一、概述
鍋爐控制系統(tǒng)通常包括燃燒控制系統(tǒng)、三沖量給水和除氧水處理系統(tǒng)，甚至還包括輸煤程控系統(tǒng)。本次系統(tǒng)中不包括輸煤程控系統(tǒng)。系統(tǒng)控制的主要對(duì)象有爐排電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給水泵、除氧水泵和一些調(diào)節(jié)閥。燃燒系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)氣包壓力平穩(wěn)、氣包水位恒定、經(jīng)濟(jì)安全燃燒，除氧系統(tǒng)zui終也是實(shí)現(xiàn)除氧水箱的壓力恒定和水位恒定，從而達(dá)到*除氧目的。同時(shí)為了保證供汽供熱的安全和連續(xù)性，一般需要配備后備手操控制方式。
二、控制系統(tǒng)描述
1．工藝描述
鍋爐控制系統(tǒng)中zui復(fù)雜的是燃燒控制系統(tǒng)。因?yàn)槿紵刂葡到y(tǒng)是一個(gè)多變量、多耦合、大滯后的系統(tǒng)，負(fù)荷變化(蒸汽流量)影響氣包壓力、氣包水位，為了維持水位的恒定，給水流量必須跟隨變化，同時(shí)給水流量的變化，會(huì)影響氣包內(nèi)的溫度，進(jìn)而影響氣包壓力，反過來影響蒸汽流量。要維持壓力平穩(wěn)，爐膛溫度必須跟隨變化，爐膛溫度的變化又與給煤量(爐排速度)、鼓風(fēng)量(鼓風(fēng)機(jī)速度)、引風(fēng)量(引風(fēng)機(jī)速度)有關(guān)，而該傳遞過程時(shí)間很長。燃燒系統(tǒng)的過程控制流圖如圖1所示。
除氧控制系統(tǒng)相對(duì)簡單一些，主要通過調(diào)節(jié)軟水進(jìn)水閥調(diào)節(jié)除氧水位，通過調(diào)節(jié)蒸汽進(jìn)氣閥調(diào)節(jié)除氧器壓力維持在恒定值，使除氧水箱溫度維持在104℃左右，從而實(shí)現(xiàn)*除氧。除氧器控制系統(tǒng)流圖如圖2所示。
圖1鍋爐燃燒過程控制系統(tǒng)流圖
圖2除氧器控制系統(tǒng)流圖
2．設(shè)備選型
系統(tǒng)中爐排電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)需要調(diào)節(jié)速度，所以本系統(tǒng)中控制設(shè)備選用mm440矢量變頻器，對(duì)于3臺(tái)給水泵和3臺(tái)除氧水泵采用3uf50電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。mm440和3uf50都通iprofibus接入到plc系統(tǒng)，由plc系統(tǒng)控制mm440和3uf50。另外由于控制系統(tǒng)要求具備后備手操功能，所以mm440和3uf50除了通過profibus進(jìn)行控制之外，還可以通過mm440和3uf50的端子控制設(shè)備的啟動(dòng)和速度調(diào)節(jié)。mm440為了實(shí)現(xiàn)控制和給定方式的切換，可以使用cds數(shù)據(jù)組切換功能?？稍谳斎攵俗?接一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)，當(dāng)為低電平時(shí)，采用第1組cds控制參數(shù)，當(dāng)為高電平時(shí)，采用第2組cds參數(shù)。具體參數(shù)設(shè)置見后文描述。同樣對(duì)于3uf50控制方式的切換，也采用這種方式，把轉(zhuǎn)換開關(guān)接在輸入端子3，控制參數(shù)中的so位來實(shí)現(xiàn)控制方式的轉(zhuǎn)換。具體參數(shù)設(shè)置見后文描述。
3．系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示
圖3系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
圖4為3uf50直接啟動(dòng)的典型接線原理圖，3uf50可以通過plc、就地啟停按扭和操作面板控制設(shè)備啟動(dòng)。
圖43uf50直接啟動(dòng)接線原理圖
三、變頻器和3uf50的參數(shù)設(shè)置
變頻器為了實(shí)現(xiàn)通信和端子控制兩種方式的切換，需要設(shè)置的關(guān)鍵參數(shù)如下：
p700(0)=2p700(1)=6
p1000(0)=2p1000(1)=6
p704=99p810=722.4
p756(0)=2p761(0)=4
p757(0)=4p759(0)=0
p758(0)=20p760(0)=100
有關(guān)其他參數(shù)的設(shè)置不再贅述。
3uf50的關(guān)鍵控制參數(shù)設(shè)置如下：
控制模式設(shè)置為直接啟動(dòng)控制方式。
lc_off=1lc_on=o
plc_off=57plc_on_58
op_off=7op_on=6
cst=3s1=2
out1=229out2=227
led5=226led6=225
在s1=0，s2=1和s1=1，s2=1時(shí)需要設(shè)置：
op-on=freeop-off=free
有關(guān)電流參數(shù)和過載根據(jù)電機(jī)及負(fù)載特性設(shè)置相關(guān)參數(shù)即可。
四、結(jié)束語
上述系統(tǒng)配置是變頻器和電動(dòng)機(jī)保護(hù)器在工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)中的典型應(yīng)用，利用變頻器調(diào)速特性可以很好地滿足鍋爐控制工藝的要求，同傳統(tǒng)調(diào)節(jié)風(fēng)門的方式相比，其調(diào)節(jié)速度快，動(dòng)態(tài)跟蹤負(fù)載能力強(qiáng)，還可以節(jié)能。對(duì)于功率不大的給水泵采用3uf50控制，集保護(hù)、控制和通信于一身，設(shè)備的狀態(tài)、電流都可以通過通信方式傳輸?shù)絧lc系統(tǒng)，從而減少了工程安裝和維護(hù)的成本。