(gè)開度，再迅速轉(zhuǎn)為自動(dòng)，觀察被調(diào)參數(shù)是否逐漸接近給定值。再則投運(yùn)時(shí)必須與用戶的鍋爐操作人員密切配合，才可以確保生產(chǎn)安全。 控制回路的投運(yùn)次序 控制部分是直接影響設(shè)備和生產(chǎn)安全的，加之頭暈的難度很大，因此絕對(duì)不能一次將所有回路投入自動(dòng)，應(yīng)該一個(gè)一個(gè)地投運(yùn)。所以在自動(dòng)控制投運(yùn)前應(yīng)先掌握對(duì)象的特征。此外，如有必要在變頻器一側(cè)也應(yīng)采取相應(yīng)措施。我們采用 4～ 20mA 的信號(hào)。 (2) 反復(fù)交替調(diào)整偏置值和增益值。為了得到 12 位的最大分辨率，電壓輸出時(shí)，對(duì)于 10V 的模擬輸出值，數(shù)字量調(diào)整到 4000；電流輸出時(shí)，對(duì)于 20mA的模擬輸出值，數(shù)字值調(diào)整到 4000。 基 于 ABB通用變頻器三 菱 PLC的風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造 27 5 鍋爐風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試 DAFX N 22 ? 模擬量輸出模塊偏執(zhí)于增益的調(diào)整 偏置值和增益值 的設(shè)置 DAFX N 22 ? 出廠時(shí)偏置值和增益值已經(jīng)設(shè)置成：數(shù)字值為 0～ 4000，電壓輸出為 0～10V。該控制系統(tǒng)考慮了連鎖保護(hù)，一旦鼓風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)停機(jī)，或者變頻器出現(xiàn)故障，即報(bào)綜合故障信號(hào)， PLC 立即實(shí)現(xiàn)連鎖，鍋爐系統(tǒng)停爐，保證鍋爐安全。變頻器不作 PID 調(diào)節(jié)，只做轉(zhuǎn)速控制。 bit1:0 為無輸入變化量報(bào)警； 1 為有輸入變化量報(bào)警。 PID 指令可以在定時(shí)中斷、子程序、步進(jìn)指令和轉(zhuǎn)移指令內(nèi)使用，但是應(yīng)將 [S3]+7 清零（采用脈沖執(zhí)行的 MOV 指 令）之后才能使用。 PID 指令是用來調(diào)試用 PID 運(yùn)算程序，在 PID 運(yùn)算開始之前，應(yīng)使用 MOV 指令將參數(shù)設(shè)定值預(yù)先寫入對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器中。 ADFX N 82 ? 的識(shí)別碼是 K2050。四位數(shù)字可以設(shè)定為 0～ 3： 0 表示輸入范圍 10V～ +10V（選擇電壓輸入），分辨率 ； 1 表示輸入范 圍 10V～ +10V（選擇電壓輸入），分辨率 ； 2 表示電壓輸入模式，直接顯示模擬值（ 10000～ +10000） ，分辨率 1mV； 3 表示輸入范圍 +4mA～ +20mA（選擇電壓輸入），分辨率 ； 4 表示輸入范圍 +4mA～ +20mA（選擇電壓輸入），分辨率 ； 5 表示電流輸入模式，直接顯示模擬值（ 40000～ 20xx0V，分辨率 ； 6 表示輸入范圍 20mA～ +20mA（選擇電壓輸入），分辨率 ； 7 表示輸入范圍 20mA～ +20mA（選 擇電壓輸入），分辨率 ； 8 表示電流輸入模式，直接顯示模擬值（ 20xx0～ +20xx0），分辨率 ； 9～ E 略； F 表示關(guān)閉通道。 圖 功 能模塊編號(hào)圖 緩沖寄存器（ BFM）分配 FX 系列可編程控制器基本單元與 ADFX N 82 ? 、 ADFX N 22 ? 等模擬量模塊之間的數(shù)據(jù)通信是由 FROM 指令和 TO 指令來執(zhí)行的。 引風(fēng)機(jī)的 PLC 控制程序 模擬量模塊的使用 在 FX 系列可編程控制器基本單元的右側(cè)，可以連續(xù)最多 8 塊特殊模塊，他們的編號(hào)從最靠近基本單元的那一個(gè)開始順次變 為 0～ 7 號(hào)。 基 于 ABB通用變頻器三 菱 PLC的風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造 23 比例微分控制性能分析 微分通常 與比例控制一起使用，主要作用是加快系統(tǒng)響應(yīng)速度，改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，有一定的超前作用。 比例控制只改變系統(tǒng)增益而比改變系統(tǒng)相位，它對(duì)系統(tǒng)的影響主要反映在系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差、上升時(shí)間和穩(wěn)定性上。 