目录
第1部分设计任务与调研 I
第2部分设计说明硬件选型与安装 IV
第3部分设计成果 XII
第4部分结束语 20
第5部分致谢 21
第6部分_参考文献 22
第1部分设计任务与调研
1.1采用变频器对风机调速的意义
通常在工业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。本文从我国中小型工厂风机的使用现状出发，设计出了一套基于plc变频调速风机控制系统。
1.2风机调速特点
风机调速是指根据生产需要风速进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况，这样不仅满足生产的需求又节约了能源。
1.21风机调速方案讨论
风机多为交流异步电机拖动，当电机转速降低时，即可节约能源，经济效益十分显由异步电动机的转速公式(1-1)(1-2):
(1-1)
式中：
no:异步电动机的同步转速
n:异步电动机转子的转速
p:电动机的磁极对数
f:电源频率
s:转差率
(1-2)
①变磁极对数调速
在电源频率一定的情况下，电动机的同步专属与磁极对数成反比，改变电动机磁极对数，就可以改变转速。通过改变定子绕组的接线方法来改变磁极对数以改变电动机一相绕组为例，电流方向都是一致的，只要改变定子绕组的连接方法，就可以成倍地改变磁极对数p如果是P=1,2,3等，就可以得到n0=3000,1500,1000r/min等不同的同步转速，从而得到不同的转子转速。这种调控方式控制简单，投资省，节能效益显著,效率高，但需要专门的变级电机，是有极调速，而且级差比较大，只适合于特定转速的生产机器。
②变频调速
变频调速是将电网交流点经过变频器变成电压和频率均可调的交流电，然后供给电动机，使其可以在变速的情况下运行。改变电动机定子频率f可以平滑地调节同步转速n0,
相应地也改变转子转速n,而转差率s可保持不变或很小。但对电动机来说，定子频率改变后，其运行影响，如果电压不变，频率增加时，磁通减少，电动机转矩下降，严重时会使电动机堵转；频率减小，磁通增加，会使磁路饱和，励磁电流上升，导致铁芯损失急剧增加而发热，是不允许的。因此，在实际应用中，要求调频的同时，改变定子电压，保持磁通基本不变，既不使铁芯发热，又保持转矩不变。实现调频调压的电路有两种：交—直—交变频器，交—交变频器。
◆交—直—交变频器
RSTu逆变电路VMW整流电
R
S
T
u
逆变电路VM
W
整流电路
中间电路
图1-1
◆交--交变频器
它是由两组反并联的整流电路组成，直接将电网的交流电通过交频电路同时调节电压和频率，变成电压和频率可调的交流电输出。
1.2.2风机变频调速的实现
变频器调速是指靠改变电源的频率，电动机的转速就按比例变动。在风机变频调速系统中，通过变频器来改变电源的频率f来改变电机的转速n0改变风机的转速，可以使风机的性能曲线改变，达到调节风机工况目的。
1.3变频调速应用
煤矿、油田、化工、电厂、机床等等各行各业。
基本上用到电机的行业都是可以使用变频器。
一个是工艺要求，很多地方需要电机转速比工频时快些或者慢些。
另一个是节能效果显著,电机消耗功率与电机转速的三次方成正比，你可以计算下，即使只降低几个频率也是可以省很多电的，尤其大电机。还有就是控制方便，可以远程调节电机的转速。
1.4设计目标
设计一个锅炉风机变频调速控制系统。改造并组成良好的燃烧工况，提高锅炉燃烧效率，降低能耗.
1.5设计内容
某某锅炉风机系统有引风机一台，采用变频调速，整个系统由变频器和压力变送器配合，实现炉膛保持稳定的微负压。具体控制要求如下：
①按设计要求鼓风机恒速运行，引风机由变频器调频驱动，实现炉膛负压的调节。
②当炉膛负压高于上限压力时，变频器调高输出频率，加速引风机运行速度，迫使炉膛压力下调；当炉膛负压低于下限压力时，变频器调低输出频率，减小引风机运行速度，使炉膛压力上升。
③参考指针式压力表的实际压力，炉膛压力目标值通过调节变频器操作面板上的▲键来设置；PID反馈信号