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熱水鍋爐電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(參考版)

2024-08-30 10:14本頁(yè)面
  

【正文】 ( 2)、控制電纜選用屏蔽電纜,動(dòng)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。 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。綜合考慮變頻器的性價(jià)比,本文所使用的變頻器是深川 SVFEV變頻器。 在本次設(shè)計(jì)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。 變頻器如果要長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí),此時(shí)要采取措施抑制長(zhǎng)電纜對(duì)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。 在使用變頻器驅(qū)動(dòng)高速電機(jī)時(shí),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。對(duì)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(guò)載能力。 變頻器與負(fù)載的匹配問(wèn)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。 變頻器選型 采用變頻的目的;恒壓控制或恒流控制等。可以用變頻器本身的過(guò)載保護(hù)代替熱繼電器。 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(guò)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(lái)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(shí),應(yīng)該安裝濾波器。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。 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。就具有以上特點(diǎn),用戶可選擇限流軟起動(dòng)、電壓斜坡起動(dòng)、電流斜坡起動(dòng)。在起動(dòng)開始階段,讓晶閘管在極短時(shí)間內(nèi),以較大電流導(dǎo)通一段時(shí)間后回落,再按原設(shè)定值線性上升,連入恒流起動(dòng)。開機(jī)即以最短時(shí)間,使起動(dòng)電流達(dá)到設(shè)定值,通過(guò)調(diào)節(jié)起動(dòng)電流設(shè)定值,可以達(dá)到快速起動(dòng)效果。該起動(dòng)方式是應(yīng)用最多的起動(dòng)方式,尤其適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的起動(dòng)。啟動(dòng)過(guò)程中,電流上升變化的速率是可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定。這種起動(dòng)方式最簡(jiǎn)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(shí)間成一定函數(shù)關(guān)系增加 ( 2)、斜坡恒流軟起動(dòng)。運(yùn)用串接于電源與被控電機(jī)之間的軟啟動(dòng)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(dòng)結(jié)束,賦予電機(jī)全電壓 ,即為軟啟動(dòng),在起動(dòng)過(guò)程中,電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸增加,轉(zhuǎn)速也逐漸增加,軟起動(dòng)一般有下面幾種起動(dòng)方式。 軟啟動(dòng)器介紹 軟啟動(dòng)器是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、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。本次設(shè)計(jì)配電柜 也選用 GGD 柜體。每個(gè)變頻啟動(dòng)的輔機(jī)用一個(gè)柜體。 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(jì)統(tǒng)一選擇 GGD變頻柜。 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。 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(dòng)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(yùn)行指示停止指示、故障指示實(shí)現(xiàn)對(duì)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(cè)。并可在維護(hù)時(shí)切斷電源。這兩種方式的不同之處是:自流狀態(tài)的電磁閥,因?yàn)榫€圈要吸起整個(gè)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。比如在自流狀態(tài)下需要零壓?jiǎn)?dòng)的,就是通電后,線圈整個(gè)把閘體吸起來(lái)。 上面說(shuō)得是電磁閥 的普通原理 ,實(shí)際上,根據(jù)流過(guò)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(wú)壓力。 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(gè)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(huì)被吸引到哪邊,通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)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(huì)進(jìn)入不同的排油管,然后通過(guò)油的壓力來(lái)推動(dòng)油剛的活塞,活塞又帶動(dòng)活塞桿,活塞桿帶動(dòng)機(jī)械裝置動(dòng)作。