变频器及PLC控制的多台风机恒压供气系统.pdf

L b ， 变 频 器 ● P L C O J 的 多台风机恒压供气系统 城市煤气的供应 ，是将贮存在气柜 中的 煤气。通过压缩机加压输送至城区管网，再 经调压后进至各用户。由于各单位 、各时段 用气量不均匀，供气量的变化是很大的，造 成管网压力随用气量的变化而波动。 长沙市燃气公司煤气压进机站配有六台 s D 3 64 6罗茨鼓风机 ，每台电机容量 为 1 1 嘶w， 采用 自 耦减压起动， 管网压力靠人工 调节阀门和增减鼓风机运行数量来控制，不 仅误差和劳动强度大 ， 能耗高， 而且管网压力 不能可靠地保持在所需的压力范围内 ．影 响 供气质量和管网的安全运行 。为保证用气 量 小时电机的效率 ，用气量大时压力的稳定 ， 使供气 系统无论是用气高 峰还是低谷 ，供气 压力误差都稳定在 1 0 ％内，我们设计 了一台 变频器结合 P 比 多台风机控制系统 。以实现 城区供气管网的恒压供气。 一 、改造方案 L L b 根据系统供气质量以及低成本的要求。选用日 本 富士 F R N l l 0 s一4 J E变频器一 台，以使每 台鼓 风机 均可 自动软起动及实现稳态时 的压力控制 ；将鼓风机 进出口及旁通阀门改为电动蠊阀，以实现集中 自动控 制；选用 s 7 3 0 D P L C 一台，完成三台电机的瞬时自 动投入 与切除；P L C通过网络 与总谓室的 C O r a P A Q上 图 2 主 电路图 位机通信 ，实现异地远程控制，达到供气管网恒压运 行的 目的。 二、系统实现功能 1 ． 全 自动平稳切换 ，恒压控制 管网压力传感器的煤气压力信号 4 2 0 m A送给 数字 P I D控制器，控制器根据压力设定值与实际检测 值进行 P I D运算 。并给出输出信号直接控髑变频器的 转速以使管网的压力稳定。当用气量不是很大时，一 图 1 控制系统图 台风机在一 台变频器的控制下稳定运行 ；用气量 大，变频器全速运行也不能保证管网的压力稳定 时，控制器的压力下限信号与变频器的R C H信 号同时被P I G检测到，P L C自动将原工作在变频 状态下的鼓风机投入到工频运行 ，以保持压力的 连续性，同时将一台备用的鼓风机用变频器起动 后投入运行，以加大管网的供气量保证压力稳 中国 设备管理 2 O O O ． 7 △ _J 枞 ． 在 醐， 【 【 I 一 一 嚣 一 变 一 旦 耍 儡 i 霹器 地 维普资讯 ■胡忆沩常林江 我厂大 簟车 间的 Ql l 一31 8 o 0型 剪 板机 在 搬 运安 装 时将 压 料 机 构 吊 断 ， 如 图 1所示 。该机构 为大型铸钢件 ，长 2 1 0 0 m m、 厚 4 0 姗 、 高 4 5 0 m m． 机槭加工精 度很高 ， 有 四个 限位滑道 ， 底边要求平直 ， 工作时靠凸轮 产生 的强大压力将被剪切锕 板压牢 ，然后 剪切 。该剪扳机是我厂主要 的薄金属板剪 切设 备，使用相当频繁。 根据工件工况．对多种謦复方案反复 比较后， 认为粘接謦复可l l 达刊尺寸糟鏖 和使用要求。竖过对试帆掏受力分折和运 动强度计算，决定采用麓板腔■结合方式 謦复 被板选用厚 1 4 m m的 Q一2 3 5 A钢 板 ；被 板连接囊 栓为 M1 0 m m，共 l 0个 ； 粘合荆选用国产 H Y一9 1 4环氧村脂桔合 荆，也可选用目前工业上常用的金属謦补 图 】 断裂拇件驶螺售复示意团 荆 ，具体步骤如 下。 1 ． 将 断 件 放 在 钳 工 平 台 上 对 合 ，用划笔做出标记 ．