增量式 PID： (如驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī) ) ( ) ( ( ) ( ( 1 ) ) ) ( ) ( ( ) 2 ( ( 1 ) ) ( ( 2 ) )p I Du k T K e k T e k T K e k T K e k T e k T e k T? ? ? ? ? ? ? ? ? ? () 積分分離 PID：可提高控制性能，加入積分的目的是消除靜差，提高控制精度，當(dāng)被控量與設(shè)定值偏差較大時(shí)，取消積分作用，以免由于積分作用使得系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，超調(diào)量增大；當(dāng)被控量接近設(shè)定值時(shí)加入積分作用，以消除靜差。 基 于 ABB通用變頻器三 菱 PLC的風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造 21 PID 控制簡(jiǎn)介 PID（比例、積分、微分）控制是發(fā)展較 早、理論成熟、應(yīng)用廣泛的一種控制策略，主要應(yīng)用于工業(yè)過程控制中。 變頻器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需的變頻器容量應(yīng)滿足 公式 ()、 ()、 () ???? co s/ yPkP m () ???? mm IUkP () m kII ? () 式中 ， mP ——負(fù)載所要求的電動(dòng)機(jī)的軸輸出功率； y——電動(dòng)機(jī)的效率 （通常為 ）； ?cos ——電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)（通常約為 ）； mU ——電動(dòng)機(jī)的電壓 ， V； mI ——電動(dòng) 機(jī)的電流， A； k ——電流波形修正參數(shù)； P ——變頻器的額定容量， KVA； I ——變頻器的額定電流， A。 (3) 密 封型 IP 。大多數(shù)變頻器廠商可提供以下幾種常用的防護(hù)結(jié)構(gòu)供用戶選用。% 177。各種變頻器控制方式的性能特 點(diǎn)如表 所 示。 (14) 選擇變頻器時(shí)，一定要注意其防護(hù)等級(jí)是否與現(xiàn)場(chǎng)的情況相匹配。 (10) 變頻器驅(qū)動(dòng)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，大多是利用已有的電動(dòng)機(jī)。 (8) 驅(qū)動(dòng)防爆電動(dòng)機(jī)時(shí)，變頻器沒有防爆構(gòu)造，應(yīng)將變頻器設(shè)置在危險(xiǎn)場(chǎng)所之外。 (6) 使 用變頻器控制高速電機(jī)時(shí)，由于高速電動(dòng)機(jī)的電抗小，高次諧波亦增加輸出電流值。 (4) 當(dāng)變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺(tái)電機(jī)時(shí)，一定要考慮變頻器到電動(dòng)機(jī)的電纜的長(zhǎng)度總和在變頻器的容許范圍內(nèi)。 (2) 選擇變頻器時(shí)應(yīng)以實(shí)際電機(jī)電流值作為變頻器選擇的依據(jù)，電機(jī)的額定功率只能作為參考。這種負(fù)載所需的功率與速度的立 方成正比。電動(dòng)機(jī)在恒磁通調(diào)速是，最大允許輸出轉(zhuǎn)矩不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 ；而在弱磁調(diào) 速時(shí)，最大的允許輸出轉(zhuǎn)矩與速度成反比，屬于恒功率調(diào)速。 機(jī)床主軸和軋機(jī)、造紙機(jī)、塑料薄膜生產(chǎn)線中的卷取機(jī)、開卷機(jī)等要求的轉(zhuǎn)矩，大體與轉(zhuǎn)速成反比，這就是所謂的恒功率負(fù)載。 基 于 ABB通用變頻器三 菱 PLC的風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造 17 變頻器拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載時(shí)，低俗時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩要足夠大，并 且要有足夠的過載能力。所為合適是 在滿足機(jī)械設(shè)備的實(shí)際工藝生產(chǎn)要求和使用場(chǎng)合的前提下，實(shí)際變頻器應(yīng)用的最佳性價(jià)比。