其對(duì)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(lái)控制流體自動(dòng)化的基礎(chǔ)元件,屬于 執(zhí)行器;并不限于液壓、氣動(dòng)。配用 FWP 系列數(shù)據(jù)采集器和基于 WINDOWS’9X 平臺(tái)的全中文 FWP 工控組態(tài)軟 件,可方便的實(shí)現(xiàn)多臺(tái)儀表與上位機(jī)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)管理。 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。采用先進(jìn)的無(wú)跳線技 術(shù), 更改輸入分度號(hào)時(shí),不用更改跳線或開關(guān)。 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(yùn)算方式、輸出參數(shù)、通訊參數(shù)等)的設(shè)定界面。 FWP 系列光柱顯示控制儀集數(shù)字測(cè)量顯示和模擬測(cè)量顯示于一體,采用數(shù)碼 LED 顯示,可精確的顯示控制實(shí)時(shí)測(cè)量值;同時(shí)采用高精度 40 線光柱顯示,清晰直觀的顯示實(shí)時(shí)測(cè)量值。 FWP 系列顯示控制儀適用于各種溫度、壓力、液位、長(zhǎng)度等的測(cè)量控制。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(lái)完成。從廣義上講,街頭隨處可見(jiàn)的大屏幕數(shù)字交通信號(hào)燈計(jì)時(shí)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。因此數(shù)顯表會(huì)在我們的生活中越來(lái)越普及。 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?yàn)槠滹@示數(shù)據(jù)精確而且一目了然,所以在很多場(chǎng)合下已經(jīng)代替了指 針式儀表。產(chǎn)品性能符合 GB/T76762020 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。;除非另有規(guī)定 指針偏轉(zhuǎn)角度 從左向右指示 存儲(chǔ)溫 度 40℃ ~ +70℃ 阻尼時(shí)間 小于 4s 工作環(huán)境 溫度 :20~ +40℃ ,相對(duì)濕度不超過(guò) 85%,且空氣中無(wú)灰塵和腐蝕性氣體 絕緣強(qiáng)度 能承受頻率為 50HZ的正弦波交流 2kV電壓歷時(shí) 1分鐘的耐壓試驗(yàn) 絕緣電阻 大于 20MΩ/DC500V 產(chǎn)品名稱 型號(hào) 單位 測(cè)量范圍 接入說(shuō)明 精度 交流電流表 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(cè)量電量的變化趨勢(shì):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。安裝式電表的優(yōu)點(diǎn)是可以顯主要技術(shù)參數(shù) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 767698 安裝位置 儀表適用垂直安裝,允許傾斜 177。溫度傳感器熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。溫度傳感器熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限制,外有保護(hù)套管,用起來(lái)非常方便。常用的溫度傳感器熱電偶從 50~+1600℃ 均可邊續(xù)測(cè)量,某些特殊溫度傳感器熱電偶最低可測(cè)到 269℃ (如金鐵鎳鉻),最高可達(dá) +2800℃ (如鎢 錸)。因溫度傳感器熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸,不受中間介質(zhì)的影響。 熱電偶 一、熱電偶 的應(yīng)用原理: 溫度傳感器熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一。銅電阻有 R0=50Ω和 R0=100Ω兩種,它們的分度號(hào)為 Cu50 和 Cu100。 目前應(yīng)用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅:鉑電阻精度高,適用于中性或氧化性介質(zhì),穩(wěn)定性好,具有一定的非線性,溫度越高電阻的變化率越??;銅電阻在測(cè)溫范圍內(nèi)電阻值和溫度呈線性關(guān)系,溫度線性數(shù)大,適用于無(wú)腐蝕介質(zhì),超過(guò) 150℃ 易被氧化。 相比較而言,半導(dǎo)體熱敏電阻的溫度系數(shù)更大,常溫下的電阻值更高 (通常在數(shù)千歐以上 ),但互換性較差,非線性嚴(yán)重,測(cè)溫范圍只有 50~300℃ 左右,大量用于家電和汽車的溫度檢測(cè)和控制。 20 半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值和溫度關(guān)系為的近似關(guān)系式表示 ,即 Rt=AeB/t 式中 Rt 為溫度為 t 時(shí)的阻值 。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。 與熱電偶的測(cè)溫原理不同的是,熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進(jìn)行溫度測(cè)量的,即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高,性能穩(wěn)定。測(cè)量鍋爐出水溫度、回水溫度、集水器和分水器上的溫度使用 pt100 熱電阻溫度傳感器,爐膛內(nèi)的溫度通常在 950℃ 左右,本次設(shè)計(jì)爐膛溫度采用鉑銠熱電偶溫度傳感器測(cè)量。