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基于PLC的电厂引风机变频调速系统设计论文

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基于PLC的电厂引风机变频调速系统设计论文

摘要通过对变频调速技术的研究,利用变频技术对电厂引风机进行调速是可行的。经分析确立采用交直交变频器,来完成引风机的调速,根据风机的要求选择了变频器并进行了参数设定,PLC和变频器组合构成自动控制系统实现对电厂引风机的控制。本文介绍了PLC对电厂引风机系统进行技术改造,采用变频器调速,详述了该系统的设计。根据电厂引风机的控制要求,给出了控制系统的组成,控制原理,控制流程,比较了风机挡板控制与变频控制的节能效果。该系统运行稳定、操作简便,能满足生产工艺的要求,实现引风机的平稳运行,取得了很好的节能效果。关键词可编程控制器;电厂;引风机;变频调速本科毕业(设计)论文IIABSTRACTACCORDINGTOTHESTUDYOFFREQUENCYCONVERSIONTECHNOLOGY,ITISAVAILABLETOCONVERTTHESPEEDOFDRAWINGFANMOTOR,ADOPTINGACDCACTRANSDUCER,REALIZINGTOCONVERTTHESPEEDTHEPARAMETERISSELECTEDACCORDINGTONEEDINGOFTHEDRAWINGFANMOTOR,PLCWITHVVVFCOMBINETHEAUTOMATICCONTROLINCOMPOSINGSYSTEMTOREALIZETHECONTROLOFTHEDRAWINGFANMOTORINPOWERPLANTTHISPAPERPRESENTSTHETRANSFORMATIONINTECHNOLOGYABOUTTHEELECTRICALCONTROLSYSTEMOFDRAWINGFANMOTORBYUSEOFTHEPLCANDVARIABLEFREQUENCYSPEEDADJUSTINGSYSTEM,ASWELLASDETAILSTHEDESIGNOFTHESYSTEMACCORDINGTHECONTROLOFTHEDRAWINGFANMOTORINPOWERPLANT,WEGIVETHECONTROLTHESYSTEMCONSTITUTE,CONTROLPRINCIPLE,SYSTEMCONTROLPROCESS,ANDCOMPARETHEBREEZEMACHINEBLOCKSANDPLANKCONTROLWITHBECOMESOONTHEECONOMYENERGYRESULTTHATCONTROLTHISSYSTEMCANMEETTHETECHNIQUEREQUIREMENTASARESULTOFEASINESSTOOPERATEANDRUNNINGSTABLY,THEPERFORMANCEOFTHEEQUIPMENTISBETTERTHANBEFORE,ANDTHEENERGYCOSTISLOWERTHANBEFOREALSOKEYWORDSPROGRAMMABLELOGICALCONTROLLER;POWERPLANT;DRAWINGFANMOTOR;VARIABLEFREQUENCYSPEEDADJUSTING范文基于PLC的电厂引风机变频调速系统设计III目录摘要IABSTRACTII第1章引言111概述112变频调速在国内外的发展现状2113本课题的研究意义2第2章变频调速技术321变频调速的基本原理、技术及其特点322变频器的基本构成24221交直交变频器6222控制电路8223保护回路923VVVF实现21010231脉幅调制11232脉宽调制(PWM1124控制方式212241U/F控制12242转差频率控制12243矢量控制1325变频器的节能效果2791426本章小节15第3章可编程控制器1731可编程控制器的发展史1732可编程控制器的定义1833可编程控制器的特点414151934PLC和继电器控制系统的比较2035PLC的基本结构4152036PLC的工作原理414152337本章小结24第4章系统设计2541引风机的原理、结构、选择和主要性能参数2542变频器的选择和主要技术参数20212743可编程控制器(PLC)的选择20213044工作过程、补充、流程图以及控制系统的结构框图816173145系统梯形图及控制原理3546系统的PLC程序如下3647本章小节39第5章结束语40本科毕业(设计)论文IV致谢41参考文献42范文基于PLC的电厂引风机变频调速系统设计1第1章引言11概述工厂自动化支柱之一的可编程控制器(PLC),因其安全可靠而被广泛用于数据采集与控制。在当今社会,PLC与电厂引风机相结合,使其变频调速有着重要意义。电厂引风机采用PLC控制和变频器调速,有着许多优势1)该系统自动化程度高、稳定性好,运行可靠。2)对于减少能源浪费也有着重要的作用,如果对引风机电机采用变频调速,通过其转速的变化来调节风量变化,就可以节约大量电能。3)其中调节转速比调节挡板能多节约达4050。4)变频器和PLC的有机结合使管理,操作方便、简单,为现场人员创造了一个高效率的工作环境,使其工作量大大减少。鉴于此,PLC对电厂引风机进行变频调速系统的设计,运用可编程控制器进行操作,使操作过程更加得简单、方便。并且,这种方法节能效果明显,风机的运行更加的稳定,为现场操作人员创造了一个高效率的工作环境,实现了引风机较为先进的控制技术。