1336PlusⅡ變頻器在給煤機(jī)控制改造中的應(yīng)用

摘要： 本文論述鍋爐給煤機(jī)控制系統(tǒng)改造前后的系統(tǒng)組成，控制原理，包括控制器的電路構(gòu)成，變頻控制特點(diǎn)，變頻器組成框圖，HIM編程步驟和參數(shù)完善。
關(guān)鍵詞： 控制系統(tǒng)，控制器，變頻器
Contract: The system that this text describes the coal feeder control system of the boiler before and after transforming makes up , control the principle, including the circuit of the controller is formed , frequency conversion controls the characteristic, the frequency converter makes up the block diagram, HIM programming step and parameter are perfect.
Key words: control system,controller, Frequency converter
中圖分類(lèi)號(hào)：TP 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
概述：
菏澤電廠125MW機(jī)組鍋爐制粉系統(tǒng)2臺(tái)給煤機(jī)采用滑差控制，電磁轉(zhuǎn)速離合器主要由電樞、磁極和勵(lì)磁線(xiàn)圈組成，當(dāng)異步電機(jī)啟動(dòng)后，電樞以異步電機(jī)相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，這時(shí)，若勵(lì)磁線(xiàn)圈內(nèi)有直流電流通過(guò)，在電樞與磁極間便有磁通相連。電樞切割磁力線(xiàn)，即出現(xiàn)感應(yīng)電勢(shì)，在該電勢(shì)的作用下，出現(xiàn)渦流，此渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用，使從動(dòng)部分沿電樞旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，通過(guò)調(diào)整勵(lì)磁電流的大小，就可調(diào)整從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)速。
磁放大器給粉調(diào)速裝置接受來(lái)自調(diào)節(jié)器或操作器的0-10mA.DC，控制直流電動(dòng)機(jī)的電樞電壓或勵(lì)磁電流，達(dá)到調(diào)節(jié)給粉電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。
因控制精度低，故障率高，在#1機(jī)組大修中，改為變頻控制。
1 DK-1B型控制器
DK-1B型控制器是JZTY型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的直接控制單元，可與一臺(tái)JZTY電機(jī)連接，通過(guò)面板上的主令電位器對(duì)電機(jī)進(jìn)行寬范圍的無(wú)極調(diào)速，也可以接受0-10V的自動(dòng)信號(hào)對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)調(diào)速，可實(shí)現(xiàn)手/自動(dòng)的無(wú)擾切換，轉(zhuǎn)速可由面板表頭直接讀出。
從圖1原理圖可知，DK-1B型控制器的電路是由可控硅整流電路、脈沖移相觸發(fā)電路、手動(dòng)給定信號(hào)電路和速度負(fù)反饋電路等環(huán)節(jié)組成。


控制器的主回路是由一只5A可控硅構(gòu)成的半波可控整流電路，壓敏電阻（浪涌吸收器）RV和由R1C1組成的吸收電路各在電源側(cè)及元件側(cè)對(duì)可控硅起到過(guò)電壓保護(hù)作用，D1為續(xù)流二極管。
給定電路信號(hào)是由D8-D11組成的整流橋C3、C4、R7組成的π式濾波器和穩(wěn)壓管WZ2、WZ3幾部分組成，速度負(fù)反饋電路是由D12-D17、C5及反饋電位器W2等組成，脈沖觸發(fā)電路采用了由單結(jié)晶體管組成的馳張振蕩器。
2系統(tǒng)組成
現(xiàn)給煤機(jī)轉(zhuǎn)速控制采用滑差控制，正常運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)定速運(yùn)行，通過(guò)DK-1B控制器改變滑差部分的勵(lì)磁電壓來(lái)改變給煤機(jī)轉(zhuǎn)速，從而控制下煤量。


運(yùn)行人員通過(guò)操作臺(tái)上安裝的DFQ-02操作器，產(chǎn)生0-10V.DC信號(hào)，經(jīng)過(guò)控制盤(pán)端子排轉(zhuǎn)接后，送給就地控制盤(pán)內(nèi)安裝的DK-1B型控制器，輸出0-90V.DC勵(lì)磁電壓至給煤機(jī)電機(jī)，達(dá)到控制轉(zhuǎn)速的目的，如圖3所示。


