变频控制系统在热电生产中的应用及分析

　　1 概述:

随着我国热电事业的发展，锅炉给煤系统的调速问题越来越受到各热电厂的重视，目前应用得比较多的调速系统是滑差调速，它的控制方式比较典型可靠，但其存在着调速精度差、范围窄、线性不好、能耗高等缺点，而变频调速系统的特点正好克服了传统调速系统的不足，具有效率高、无转差损耗、调速范围宽、特性硬、精度高、起制动方便灵活、能耗小的特点，既具有交流感应电机的长处，又具有直流电机的调速性能，有非常显著的节能效果。

　　鉴于以上比较，南通新兴热电有限公司3台75T/H的双炉排链条炉的给煤、炉排的调速选用了变频系统，同时通过与DCS的智能接口，实现锅炉燃烧系统的自动控制。

　　2 工艺要求及系统总体结构

　　南通新兴热电有限公司锅炉的燃烧过程调节系统，要求在不同的负荷条件下，保持主汽压力的恒定，通过调节进入炉膛的燃料量及空气量，使锅炉的蒸汽产量与汽轮机的耗汽量及供热量相平衡 。而进入炉膛的燃烧量的调节则是通过改变给煤机的转速来实现的。为此选用了变频器，由变频器来调整给煤电机三相交流电的电流和频率，以实现给煤机转速的控制。同时炉排速度的调整及运行状况与给煤关系较大，故它的速度调整也选用了变频器。由于每台炉有甲、乙侧2台炉排及2台给煤电机，这样每台炉共采用了4台变频器。为了节省控制盘盘面空间，减少端子布线，选用了一种集中操作控制的操作显示器。通过它来同时控制4只变频器的运行，从而控制给煤及炉排电机的运转速度，提高控制的精确度，以及控制的及时性和准确性，保证锅炉安全经济地运行。同时，该操作显示器还可与本公司DCS系统相连接，接受DCS的4－20MA信号共同完成燃烧系统的自动调节。另外，本系统还引入了一套小型可编程控制器，以保证系统中的某一电机发生故障时，连锁其他设备，使之停止或处于某一状态。

　　3 系统的实现

　　3.1 系统的配置

　　3.1.1 变频器

　　它是本系统的核心部分，选用了SANKEN通用型变频器SAMCO－IF系列，它适用于感应电动机的调速驱动，其内部配备了高性能的32位微处理器，故此装置功能齐全，操作方便。

　　3.1.2 操作显示器

　　该设备选用HCS－51系列单片机作为核心器件，组成了一个智能型操作显示器。其内部主要元器件选型如下：选用ATM89C51作为CPU，节省了外部程序存储元件；选用TCL2543多路A/D转换芯片 ，利用其A/D转换时间短的特性，保证了控制的实时性。选用8253定时器辅以简单的外围电路，使用脉宽调制方式，实现多路D/A输出。整个手操器硬件结构紧凑，操作方便，功能强大，扩展性能好 。

　　3.1.3 可编程控制器(PLC)

　　本装置选用了超小型NB2富士电机可编程控制器。它的最大优点是体积小、价格低、功能强、能任意扩展。

　　3.2 系统的功能

　　3.2.1 变频器

　　IF系列变频器共有151项功能选择，每项又有多种选择，以供不同的用户选用，因此，要用好变频器，并充分发挥它的功效，首先就必须对它的功能有所了解，针对具体的应用场合及运行情况 ，合理进行选择，尤其对一些特殊的功能设定，要找出一个较合适的设置参数，使本系统中各设备间的相互匹配达到最佳状态，必须通过多次的调整。如CD083原设定为10，试运行后发现信号抖动非常大，电机转速变化频繁，经反复修正后，CD083设置为210，此时运行情况较好，既保证了信号的稳定性，又确保了数据采集的实时性。

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