锡槽槽底风机综合节能改造系统的设计与实现.pdf

全国性建材科技期刊 玻璃 2 0 1 1 年第8 期总第2 3 9 期 锡槽槽底风机综 合节能 改造系 统的设计与实现 邢莉莉房淑静韩维德 德州晶华集团德州市2 5 3 0 0 7 摘要阐述了采用先进 的自动控制技术 、计算机技术与现代通讯技术建立的一套可靠稳定的浮法玻璃锡槽槽底风机 自 动化控制系统 ；详细介绍 了风机节能的P L C 及变频控制方案及具体措施 。该系统 同时达到节能降耗的 目的，使得风机运 行更加安全 、稳定 、高效 、经济 。 关键词节能风机P L C 变频器 中图分类号 T Q1 7 1 文献标识码 A 文章编号1 0 0 3 1 9 8 7 2 0 1 1】 0 80 0 2 00 2 0 引言 节能减排是我国现代经济发展的一项长远战略 目标 ，需要企业不断 自我挖掘和完善。公司风机设 备长时间运行 ，除在极短的时间内风量最大外 ，近 9 0 ％时间运行在 中等或较低负荷状态 ，总用电量至 少有4 0 ％以上被浪费掉 ，采用变频调速控制并结合 锡槽工艺特点对风机类机械进行转速控制来调节风 量的方法对节约能源 、提高经济效益具有非常重要 的意 义 。 1 使用 现状 1 工艺温度要求 为保证生产安全 ，槽底钢板温度要求各区温度 ≤1 2 0℃，实际情况是夏季高温 区温度为1 2 0℃， 秋 、冬 、春季高温区温度为1 0 7℃左右 ，每天同一 测 温点 的温度差 为2 ～ 4℃。 2 设备情 况 槽底风机 为3 6 ，型号 Y 2 3 1 5 L 2 8 型 ，1 1 0 k W电机 ，额定 电流2 0 5 A，工频运 行 ，运行 电流 1 6 3 A，负载率7 9 ． 5 ％。 3 温度控制 由槽底风管各支管上的阀门开度来控制风量调 节温度 。 4用电设备的描述 槽底风机的运用及用电情况见表l 。 2 0 表1 槽底风机的运用及用电情况 设 备名称 数 量 功率／ k W 总功率／ k W 运行方式 控 制功率／ k W 槽 底风机 3 l l 0 3 3 O 2 用 1 备 2 2 0 2 控 制 系统 1 系统 实现 控制系统结构为 人机界面一P L c 一变频器一仪 表模式 。变频器选用A B B A C S 5 1 0 系列 ，P L C 选用西 门子s 7 3 0 0 系列 ，人机界面采用触摸屏与P L C 直接相 连 ，通过配 置触摸屏 按钮 内置 数据 ，实 时改变P I D 参 数 ；变频器工况 ，显示现场温度 ；内设报警极限值可 进行报警 ，方便调节和控制整个工作过程。P L C 是控 制系统的核心，可设置P I D 参数进行闭环控制 ；根据 P I D 运算结果进行D ／ A 变换输出，实现手动或 自动调 节；具有系统故障诊断，判断异常温度等故障信号； 实现在上位机设定温度值后通过P L C 控制变频器，变 频器控制电机转速，自动调节风量。变频器与P I C 采 用Mo d b u s 方式通讯。由P L C 控制改变变频器的输出频 率。仪表测温元件采用WR E 型双支热电偶 ，P L C 通过 总线与D C S 系统相连 ，进入A I 8 3 5 模块 ，通过D C S 处 理运算后在上位机 操作员站和工程师站 上显示。 软件系统采用组态编程软件可编程控制器进行 功能组态。实现将热电偶测量的温度模拟信号转换 为数字信号 ，与设定值相 比较 ，根据比较结果按照 预定控制方案 自动调节 ，通过P L C 调节变频 器输出 频率 ，满 足槽底风机运行 。触摸屏能通过P L C M现 场设备进行实时监测 、控制和报警 ，使操作人员在 设计与技 改 D C S 上位机和现场触摸屏上均能查看修改各点的温 度值 ，达到高可靠性 、稳定性运行。 2技术优 势 实现技术节能和实际管理节能的双重效果，是 自动化控制技术和节能技术相结合的双重系统，采 用多套设备 ，是变频柜 、工频柜和 自控柜的多套设 备 的结合 。为保 证安全 ，设有 变频 、工频 自动转 换 ，一旦 自动出现问题 ，自动转工频运行 ，不致槽 底 因温度过高出现问题。 3 节电装置的安装及控制形式 3 台1 1 0 k W的槽底风机 ，运行 方式 为2 用1 备 ， 通过智能节 电装置 ，采用变频控制方式 ，安装～套 节 电装置 ，主控2 台风机 ，通过调控使拖动电机的 输 出功率跟随负荷 的变化实现同步输 出。在高温区 取l 2 个最高温度控制点 日常槽底温度的高点 ， 通过P L C 与变频器形成闭环控制 ，由温度变化控制 电动机转速 ，调整风量，使温度稳定在工艺要求的 范围内，这样即能避免槽底钢板温度的波动 ，又能 达到节能效果 ，有利于玻璃成形操作。 4外界条件 为了达到风机送风为冷风 ，在风机区进行风对 流等降温措施 ，进一步提高节电效果。 