3 改造的原因
現(xiàn)控制回路存在的主要問(wèn)題為電動(dòng)機(jī)定速運(yùn)行，耗電量比較大，不利于節(jié)能降耗。
DK-1B控制器由分散元器件構(gòu)成（0-10mA輸入，0-90V輸出），性能不穩(wěn)，指示精度較 低，造成轉(zhuǎn)速不易控制，轉(zhuǎn)速指示不準(zhǔn)，既增加運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，也增加了檢修維護(hù)費(fèi)用。
滑差測(cè)速電機(jī)精度較低（提供三項(xiàng)交流輸出），不能提供準(zhǔn)確轉(zhuǎn)速。
鑒于上述原因，造成#1機(jī)組的兩臺(tái)給煤機(jī)控制回路與DCS接口轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)較多，給系統(tǒng)的監(jiān)視及控制帶來(lái)困難。
同時(shí)，鍋爐給煤機(jī)應(yīng)用變頻調(diào)速控制系統(tǒng)具有節(jié)能、調(diào)速線(xiàn)性、運(yùn)行可靠、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn), 是電廠鍋爐給煤機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與改造中最先進(jìn)的選擇之一。


4 控制方案選擇
菏澤電廠使用的變頻器型號(hào)為1336 PLUS Ⅱ，由A-B公司（Allen-Bradley Company）生產(chǎn)，其裝置供貨和調(diào)試廠家是青島華歐集團(tuán)四海自動(dòng)化控制工程有限公司，給煤機(jī)控制系統(tǒng)原理如圖5所示。




變頻器啟動(dòng)后，通過(guò)DCS產(chǎn)生4-20mA控制信號(hào)，變頻器經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理，去改變電源頻率，通過(guò)電源頻率的改變而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變電機(jī)的出力。


5 1336 PLUS Ⅱ變頻器
變頻器的作用是將所接收的三相電源（如380V，50Hz）轉(zhuǎn)換為頻率可調(diào)節(jié)的三相電源。Ⅰ期給煤機(jī)變頻控制器型號(hào)為CAT 1336F-BRF100-AA-EN，SERIAL NO.1JAN2CM6，技術(shù)參數(shù)如表2


1336 PLUS Ⅱ變頻器原理：
變速調(diào)速也稱(chēng)為變頻調(diào)速系統(tǒng)，它主要由變頻器和控制器兩大部分組成。變頻調(diào)速的基本原理是根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與輸入頻率成比例的關(guān)系，通過(guò)改變供給電動(dòng)機(jī)三相電源的頻率值來(lái)達(dá)到改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。
5.1 人機(jī)界面模件（HIM）
按下ESC鍵時(shí)將使程序系統(tǒng)返回到菜單結(jié)構(gòu)中的上一級(jí)，按SEL鍵，將使顯示屏的頂線(xiàn)或底線(xiàn)輪流變成有效，第一個(gè)字母閃爍指明該線(xiàn)是有效的。“ ”或“ ”鍵用來(lái)增加和減少一個(gè)數(shù)值或使不同的組或參數(shù)的目錄滾動(dòng)。
當(dāng)按下Enter鍵時(shí)，將選擇一個(gè)組，或參數(shù)或?qū)⒁粋€(gè)參數(shù)值寫(xiě)入存儲(chǔ)器中，在一個(gè)參數(shù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器后，顯示屏的頂線(xiàn)自動(dòng)變成有效，允許選擇另一個(gè)參數(shù)或組。




標(biāo)準(zhǔn)模擬量I/O設(shè)置：1366 PLUSⅡ通過(guò)一系列的跳線(xiàn)把標(biāo)準(zhǔn)I/O和TB2聯(lián)系起來(lái)。每個(gè)跳線(xiàn)選擇器有四組跳線(xiàn)，分別為跳針1-2、3-4、5-6、和7-8。這些跳線(xiàn)使TB2端子板的輸入和輸出有效。
每個(gè)輸入均可組態(tài)在0-10V、0-20mA或電位器信號(hào)下工作。把跳線(xiàn)選擇器的頂部跳針連接的組態(tài)是輸入可在0-10V的信號(hào)下工作。底部跳針連接的組態(tài)是可在0-20mA的信號(hào)下工作；而右邊的跳針連接的組態(tài)是可在電位器信號(hào)下工作。