數(shù)據(jù)緩沖寄存器內(nèi)容可以通過 PLC的 FROM 和 TO 指令來讀、寫。當(dāng)電壓輸出有波動(dòng)或存在大基 于 ABB通用變頻器三 菱 PLC的風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造 15 量噪聲干擾時(shí)，可接 一個(gè) ～ （ 25V）的電容。 DAFX N 22 ? 模擬量模塊的工作電源位 DC24V,模擬量與數(shù)字量之間采用光電隔離技術(shù)。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 ADFX N 82 ? 的接線圖 DAFX N 22 ? 模擬量輸出模塊介紹 .1 DAFX N 22 ? 概述 位的數(shù)字轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。 ADFX N 82 ? 接地端與 PLC 主單元接地端連接，如果存在過多的電氣干擾，再將外殼接地端 FG 和 ADFX N 82 ? 接地端連接。 .2 ADFX N 82 ? 的接線 ADFX N 82 ? 的接線圖 如圖 所示。與 NCFX2 系列 PLC 相連時(shí)，需要用一個(gè) ICNVFX NC ??2 。 表 鍋 爐風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的輸入輸出變量 序號(hào) 名稱 量程范圍 通道號(hào) 取值范圍 報(bào)警上線 報(bào)警下線 備注 1 主汽壓力 0~ MPa CH1 1~ MPa — AD 2 爐膛負(fù)壓 — 20xx~200 Pa CH2 — 20xx~200 Pa — 5Pa 5Pa 3 蒸汽流量 0~40t/h CH3 0~40 無 無 4 給水流量 0~50t/h CH4 0~50 無 無 5 引風(fēng)調(diào)節(jié) 0~50Hz CH7 10~50 無 無 6 鼓風(fēng)調(diào)節(jié) 0~50Hz AD8 10~50 無 無 7 引風(fēng)變頻調(diào)節(jié) 0~50Hz CH1 10~50 無 無 DA 8 送風(fēng)變頻調(diào)節(jié) 0~50Hz CH2 10~50 無 無 模擬量輸入和輸出模塊介紹 模擬 量輸入模塊 ADFX N 82 ? 介紹 .1 ADFX N 82 ? 概述 ADFX N 82 ? 模擬量輸入模塊 是 FX 系列專用的模擬量輸入模塊。 圖 爐膛負(fù)壓控制原理框圖 鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng) 利用單 PID 實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)的控制。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 三沖量給水系統(tǒng)框圖 爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng) 鍋爐正常運(yùn)行中，爐膛負(fù)壓應(yīng)保持在 20Pa 到 50Pa 的負(fù)值范圍內(nèi)。蒸汽流量信號(hào)是前饋信號(hào)。回路一是由 給水流量測(cè)量裝置、調(diào)節(jié)算法、給水變頻器構(gòu)成的水流量回路，又稱內(nèi)回路。易于實(shí)現(xiàn)的 單回路 PID 控制， 但是這種控制方式解決不了汽包運(yùn)行中出現(xiàn)的“虛假液位”現(xiàn)象。 (2) 蒸汽負(fù)荷的變化 。 基 于 ABB通用變頻器三 菱 PLC的風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造 9 圖 給煤控制原理框圖 汽包水位控制系統(tǒng) 汽包水位是工業(yè)蒸汽鍋爐安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要指標(biāo)。當(dāng)鍋爐收到某一擾動(dòng)后，同時(shí)協(xié)調(diào)地動(dòng)作，改變其調(diào)節(jié)量，是所有的被挑梁都具有一定的調(diào)節(jié)精度。 工業(yè)鍋爐是一個(gè)復(fù)雜的調(diào)節(jié)對(duì)象 。風(fēng)室是由薄鋼板焊接成的。鏈條爐排的一次空氣，是由爐排下部進(jìn)入的。用煤的多少，是根據(jù)過路的符荷，用煤閥板控制。 鏈條爐排是一種可以循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的爐排。燃燒產(chǎn)生的煙氣被引風(fēng)機(jī)帶動(dòng)經(jīng)過省煤氣、空氣預(yù)熱器換熱后再經(jīng)過除塵排入大氣。 鏈條鍋爐 鏈條鍋爐是機(jī)械化程度較高的一種層燃爐 ，是火床燃燒的