基于plc的離心風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)doc-文庫吧資料
2025-07-24 01:23本頁面
【正文】 號(hào)確定后，其額定電流可以從制造商提供的樣本中查到。但在連續(xù)的變動(dòng)負(fù)載或斷續(xù)負(fù)載中，因電動(dòng)機(jī)允許有短時(shí)間的過載，而且這種過載的時(shí)間經(jīng)常超過變頻器一般允許的一分鐘。在電機(jī)的容量確定并選定其型號(hào)后，接下來就要確定變頻器的容量。 變頻器的選型和容量的確定本系統(tǒng)選用的是西門子全新一代標(biāo)準(zhǔn)變頻器MicroMaster440功能強(qiáng)大，應(yīng)用廣泛。因氣體在葉輪內(nèi)的流動(dòng)主要是在徑向平面內(nèi)。離心通風(fēng)機(jī)工作時(shí)，動(dòng)力機(jī)(主要是電動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng)葉輪在蝸形機(jī)殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，空氣經(jīng)吸氣口從葉輪中心處吸入。一般的高壓離心風(fēng)機(jī)，其主要的動(dòng)力設(shè)備是電動(dòng)機(jī)，此外還包括用來控制風(fēng)機(jī)風(fēng)閥位置的電動(dòng)或手動(dòng)執(zhí)行器、風(fēng)機(jī)閥門限位開關(guān)等部件。離心風(fēng)機(jī)可制成右旋和左旋兩種型式。 離心風(fēng)機(jī)廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風(fēng)、排塵和冷卻；鍋爐和工業(yè)爐窯的通風(fēng)和引風(fēng)；空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風(fēng)；谷物的烘干和選送；風(fēng)洞風(fēng)源和氣墊船的充氣和推進(jìn)等。但對初、后期風(fēng)壓變化大的礦井，離心通風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)性能差。G4 —73系列通風(fēng)機(jī)的特性曲線較平緩，運(yùn)行噪聲較小，效率高，適用于通風(fēng)阻力不是太大的中小型礦井。～70176。啟動(dòng)時(shí)關(guān)閉調(diào)節(jié)門(也叫前導(dǎo)器)，具有啟動(dòng)功率較小，啟動(dòng)容易的特點(diǎn)。G4 —73系列離心式通風(fēng)機(jī)，G4 —73系列離心式通風(fēng)機(jī)最初是為鍋爐通風(fēng)(引風(fēng)) 設(shè)計(jì)的，后來被引用到礦井通風(fēng)中并擁有一定的市場占有量。PLC根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際要求，通過用戶程序?qū)D(zhuǎn)換后的信息進(jìn)行處理并將處理結(jié)果通過模擬量輸出模塊轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號(hào)去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件。PLC模擬量處理功能主要通過模擬量輸入輸出模塊及用戶程序來完成。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)能和緩沖無功功率。 變頻器主要采用交—直—交方式，先把工頻交流電源通過整流器轉(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)。 由式(11)可知，轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在0～50Hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。 n＝60作為高能耗設(shè)備，其輸出功率不能隨負(fù)荷按比例變化，大部分只能通過擋板或閥門的開度來調(diào)節(jié)，而電動(dòng)機(jī)消耗的能量變化不大，從而造成很大的能量損耗。這6個(gè)操作鍵分別是自動(dòng)方式開關(guān)、手動(dòng)方式開關(guān)、停機(jī)按鈕、消音按鈕及2個(gè)在手動(dòng)控制下控制通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的按鈕開關(guān)，4 個(gè)開關(guān)量傳感器為拖動(dòng)通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)電機(jī)和增風(fēng)速電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)故障時(shí)熱繼電器的控制開關(guān)，其中擴(kuò)充了1個(gè)EM231的模擬量輸入模塊，主要是用于轉(zhuǎn)換氣壓信號(hào)和瓦斯?jié)舛刃盘?hào)的。設(shè)置6個(gè)操作鍵、4個(gè)開關(guān)量傳感器和2個(gè)模擬量。擴(kuò)展了1個(gè)EM 231模擬量輸入模塊，它是A /D轉(zhuǎn)換模塊，具有4個(gè)模擬量輸入，12位A /D，其采樣速度25μs，空氣壓力傳感器、瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞑杉男盘?hào)經(jīng)過變送器調(diào)理和放大處理后，成為0 ～5 V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，再經(jīng)過EM231模塊自動(dòng)完成A /D轉(zhuǎn)換；同時(shí)擴(kuò)展了1個(gè)EM222數(shù)字量輸出模塊，它有8個(gè)數(shù)字量的輸出點(diǎn)，作用是提供附加的輸出點(diǎn)，這樣完全可以滿足系統(tǒng)的要求。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）[4]。（3）電源模塊：PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少。模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（420mA,020mA）、電壓型（010V,05V,1010V）等，按精度分，有12bit，14bit，16bit等。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，I/O數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。在1987年國際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對PLC做了如下定義：PLC英文全稱Programmable Logic Controller，中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是：一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。在有瓦斯的礦井供風(fēng)系統(tǒng)中，礦井內(nèi)的瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳈z測瓦斯?jié)舛?，用變送器將現(xiàn)場信號(hào)變換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，送入 A /D 轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后送入 PLC，同樣 PLC將檢測到的數(shù)值與設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)瓦斯?jié)舛却笥谠O(shè)定數(shù)值后，PLC輸出信號(hào)控制通風(fēng)機(jī)停止工作，并輸出信號(hào)自動(dòng)切斷井下的電源，滿足風(fēng)電聯(lián)鎖要求，以免電子火花點(diǎn)著瓦斯，防止瓦斯爆炸事故發(fā)生。在自動(dòng)方式下，利用遠(yuǎn)傳空氣壓力傳感器檢測礦井內(nèi)的氣壓信號(hào)，用變送器將現(xiàn)場信號(hào)變換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) (如 4～20 mA 直流電流信號(hào)、0 ～5 V直流電壓信號(hào)等 )，送入 A /D 轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后送入 PLC，PLC將檢測到的氣壓值與設(shè)定的氣壓值進(jìn)行比較和處理，輸出信號(hào)控制通風(fēng)機(jī)工作。循環(huán)次數(shù)及定時(shí)時(shí)間可根據(jù)需要隨機(jī)設(shè)定。為防止通風(fēng)機(jī)疲勞運(yùn)行，在任何狀態(tài)下風(fēng)機(jī)在累計(jì)運(yùn)行設(shè)定時(shí)間后要切換至另一臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行。為滿足煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)自動(dòng)控制的要求，設(shè)計(jì)如下的控制方案：本系統(tǒng)提供手動(dòng) /自動(dòng)兩種工作模式，具有現(xiàn)場控制方式、狀態(tài)顯示以及故障報(bào)警等功能。plc控制器氣壓給定瓦斯?jié)舛冉o定顯示部分報(bào)警部分電控部分變頻器1變頻器2機(jī)組1機(jī)組2空氣壓力傳感器瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞯V井圖1 通風(fēng)控制系統(tǒng)方案圖本PLC控制系統(tǒng)具有對通風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)與運(yùn)行，進(jìn)行監(jiān)控、聯(lián)鎖和過熱保護(hù)等功能。本設(shè)計(jì)以風(fēng)機(jī) 2 45 kW
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