現(xiàn)以[Input Mode] [輸入模式選擇]為例，說(shuō)明變頻器參數(shù)的設(shè)置。
從狀況顯示開(kāi)始，按任意鍵，顯示“Choose Mode”，按增加（或減少）鍵，直到顯示“Program”，按Enter鍵，顯示參數(shù)組“Metering”，繼續(xù)按增加（或減少）鍵，直到顯示“Set Up”組，按Enter鍵，按增加（或減少）鍵，直到顯示[Input Mode]，按SEL鍵，按增加（或減少）鍵，直到顯示[Run Fwd /Rev][正向運(yùn)行/ 反向運(yùn)行]，按Enter鍵，按ESC 鍵直至返回狀況顯示
為使改變有效須對(duì)變頻器重新上電。
5.1.1編程和顯示模式
編程和顯示模式允許進(jìn)入?yún)?shù)以便觀察和編程。其步驟如下:顯示下，按壓Enter(或任意鍵)，顯示“Choose Mode”(選擇模式)；按增（或減）鍵顯示“Program“（或Display”），按Enter鍵；按增/減鍵直到出現(xiàn)所需要的組，按Enter鍵，再按增/減鍵，直到出現(xiàn)所需要的參數(shù)。
5.1.2過(guò)程模式
選擇過(guò)程模式時(shí),過(guò)程顯示一個(gè)有過(guò)程顯示參數(shù)組編程資料構(gòu)成的常規(guī)顯示.步驟如下：按進(jìn)入編程模式的方法進(jìn)入到編程模式，按增/減鍵顯示“Process Display”，按Enter鍵；用增/減鍵選擇[過(guò)程1參數(shù)]，鍵入需要監(jiān)視的參數(shù)號(hào)，按Enter鍵，用增/減鍵選擇[過(guò)程1參數(shù)]，鍵入需要需要的標(biāo)定因數(shù)，按Enter鍵，用增/減鍵選擇[過(guò)程1字符1]，鍵入需要的字符，按Enter鍵，過(guò)程編程完成后，按ESC鍵直到顯示“Choose Mode”，按增/減鍵，直到Process出現(xiàn)，按Enter鍵。用增/減鍵選擇第一行過(guò)程1和過(guò)程2參數(shù)，按SEL鍵移到第二行，選擇所需要的參數(shù)。
5.2 主要參數(shù)設(shè)置
菏澤電廠#1爐A、B給煤機(jī)變頻器參數(shù)設(shè)置一覽表 表3


