引风机毕业设计综述

湖南电气职业技术学院毕业设计（论文） 摘要 目前， 国内很多电厂的机组经常处于低负荷运行。而电厂的锅炉引风机系统 采用工频恒速运行方式，通过入口挡板节流调节流量来达到自动控制的目的，这 样既会造成大量能源浪费，又会降低电机的寿命。另一方面国内许多电厂风机设 备仍采用的传统控制方法即通过继电器控制，存在着启动电流大，运行安全可靠 性差、 抗干扰能力弱的问题。 本文内容即是针对国内某电厂 300 MW 机组的锅炉 引风机系统采用 PLC 控制器与变频器相结合的控制系统进行设计。 人们对环境保护的意识越来越高，改变供暖的燃料品种，燃烧清洁燃料，是 降低空气污染的有效措施。近几年来，我国城市燃气结构发生很大变化，陕北天 然气已经进入京津，渤海天然气已经上岸，尤其西气东输工程的实施，更为燃气 锅炉的应用起到了推动作用。 现在，一般燃气锅炉的设计效率均能达到 90左右，但在实际运行中，由于 外界环境温度不断变化，需要的供热量也因而变化，如果不调整燃气量，往往会 造成供热量不足或过量，造成能源浪费。在这样一种背景下，有必要对燃气锅炉 的燃气供应进行实时调节，提高能源利用率。目前，世界各国都存在能源短缺的 问题，我国能源问题更为突出，因此，如何使锅炉高效、安全运行是锅炉控制系 统的重点。 关键词变频器;可编程控制器（PLC）;引风机 湖南电气职业技术学院毕业设计（论文） 目录 摘要1 目录. II 第 1 章 变频调速系统的功能设计分析和总体思路1 1.1 概述1 1.2 系统功能设计分析2 1.3 系统设计的总体思路2 第 2 章 系统设计3 2.1 引风机的原理、结构、选择和主要性能参数3 2.2 变频器的选择和主要技术参数4 2.3 可编程控制器（PLC）的选择.7 2.4 工作过程、补充、流程图以及控制系统的结构框图8 2.5 系统梯形图及控制原理 .11 第 3 章 PLC 和变频器的型号选择.13 3.1 PLC 的型号选择 .13 3.2 变频器的选择和参数设置.14 3.2.1 变频器的选择.14 3.2.2 变频调速原理.15 3.2.3 变频器的工作原理.15 3.2.4 变频器的快速设置错错误误 未定义书签。未定义书签。 第 4 章 引风机结构17 4.1 燃煤锅炉为什么要用引风机及引风机的作用与工作原理.17 4.2 引风机的类型.18 4.2.1 轴流式风机与离心式风机的简单介绍.18 4.2.2 入口导叶调节离心式风机和动叶调节的轴流式风机的区别与运 行特点.19 4.2.3 静叶可调轴流式风机的调节方式和调节性能.19 4.2.4 三种型式风机调节性能的比较.20 4.3 各类引风机的特点.20 4.3.1 动叶可调轴流风机.20 4.3.2 静叶可调轴流风机.21 4.3.3 定速离心风机和双速离心风机.21 4.4 引风机的结构.22 第 5 章 结论.错误错误 未定义书签。未定义书签。 参考文献24 致谢25 II 湖南电气职业技术学院毕业设计（论文） 第 1 章 变频调速系统的功能设计分析和总体思路 1.1概述 调速系统快速性、稳定性、动态性能好是工业自动化生产中基本要求。在科 学研究和生产实践的诸多领域中 调速系统占有着极为重要的地位 特别是在国 防、汽车、冶金、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。调速控制系统的 工艺过程复杂多变，具有不确定性， 因此对系统要求更为先进的控制技术和控制 理论。 可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，是继续计算机、 自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便 宜，可靠性强，编程简朴，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的 喜欢，因此 PLC 已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。 目前在控制领域中， 虽然逐步采用了电子计算机这个先进技术工具，特别是 石油化工企业普遍采用了分散控制系统（DCS）。但就其控制策略而言，占统治 地位的仍旧是常规的 PID 控制。PID 结构简朴、稳定性好、工作可靠、使用中不 必弄清系统的数学模型。PID 的使用已经有 60 多年了，有人称赞它是控制领域 的常青树。 变频调速已被公认为是最理想、 最有发展前景的调速方式之一，采用变频器 构成变频调速传动系统的主要目的，一是为了满足提高劳动生产率、改善产品质 量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求；二是为了节约 能源、 降低生产成本。用户根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的 变频器。 组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件， 它们是在自动控制系统 监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建 工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。在组态概念出现之前，要 实现某一任务，都是通过编写程序来实现的。编写程序不但工作量大、周期长， 而且轻易犯错 误，不能保证工期。组态软件的出现，解决了这个问题。对于过 去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成。组态王是海内一家较有影响力 1 湖南电气职业技术学院毕业设计（论文） 的组态软件开发公司开发的，组态王具有流程画面，过程数据记录，趋势曲线， 报警窗口，生产报表等功能，已经在多个领域被应用。 1.2系统功能设计分析 随着电力电子技术以及控制技术的发展， 交流变频调速在工业电机拖动领域 得到了广泛应用；可编程控制器 PLC 作为替代继电器的新型控制装置，简单可 靠，操作方便、通用灵活、体积小、使用寿命长且功能强大、容易使用、可靠性 高， 常常被用于现场数据采集和设备的控制；组态软件技术作为用户可定制功能 的软件开发平台工具，可实现显示电机转速，可实现远程调速控制，在PC 机上 可开发友好人机界面，通过 PLC 可以对自动化设备进行“智能”控制。在此， 本次设计就是基于 PLC 的变频器调速系统。将现在应用最广泛的PLC 和变频器 综合起来主要功能实现了变压变频调速。 电机的正反转， 加减速以及快速制动等。 因此，该系统必须具备以下三个主体部分控制运算部分、执行和反馈部分。控 制运算主要由 PLC 和变频器来完成；执行元件为变频器和电机；反馈部分主要 为速度反馈。 1.3系统设计的总体思路 系统主要由三个部分构成，即可编程逻辑控制器件 PLC、变频器和电机。 首先通过设置给定输入给 PLC，再通过 PLC 控制变频器，再经由变频器来控制 电机， 随后将电机的转速反馈给 PLC， 经比较后输出给变频器从而实现无静差调 速。 具体如下图所示 速度给定 速度反 馈信号 PLC （PID）变频调速系统 电机 - 速度闭环控制的机构控制图 2 湖南电气职业技术学院毕业设计（论文） 第 2 章 系统设计 2.1 引风机的原理、结构、选择和主要性能参数 引风机就是锅炉上向外排放烟尘的风机，工作原理同其它离心式风机一样 由电机带动叶轮旋转， 叶轮中的叶片迫使气体旋转， 对气体做功， 使其能量增加， 气体在离心力的作用下， 向叶轮四周甩出， 通过涡型机壳将速度能转换成压力能， 当叶轮内的气体排出后，叶轮内的压力低于进风管内压力，新的气体在压力差的 作用下吸入叶轮，气体就连续不断的从泵内排出。另外，引风机具