本次設(shè)計(jì) STP 壓力變送器選用美國(guó)原裝高精度 STP 壓力變送器擴(kuò)散硅不銹鋼隔離膜傳感器。 缺點(diǎn): ① 、溫度特性差,由于壓阻式壓力傳感器是用半導(dǎo)體材料制成的,受溫度影 響較大,因此,應(yīng)用在溫度變化大的環(huán)境中,必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償。硅的壓阻效應(yīng)不同于金屬應(yīng)變計(jì),前者電阻隨壓力的變化主要取決于電阻率的變化,后者電阻的變化則主要取決于幾何尺寸的變化(應(yīng)變),并且前者的靈敏度比后者的靈敏度大 50~ 100 倍。 壓阻效應(yīng) 當(dāng)力 作用于硅晶體時(shí),晶體的晶格產(chǎn)生變形,使載流子從一個(gè)能谷向另一個(gè)能谷散射,引起載流子的遷移率發(fā)生變化,擾動(dòng)載流子橫向和縱向的平均量,從而使硅的電阻率發(fā)生變化。 壓阻式壓力傳感器原理及應(yīng)用 壓阻式壓力傳感器是應(yīng)用單晶硅材料的壓阻效應(yīng)以及集成電路技術(shù)相結(jié)合制成的傳感器。 力學(xué)傳感 器的種類繁多:如半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、電阻應(yīng)變片壓力傳感器、電感式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器、電容式壓力傳感器與電容式加速度傳感器等。它的一次繞組匝數(shù)很少,串在需要測(cè)量的電流的線路中,因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過(guò),二次繞組匝數(shù)比較多,串接在測(cè)量?jī)x表和保護(hù)回路中,電流互感器在工作時(shí),它的 2 次 回路始終是閉合的,因此測(cè)量?jī)x表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻抗很小,電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。各設(shè)備所選對(duì)應(yīng)接觸器如下表: 電機(jī)設(shè)備名稱及功率 電流大約( A) 接觸器型號(hào) 引風(fēng)機(jī) 110KW 220 CJ20250 鼓風(fēng)機(jī) 55KW 110 CJ20160 循環(huán)泵 90KW 180 CJ20250 爐排 4KW 8 CJ2010 17 補(bǔ)水泵 15 CJ2025 上煤機(jī) 11 CJ2016 除灰機(jī) 15 CJ2025 出渣機(jī) 3KW 6 CJ2010 表 接觸器型號(hào) 電流互感器的選擇 電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。 安裝面與垂直面傾角度不大于 177。 空氣的最大濕度不大于 90%。) 引風(fēng)機(jī) 110KW 220 1 40 鼓風(fēng)機(jī) 55KW 110 1 20 循環(huán)泵 90KW 180 1 30 爐排 4KW 8 1 補(bǔ)水泵 15 1 上煤機(jī) 11 1 2 除灰機(jī) 15 1 出渣機(jī) 3KW 6 1 1 表 主控制回路導(dǎo)線大小型號(hào)表 接觸器的選擇 接觸器選擇正泰品牌接觸器 CJ20 系列 220V交流接觸器,其正常的工作條件為: 海拔高度不超過(guò) 2020m。電線選型如下表: 16 電機(jī)設(shè)備名稱及功率 電流大約( A) 控制回路 (mm178。一般來(lái)說(shuō),對(duì)于支線,為了安全,必需考慮過(guò)載保護(hù)。 在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中,結(jié)合考慮熱水鍋爐特定應(yīng)用場(chǎng)合,選擇電纜方式是按發(fā)熱條件選擇電纜的截面積的。 15 第三章 執(zhí)行器部分 電纜的選擇 電纜或?qū)Ь€的選擇要求包括兩方面:一是確定其型號(hào)、結(jié)構(gòu)、 敷設(shè)方式和使用環(huán)境等,二是選擇電纜或?qū)Ь€截面。(停止由操作人員控制)四臺(tái)電機(jī)在操作臺(tái)和就地都可以控制。聯(lián)鎖控制:用轉(zhuǎn)換開關(guān) SA4 和 SA5 切換控制。引風(fēng)機(jī)起動(dòng)按鈕 SB17,停止按鈕 SB18;鼓風(fēng)機(jī)起動(dòng)按鈕 SB19,停止按鈕 SB20。引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)都是用變頻器控制起動(dòng)的,引風(fēng)機(jī)是 110KW,鼓風(fēng)機(jī)是 循環(huán)泵起動(dòng)按鈕 SB13,停止按鈕 SB14。 循環(huán)泵、引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)(圖紙?jiān)斠?jiàn)附錄圖紙) 本設(shè)計(jì)中循環(huán)泵是一用一備,先用 1循環(huán)泵,在 1循環(huán)泵出故障時(shí)候起用 2循環(huán)泵。操操作臺(tái)上有其運(yùn)行、停 止、故障指示燈、運(yùn)行的電流顯示和起動(dòng)停止按鈕。操作臺(tái)上有其運(yùn)行、停止、故障指示燈、運(yùn)行的電流顯示和起動(dòng)停止按鈕。 出渣機(jī)和爐排(圖紙?jiān)斠?jiàn)附錄圖紙) 本設(shè)計(jì)中出渣機(jī)是 和爐排 4KW,出渣機(jī)直接起動(dòng),起動(dòng)按鈕 SB5,停止按鈕SB6,爐排是用變頻器控制調(diào)速,起動(dòng)按鈕是 SB7,停止按鈕是 SB8,出渣機(jī)和爐排既可以聯(lián)鎖控制又可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制,聯(lián)鎖控制:在啟動(dòng)時(shí)候先起出渣機(jī),再起爐排,停止時(shí)候先停爐排再停出渣機(jī)(這個(gè)交給工作人員操作)。變頻運(yùn)行哪個(gè)水泵用轉(zhuǎn)換開關(guān) SA2 切換。 補(bǔ)水泵(圖紙?jiān)斠?jiàn)附錄圖紙)
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