变频器工业锅炉鼓风机

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1、沈阳理工大学课程设计摘要在工业生产、产品加工制造业中，风机设备主要用于锅炉的燃烧系统、其他设备的烘干系统、冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失的形式消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。为此，需要采用多项措施实现对离心风机的自动控制，以使系统的各种性

2、能达到合理的要求。近年来，出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求，加之采用PLC和变频器易操作、易维护、控制精度高，并可以实现高功能化等特点，采用基于PLC的变频器驱动方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。从而大大的降低生产成本，减少能量损耗和对环境的污染，为企业带来可观的经济效益和社会效益。关键字：锅炉；压力；PLC；变频器III沈阳理工大学课程设计目录1工业锅炉鼓风机变频器调速系统简介11．1系统组成11．2工作原理22工业锅炉鼓风机变频器调速系统设计要求42.1设计任务及要求42.2设计要求43选用的变频器53.1控制方式的选用53.2注意的事项63.3变频器的功能6

3、3.3.1变频器的节能63.3.2鼓风机变频调速节能原理73.4风力反馈闭环控制73.5选型原则74主电路器件及PLC的选择94.1主电路器件选择94.2PLC及压力传感器的选择115主电路以及控制电路的设计125.1主电路125.2系统控制电路135.3MM430变频器特性136变频器参数设定146.1电动机参数设置实例147变频器报警分析167.1   变频器报警原因及处理168PLC程序设计179结论2110参考文献22III沈阳理工大学课程设计附图23III沈阳理工大学课程设计1工业锅炉鼓风机变频器调速系统简介1．1系统组成工业锅炉鼓风机变频器调速系统主要由变频器、鼓风机、管道

4、和阀门等构成。通常由鼓风机给锅炉送风，通过变频器调节鼓风机中异步电动机的转速，从而改变鼓风机的风速而实现鼓风机的风速调节。因此，调速系统变频的实质是异步电动机的变频调速。异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。变频器鼓风机2风速压力压力变送器给定值+-图1.1工业锅炉鼓风机变频器调速系统方框图压力由压力传感器的信号4-20mA送入变频器内部的PID模块，与用户设定的压力值进行比较，并通过变频器内置PID运算将结果转换为频率调节信号，以调整水泵电机的电源频率，从而实现控制水泵转速。由于变频器内部自带的PID调节器采用了优化算法，所以使风速的调节十分平滑，稳定

5、。同时，为了保证压力反馈信号值的准确、不失值，可对该信号设置滤波时间常数，同时还可对反馈信号进行换算，使系统的调试更为简单、方便。西门子系列PLC编程采用STEP7软件，它是西门子PLC的视窗软件支持工具，提供完整的编程环境，可进行离线编程和在线连接和调试，并能实现梯形图与语句表的相互转换。系统程序包括主程序和起动子程序，主程序包括参与调节程序和电机切换程序；电机切换程序又包括加电机程序和减电机程序。起动子程序实际上是清零子程序。在主程序中，设置两个变频器频率上下限到达滤波时间继电器，用于稳定系统。24沈阳理工大学课程设计1．2工作原理　　变频调速控制系统具有两种操作方式：现场操作和远

6、端操作(操作距离在150m以内)。当外部电源或负载发生异常时，为了防止变频器和异步电动机损坏，变频器具备各种保护功能。系统在保护电路中提供声光报警装置，在异常情况时，提醒管理人员尽快采取维护措施，使损失减小到最低限度。在变频器内部系统采用优化参数设计，使变频器在起停过程中能平稳运行。由图1可知，工频三相交流电压经变频器平滑回路产生平滑的直流电压，经晶闸管逆变器产生可变电压和可变频率的三相交流电压由变频器U、V、W端输出。操作人员根据炉膛负压大小和炉膛温度变化，通过现场控制或远端操作，调节工频电源输入频率，从而控制电机的转速，以平衡炉膛压力和温度，使锅炉正常工作。　　(1)加减速时间　　

7、变频调速器内部加速时间和减速时间的设定是变频器内部参数设计的重要指标。加速时间是指频率从零变到最高频率所需要的时间；减速时间是指从最高频率到零所需要的时间。加速时间设定的要点是将加速电流限制在变频器过电流容量以下，即不应使控制电路电流增大，防止回路动作；减速时间设定要点则是防止平滑回路的电压过大，即不应使控制电路再生电压增大，防止回路动作。加速、减速时间的计算方法[1]如下：　　　　　　　　　　　　　　　　(1)