5.3系統(tǒng)調(diào)試
為保證調(diào)試質(zhì)量及調(diào)試工作的順利進(jìn)行，特制定#1爐甲乙給煤機(jī)變頻改造調(diào)試措施：
5.3.1調(diào)試前準(zhǔn)備
認(rèn)真閱讀設(shè)備使用及維護(hù)說(shuō)明書(shū)，審查變頻器原理接線(xiàn)圖，確保圖紙的正確性。
設(shè)備檢查：對(duì)照?qǐng)D紙檢查設(shè)備型號(hào)，數(shù)量，規(guī)格及附件是否齊全；設(shè)備檢查合格。
檢查接線(xiàn)應(yīng)正確規(guī)范，編號(hào)頭清晰，接線(xiàn)要牢固。
5.3.2設(shè)備投運(yùn)調(diào)試
設(shè)備安裝接線(xiàn)工作全部完畢后，在設(shè)備送電前，對(duì)照?qǐng)D紙，應(yīng)再次核對(duì)接線(xiàn)，電源回路絕緣測(cè)試要合格，保險(xiǎn)容量核對(duì)，接插件進(jìn)行檢查。
上述工作完畢后，配合電氣檢修人員對(duì)設(shè)備送電，準(zhǔn)備系統(tǒng)單體調(diào)試，并做好必要的安全措施。
在供方技術(shù)人員的指導(dǎo)下，對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試應(yīng)按照設(shè)備手冊(cè)的說(shuō)明進(jìn)行，不得違規(guī)操作，以防損壞設(shè)備并危及人身安全。
檢查被調(diào)試設(shè)備應(yīng)符合設(shè)備技術(shù)規(guī)范，單體調(diào)試完畢后，如達(dá)到條件即進(jìn)行DCS系統(tǒng)整體聯(lián)調(diào)，檢查系統(tǒng)能否正常工作且能否滿(mǎn)足工作要求，注意觀察DCS輸出0-100%變化時(shí)的變頻器的轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)有無(wú)不正常現(xiàn)象，電機(jī)電流是否正常，同時(shí)試驗(yàn)變頻器運(yùn)行、停止及故障信號(hào)是否顯示正常；試驗(yàn)給煤機(jī)啟、停指令及運(yùn)行、停止、故障信號(hào)是否正常。
調(diào)試中如出現(xiàn)異常，應(yīng)立即停止調(diào)試，找出原因后再進(jìn)行調(diào)試。
將參數(shù)從一變頻器復(fù)制到另一變頻器時(shí)，先將參數(shù)從變頻器復(fù)制到適配器，其步驟如下：
從狀況顯示開(kāi)始，按任意鍵，顯示“Choose Mode”，按增加（或減少）鍵，直到顯示“EEPROM”，按Enter鍵，按增加（或減少）鍵，直到顯示[Save values]，按Enter鍵，按增加（或減少）鍵，直到顯示“Drive→HIM”，按Enter鍵直至將參數(shù)完全從變頻器復(fù)制到適配器，拔復(fù)制好的適配器之前，必須設(shè)置Logic Mask(92)中TB2 X11111111全為0，此時(shí)方可拔下該適配器；否則將使此變頻器中斷工作，即：將使此變頻器控制的給粉機(jī)停。
將適配器拔下，插入到另一變頻器上，從狀況顯示開(kāi)始，按任意鍵，顯示“Choose Mode”，按增加（或減少）鍵，直到顯示“EEPROM”，按Enter鍵，按增加（或減少）鍵，直到顯示[Save values]，按Enter鍵，按增加（或減少）鍵，直到顯示“HIM→Drive”，按Enter鍵直至將參數(shù)完全從適配器復(fù)制到另一變頻器，對(duì)變頻器斷電后重新上電以使參數(shù)使能，即復(fù)制完后，將該變頻器停一下電再上電，變頻器才能正常工作。
將適配器拔下，可以換上新的變頻器。
結(jié)束語(yǔ)
#1機(jī)組DCS改造工作已順利完成，軟件組態(tài)比較靈活，給煤機(jī)控制改變頻后，通過(guò)組態(tài)可實(shí)現(xiàn)給煤機(jī)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)控制，從而提高#1機(jī)組的自動(dòng)化控制水平。


在機(jī)組小修中，我們對(duì)甲乙給煤機(jī)轉(zhuǎn)速控制設(shè)備進(jìn)行了改造，原給煤機(jī)為滑差電機(jī)控制方式，采用DK-2控制器進(jìn)行控制，性能差，能耗高，不利于控制的可靠性和節(jié)能降耗。本次小修，把給煤機(jī)改為變頻控制方式，改造后，和DCS接口更加可靠，維護(hù)方便，故障率降低，而且降低了電耗，其功能特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：
變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)范圍寬, 靈敏度高, 線(xiàn)性度可達(dá)0.99。電氣控制回路簡(jiǎn)單、可靠。
變頻調(diào)速電機(jī)效率高, 節(jié)能節(jié)電, 與滑差調(diào)速相比可節(jié)能20%～30%。
電機(jī)只接受頻率可調(diào)的三相電源, 省去了機(jī)械變速齒輪裝置。
以微處理機(jī)為基礎(chǔ)的交流變頻 器 替代了機(jī)械調(diào)速機(jī), 使得電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠, 維護(hù)方便, 性能價(jià)格比高。
可實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩恒定, 平方轉(zhuǎn)矩, 功率恒定輸出等各種運(yùn)行方式。
交流電機(jī)安裝在現(xiàn)場(chǎng),而控制柜則安裝在電氣控制室, 設(shè)備運(yùn)行條件得到了改善, 減少了現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)量。
可以對(duì)多參數(shù)實(shí)現(xiàn)編程輸入。
變頻調(diào)速系統(tǒng)與集散控制系統(tǒng)配套使用, 實(shí)現(xiàn)過(guò)程自動(dòng)控制。
具有失電、缺相、過(guò) 壓、欠壓及過(guò)流自動(dòng)保護(hù)功能。