1、引言 交流調(diào)速系統(tǒng)是當(dāng)今節(jié)電節(jié)能、改善工藝結(jié)構(gòu)，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。采用交流調(diào)速系統(tǒng)直接控制煤氣鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，應(yīng)用PLC與壓力變送器構(gòu)成初冷器前吸力的閉環(huán)制動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，合理的實(shí)現(xiàn)了電機(jī)根據(jù)負(fù)荷的變化變速運(yùn)行，自動(dòng)調(diào)節(jié)煤氣壓力，應(yīng)用變頻調(diào)速系統(tǒng)是調(diào)節(jié)煤氣壓力和節(jié)能的最佳有效方法。既滿足了生產(chǎn)需要，由達(dá)到了節(jié)能降耗，延長設(shè)備的使用壽命和提高控制水平的目的。 2、概述 根據(jù)生產(chǎn)線內(nèi)還原退火爐和固化爐的工藝要求，從煤氣站輸送的煤氣壓力不能滿足生產(chǎn)工藝的需求，因此需要對低壓煤氣進(jìn)行加壓處理，同時(shí)保證高壓煤氣壓力恒定。煤氣加壓站，有兩臺三相異步電動(dòng)機(jī)，一臺在用，一臺預(yù)留。通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)煤氣鼓風(fēng)機(jī)，給煤氣加壓,通過上位機(jī)操作界面程序設(shè)定相應(yīng)壓力，PID程序調(diào)節(jié)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，保證生產(chǎn)所需煤氣壓力的恒定，使彩涂線生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。 3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及原理 鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)采用高可靠性的兩極計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)，由變頻器、PLC控制器、監(jiān)控站及儀表系統(tǒng)構(gòu)成。將初冷器前吸力信號送至PLC，作為初冷器前煤氣壓力閉環(huán)控制的反饋值（給定值根據(jù)實(shí)際工況設(shè)定）。通過PLC對初冷器前煤氣壓力信號變換和處理，為變頻器提供頻率給定，實(shí)現(xiàn)頻率的自動(dòng)調(diào)整，也就是說對鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，以達(dá)到根據(jù)負(fù)荷變化而調(diào)整輸出功率，穩(wěn)定初冷器前煤氣壓力和節(jié)能降耗的目的。 3.1系統(tǒng)硬件組成 系統(tǒng)組成如圖1所示，主要部分及其功能分述如下。 1）變頻調(diào)速系統(tǒng) 變頻調(diào)速系統(tǒng)采用ABB公司的ACS600全數(shù)字交流變頻器，完成工頻50HZ交流電到頻率可變的交流電的轉(zhuǎn)換，并具有自動(dòng)和手動(dòng)、就地和遠(yuǎn)程調(diào)速控制功能。風(fēng)機(jī)室共有2臺風(fēng)機(jī)，一運(yùn)一備。采用1臺變頻調(diào)速器控制運(yùn)行風(fēng)機(jī)的1臺。經(jīng)工藝計(jì)算，通過調(diào)節(jié)1臺鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就能滿足總管煤氣壓力調(diào)節(jié)的工藝要求。變頻調(diào)速器調(diào)速原理：異步電機(jī)轉(zhuǎn)速n=60f（1-s）/p（式中：f為電源頻率，p為極對數(shù)，s為電機(jī)轉(zhuǎn)差率）從上式可以看出，改變供電頻率，即可改變轉(zhuǎn)速。變頻調(diào)速技術(shù)的迅速發(fā)展，使其在變頻范圍，動(dòng)態(tài)響應(yīng)，工作效率，調(diào)整精度，可靠性等方面都達(dá)到了較完美的程度。 [align=center] 圖1系統(tǒng)組成[/align] 2） PLC控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)中的PLC為SIMATIC S7-300系列可編程控制器。PLC系統(tǒng)與ABB 600變頻器之間采用FROFIBUS總線通信，S7-300為主站，變頻器為從站。S7-300PLC完成整個(gè)系統(tǒng)的信號采集和控制功能及變頻器故障時(shí)變頻到工頻的自動(dòng)切換。PLC和上位之間采用internet通訊。 3）監(jiān)控站 監(jiān)控站選用西門子工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和高性能工業(yè)監(jiān)控軟件WinCC（視窗控制中心），完成整個(gè)系統(tǒng)的工藝流程、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的現(xiàn)實(shí)和監(jiān)控、實(shí)現(xiàn)曲線的顯示、歷史數(shù)據(jù)的保存、權(quán)限管理、操作查詢、報(bào)警、打印等功能。 4） 儀表系統(tǒng) 儀表系統(tǒng)由變送器、配電器、隔離器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器等構(gòu)成，主要完成壓力信號的獲取和閥門的控制執(zhí)行，調(diào)節(jié)器作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的備用控制手段，當(dāng)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可以變成手動(dòng)方式控制煤氣壓力。 3.2 軟件基礎(chǔ)及實(shí)現(xiàn) 本系統(tǒng)軟件平臺采用Windows 2000，上位機(jī)采用WinCC V5.1軟件組態(tài)，下位機(jī)編程應(yīng)用軟件采用SIMATIC STEP7 V5.2。PLC系統(tǒng)硬件配置圖如圖2所示。 [align=center] 圖2 PLC系統(tǒng)硬件配置圖[/align] 4、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能 進(jìn)入加壓站的煤氣主管壓力低于700Pa時(shí)，發(fā)出聲光信號，當(dāng)壓力低于500Pa時(shí)，加壓機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)加壓機(jī)進(jìn)出口壓力發(fā)生變化時(shí)，能自動(dòng)調(diào)節(jié)加壓機(jī)的轉(zhuǎn)速，即當(dāng)出口壓力設(shè)定，入口壓力降低時(shí)，使加壓機(jī)轉(zhuǎn)速升高；入口壓力升高時(shí)，使加壓機(jī)轉(zhuǎn)速降低，保證出口壓力的恒定。 根據(jù)用戶對煤氣壓力穩(wěn)定的要求，考慮到低壓煤氣主管壓力不穩(wěn)定，需要為加壓機(jī)設(shè)置變頻調(diào)速裝置，調(diào)速范圍50～100%。 該控制系統(tǒng)的特點(diǎn)： 1．西門子PLC系統(tǒng)與ABB600之間采用Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)通訊。 2．完成對煤氣系統(tǒng)出口壓力及導(dǎo)熱油爐空燃比的自動(dòng)調(diào)節(jié)。 3．通過上位監(jiān)控畫面實(shí)現(xiàn)對所有設(shè)備在線監(jiān)控，完成各個(gè)工藝設(shè)備的順序控制，故障報(bào)警處理及顯示高壓煤氣入口壓力、歷史趨勢的讀取等。 4．通過上位機(jī)可以對系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)、調(diào)試、仿真等。 5．采用以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊。 6．手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作方式選擇，使設(shè)備故障影響時(shí)間為零，減輕了電氣工人維護(hù)強(qiáng)度。 5、結(jié)束語 經(jīng)該P(yáng)LC控制系統(tǒng)的煤氣滿足了工業(yè)的要求，能在上位機(jī)上實(shí)時(shí)的反映遠(yuǎn)距離設(shè)備的工作情況、報(bào)警信息及打印輸出報(bào)表，使操作更方便、故障處理更及時(shí)，達(dá)到了生產(chǎn)自動(dòng)化控制的目標(biāo)。 聯(lián)系人：李 俠 通訊地址：濟(jì)南市工業(yè)北路21號濟(jì)鋼自動(dòng)化部 郵編：250101 電話：（0531）88866647 E-mail: zglx0504@163.com