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基于PID调节功能控制变频器在燃煤导热油锅炉控

发布时间:2020-09-18 19:43

  本文以江阴香山印染燃煤导热油锅炉为对象,对其控制系统进行改造,采用永宏PLC的PID调节功能控制变频器,PID控制,实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。比例(P)控制 比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error)。代替了原来系统中鼓风机和引风机通过频繁启停来控制油温的方式,实现了输出点数以及继电器数量的减少,温度控制准确,节约燃煤的作用。同时通过触摸屏的可交互式的优点,实现了温度的自由设定以及油温和炉内负压的实时监控。

  本系统是一个燃煤锅炉,需要加热的介质是导热油,锅炉油油电机6台,其中油泵和送煤电机和出渣电机保持在工频运行,需要变频控制的电机有3台:引风机,鼓风机,鼓风机主要由下列六部分组成:电机、空气过滤器、鼓风机本体、空气室、底座(兼油箱)、滴油嘴。鼓风机靠汽缸内偏置的转子偏心运转,并使转子槽中的叶片之间的容积变化将空气吸入、压缩、吐出。在运转中利用鼓风机的压力差自动将润滑送到滴油嘴,滴入汽缸内以减少摩擦及噪声,同时可保持汽缸内气体不回流,此类鼓风机又称为滑片式鼓风机。鼓风机输送介质以清洁空气、清洁煤气、二氧化硫及其他惰性气体为主。也可按需生产输送其他易燃、易爆、易蚀、有毒及特殊气体。因而能广泛适用于冶金、化工、化肥、石化、食品、建材、石油、矿井、纺织、煤气站、气力输送、污水处理等各工业部门向锅炉送煤的煤排电机。有两路模拟量信号需要检测,一路是压力检测,一路是出油温度检测。

  设备的开机顺序是先启动引风机,再启动鼓风机,捕鱼,最后启动炉排。关机的顺序是先停止鼓风机,再停止引风机,最后停止炉排。循环油泵是一直运行的,不可以停止,往煤斗送煤的电机和出渣电机的启动停止由手动控制。鼓风机主要控制炉内温度,间接控制出油温度,影响炉内压力,引风机是依靠输入的机械能,提高气体压力并排送气体的机械,它是一种从动的流体机械。 引风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却;锅炉和工业炉窑的通风和引风;空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风;谷物的烘干和选送;风洞风源和气垫船的充气和推进等。 引风机的工作原理与透平压缩机基本相同,只是由于气体流速较低,压力变化不大,一般不需要考虑气体比容的变化,即把气体作为不可压缩流体处理。系统要求出油温度保持在270度,正负误差5度。炉内压力保持在-10Pa.

  本系统的PLC主机是永宏公司的FBs-20MA一台,模拟量输入模块FBs-2DA一个,模拟量模板FBs-B2A1D一个,上位机是威伦触摸屏,变频器的三台。

  锅炉系统是一个要保持恒温和恒压的系统,由于压力温度各个要素之间都有影响,所以在系统设计初期制定了多种方案。

  锅炉的原系统方案是通过温控表控制引风机和鼓风机电机的启停,频繁的电机启停对电能的浪费特别严重,经过分析,用变频器控制电机代替继电器控制电机,通过PLC的PID功能控制温度和压力。

  方案一:单PID控制方案,通过采集到的温度信号通过PID运算后,控制鼓风机的频率,再通过鼓风机的频率控制引风机的频率,他们之间的对应关系就是保持炉内压力为-10Pa。

  方案二:双PID控制方案,通过采集到的温度信号进行PID运算后,控制鼓风机的频率。

  再通过采集到的压力信号进行PID运算后,控制引风机的频率。使两个频率值稳定在平衡状态,使炉内温度保持270度的同时,压力也保持在-10Pa。

  通过方案一和二的调试结果显示,方案一的结果不是很理想,温度和压力的波动都大,而方案的效果很好,两个频率值保持在动态平衡的状态,温度和压力都满足了控制要求。

  对于日益突出的能源紧张和日益增长的成本支出,锅炉的节电和节煤问题,越来越引起业界的高度重视。锅炉的燃烧情况可通过鼓、引风电机、炉排电机的调速实现控制,其改造成本也被用户所接受。所以自动控制系统的锅炉改造系统得到越来越广泛的应用。


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