1 保证尺寸 精度 ； 2 ． 被板牯接面机槭打磨 ．研合 至符合牯接工艺表面处理的要求； 3 ． 钻 孔 。 先 钻 锕 板 ．钻 头 为 1 0 m m，然后两粘接面皓合，确定断件的 钻孔位置，苒用 l h a m钻头钻断件孔， 这样可保证连接精度； 4 ． 在钳工平台上试连接，不断謦正 尺寸至达到 精度要求 ； 5 ． 配制粘合剂，H Y一9 1 4为双魍分 环氧村脂桔合荆，按 A B5 1 配制， 并加A适量 的滑石 粉弭节桔稠度 6 ． 潦腔。将配■好的牯合剂用薄塑 料板均匀地 剽潦 在牯接表面上 ，在钳 工平 台上按捌垅标记粘舍，连接曩栓井拧紧， 达到尺寸精度后，常混自然固化 2 4 1 1 ， 如 图 1 所示。饿机謦复后已崖续剪板 3 0 0 多 吨，蔓今使用效果良好 这种警复方祛是综合被板黑柱连接和 桔接技术的优点，用于謦复断裂部件或断 裂裂纹的一种方祛。可用于铸件、塑料件 以及不能采用其他方法售复的异种材料构 件坏损的簟复 謦复后构件的使用温度受 所选粘合刺的限制，选用树脂类牯合荆最 高使用沮度可达 2 5 0 ℃，而选用无机粘合 荆使用温度可达 6 0 0 ℃。 作者单拉 古蚌化学工生硬舒有限辞 卑有机合直厂 通信地址古球市遵叉蓐 7 号 邮 壕 1 3 2 0 2 2 定。若两台鼓风机仍请足不了用气量 ，则依次将变频 器工作状态下的鼓风机投入到工频运行 ．而将另一 台 备用鼓风机投入变频运行。 当用气量减少时，首先表现为变额器 已工作在最 低转速的 Ⅲw信号有效，这时压力上限信号如仍出 现 ，P L C首先将工频运行 的一台鼓风机停掉 ，以减少 供气量 ．当上面两个信号仍然有效时 ，P 比 再停掉一 台工额运行的鼓风机 ．至最后只有一台鼓风机在变频 恒压供气状态下维持正常用气量。切换动作时间小于 1 分钟．管网压力几乎投有冲击与下陷。 2 ． 半 自动运行 当 P 工 c系统 出现问题时 ， 自动控制系统 失灵 ， 这时系统工作处于半自动状态，即一台鼓风机具有变 频 自动恒压控制功能 ，当用气量不够时，可手动投入 另外一 台或几台工频鼓风机运行 。 3 ． 手动运行 当压力传感 器故 障或 变频器故 障时 ，为确保 用 气 ．六台鼓风机可分别以手动方式工频运行。 三、实际应用效果厦分析 实践证 明本系统构成 了多 台罗茨鼓风机 自动控制 的最经济结构 ，在软件设计中充分考虑 了变频与工频 在切换时的瞬问压力与电流冲击 ．每 台风机均采用软 中国设备管理 2 0 0 0 ． 7 起动是解决这一问题的关键 。变频器工作的上、下限 频率及数字 P I D控制的上、下限点的设定对系统的误 差范围也有不可忽视的作用。 一 年多 的运行证 明 ，运用变频调速及 P 比 自动 控制技术实现恒压供气，综合效益明显。 1 ．在忽略固有的基本 阻力 的情况下 ．风机 的阻 转矩 、轴功率 、排气量和转速成正 比。风机转速减 慢，煤气流量按比例下降。变频改造后，由于系统采 用闭环恒压 自控，电机在满足输出管网气压的前提 下，以最小的电流运行，节能效果明显，节电率可达 ∞％，年节电 l 9 万度，折合人民币 1 1 ． 4 万元。 2 ． 实现 了城 区管网恒压供气 ，消除 了煤气压力 波动，保证供气质量。 3 、 实现了罗茨鼓风机软起动，克服了大功率电 机全硬度起动时的大电流冲击，相对延长 了电机使用 寿命。 4 ． 由于采用了压力自动控制．可以实现总调室 远程控制，无需人工操作．大大减轻了劳动强度，提 高了自动化水平。 作者单位长沙市燃气公司 通信地址湖南省长沙市 邮 蝙 4 1 0 1 5 3 维普资讯