5 节 电率 的测试 方法 ①测试时间 工频运行测试1 周 ，节能运行测 试1 周 ，见表2 。 表2 改造前后1 周 内运行用电情况统计 改造后用电量 改造前用电量 节电量／ k Wh 节电百分 比 ， ％ ， k Wh ， k Wh 1 6 6 2 3 O 6 1 l 3 9 9 4 6 18 6 3 3 061 l 1 9 8 39 1 N 用电 1 8 2 l 3 0 6 1 1 2 4 0 4 1 情况统计 1 2 5 2 4 1 1 8 0 9 3 6 l 1 7 5 3 3 0 6 l l 3 0 8 4 3 l 8 7 3 3 0 6 】 l l 8 8 3 9 1 8 5 3 3 O 61 1 2 0 8 3 9 合计 l 2 6 3 4 2 1 4 2 7 8 7 9 3 4 1 ②测试方法 在相同的环境温度 ，相同的使用 条件下 ，使用相同的电度表 ，在相同的时间内进行 对比测量工频和节电运行时的电量。 ③节电率的计算 节电率 ％ 1 - 安装节 电装置后每小 时用 电 量／ 安装节电装置前每小时用电量 1 0 0 ％ 3改造后 的情况 1 在高温区取1 2 个最高温度控制点 日常槽 底温度的高点 ，与上位机变频器形成闭环控制 ，由 温度变化控制电动机转速 ，调整风量 ，使温度稳定在 工艺设定值上 ，这样既能达到节能效果 ，又能避免槽 底钢板温度的波动，有利于玻璃的成形操作。 2 槽底温度差在5 ～ 7 ℃范围内控制， 在这么小 的温度范围内调节要想达到较高的水平， 不采用新的节 能控制技术其难度相当大， 我们采用智能节能系统安全 运行的前提下， 生产设备要运行安全、平稳、可靠、有 利于玻璃成形操作， 同时保证生产质量的稳定。 3 可以大 幅度降低 了电机的磨损和启动 电 流 ，避免了供电线路的电流震荡，可使整套系统根 据负荷 自动调节控制 ，降低 了维护费用，大大地提 高了整套机组的使用效率 ，该套设备使用后将带来 长期的经济效益 4 效益分析 通过近半年的运行观察 ，经 过节 能改造 ，年可节 约电量4 0 万k Wh 左 右 。 4 结语 该系统经过半年多的实际运行 ，运行 良好 ，可 靠稳定 ，预计全年节电量在3 0 ％以上 ，提高了经济 效益和社会效益。 De s i g n a nd Re a l i z a t i o n o f Co mpr e h e n s i v e Ene r g y s a v i n g Re c o ns t r uc t i o n o f Ti n Ba t h Bo t t o m Bl o we r X i n g L i l i ， F a n g S h u j i n g ， H a n We i d e De z h o u J i n g h u ag r o u p， De z h o u， 2 5 3 0 0 7 Abs t r a c t A r e l i a bl e a nd s t a bl e a ut o ma t i c c o n t r o l s ys t e m o f d r a ug h t f a n u n de r t i n ba t h of flo a t g l a s s p r o c e s s wa s d e s c rib e d． The s y s t e m wa s e s tabl i s h e d b y t h e a d v a n c e d a u t o ma t i c c o n t r o l ， c o mp u t e r a n d mo d e m c o mmu n i c a t i o n t e c h n i q u e s．T h e P LC， fre q u e n c y v a r i a b l e c o n tr o 1 s c h e me a n d p r a c t i c a l me a s u r e s f o r e n e r g y s a v i n g o f b l o we r we r e a l s o d e s c ri b e d i n d e t a i l s ．T h i s s y s t e m a c h i e v e d e n e r g y -- s a v i n g a n d c o s t -r e d u c i n g e ffe c t a n d ma k e s t h e b l o we r b e s a f e ， s t a b l e ， h i g h e ffi c i e n c y a n d e c o n o my ． Ke y wor ds e n e r g y s a vi ng， b l o we r， PLC ， a ns d u c e r 2 l