12变频调速在国内外的发展现状220世纪90年代初,中国企业开始认识到通用变频器的作用并尝试使用,当时全是国外品牌,经过十余年的推广与使用,已得到各行各业的认可,并显示出它的活力。目前为止,我国自行生产的公司、厂家也达数十家,有些品牌还大量出口,在产品种类、性能和应用上都有了很大的提高。欧美国家的产品主要以性能先进,适应环境性强而著称。日韩的产品以外型小巧,功能多而闻名。而国产的产品则以大众化、功能简单专用、价格低的优势广泛应用。1964年德国人首先提出把通信技术中的脉宽调制PWM技术应用到交流传本科毕业(设计)论文2动中至今,通用变频器已得到广泛应用。国外在交流变频调速技术的发展方面有以下特点1)应用范围扩大,致力于使每台交流电动机都是变频驱动控制;2)高电压、大电流功率器件的生产及其并联、串联技术发展迅速,促进了高电压、大中功率变频器的生产和使用;3)通用变频器相关配件社会化、专业化生产,小功率通用变频器已实现全数字化,正向以网络化、软件化、智能化为基础高动态性能方向发展。13本课题的研究意义在现代社会,变频调速技术和可编程控制器已经运用到很多的领域,并且取得了显著的成效。在这样的前提下,我们对引风机也采用PLC的变频调速设计,将使引风机在工厂管理与生产中发挥更好的运用。本次毕业设计是为了加深对变频器和PLC的了解,以及使我们对变频调速技术有一个较为深刻的认识。与此同时,引风机的变频调速设计在节能上能起到很好的效果,使工厂节约大量资源,运行方便,且具有可观的经济效益,对于工厂的发展能够有较大的帮助。范文基于PLC的电厂引风机变频调速系统设计3第2章变频调速技术现代工业生产过程中,各种设备的传动部件大都离不开电动机,且电动机的传动在许多场合要求能够调速。电动机的调速运行方式很多,以电动机类型分大致可分为直流调速与交流调速两种,而交流调速方式又可分为串级调速、变极调速、滑差电机调速、调压调速以及变频调速等几种方式。自从1958年世界上第一个晶闸管(SCR)的面市,晶闸管就以其在功率放大倍数、快速响应性、小功耗、高效率等方面的优越性迅速取代了机组和水银整流器。直流调速系统在60~70年代迅速发展起来,但其造价高,且换相环节有不足。80年代中期随着第三代电力半导体器件如门极可关断晶闸管GTO、绝缘栅双极晶体管IGBT的相继出现,交流变频调速技术得到了飞速发展。日、美、德、英等国家在结合现代微处理器控制技术、电力电子技术、电极传动技术的基础上,相继推出了一系列的变频器,且不断进行更新换代。这些高精度、多功能、智能化的变频器将调速效率和精度提高到了前所未有的水平。21变频调速的基本原理、技术及其特点交流异步电动机的转子转速N可用下式表示60/1NFPS21式中F定子供电电源的频率;P电动机的极对数;S电动机的转差率。由此可见,当平滑地改变F时,即可改变N。由此可知,变频调速技术的关键是如何调制出可变频率的正弦波电源。由21式可见,当转差率S变化不大时电动机的转速N基本上正比于定子供电频率F。故改变F就可得到极大的调速范围,很好的调节平滑性以及足本科毕业(设计)论文4够硬度的机械特性。变频调速是目前异步电动机较理想的调速方法。它具有效率高、调速范围宽、精度高、平滑性好等优点,但目前变频器的价格还比较高。随着计算机技术和电力电子技术的不断发展,通用变频器的功能越来越强大,性能也越来越好22变频器的基本构成2随着电力半导体器件的发展,变频器的发展也经历了几个阶段。电力电子器件的自动化、模块化、交流电路开关的高频化和控制手段的全数字化,促进了变频器的小型化、多功能化、高性能化。尤其是控制手段的全数字化,利用了微机的强大信息处理能力,使软件功能不断强化,变频器的灵活性和适用性不断增强。随着网络时代的到来,变频器的网络功能和通信不断增强,它不仅可以与设备网的现场总线直接相连,还可以与信息交换实时数据。工业中使用的变频器按应用分,可分为通用变频器和专用变频器。这里着重介绍通用变频器。变频器的工作原理是把电通过整流器变成平滑直流,然后利用半导体器件(GTO、GTR或IGBT)组成的三相逆变器,将直流电变成可变电压和可变频率的交流电,由于采用微处理器编程的正弦脉宽调制(SPWM)方法,使波形近似正弦波,用于驱动异步电机,实现无级调速。变频器的主要任务就是把恒压频的交流电转换为变压变频的交流电,以满足交流电动机变频调速的需要。从结构上看,变频器可分为直接变频和间接变频两类。间接变频器先将工频交流电源通过整流器变成直流,然后再经过逆变器将直流变换为可控频率的交流,因此又称它为有中间直流环节的变频装置或交-直-交变频器。直接变频器将工频交流一次变换为可控频率交流,没有中间直流环节,即所谓的交-交变频器。因此,可以认为变频器的基本构成如图21所示范文基于PLC的电厂引风机变频调速系统设计5图21变频器的基本构成目前应用较多的是交直交变频器,所以对其进行详细介绍。交直交变频器是将恒压恒频的交流电通过整流电路变换成直流,然后再经过逆变将直流变换成调压调频的交流电。这种交频器虽然多了一个中间直流环节,但是输出交流电的频率可高于电网的频率。按控制方式的不同交直交变频器可分为三种(1)用可控整流器调压、逆变器调频的交直交变频器。(2)用不可控整流器整流、用斩波器调压、再用逆变器调频的交直交变频器。(3)用不控整流器整流、用PWM逆变器同时调压调频的交直交变频器。整流电路交流电中间直流电路逆变电路交流电电压频率可控控制电路

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