變頻器在煤氣恒壓控制系統中應用與實現
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3.3 睡眠功能參數設定
根據實際監測和統計，煤氣壓力通常在夜間會升高（達到4.5kpa左右），會使電機工作在超低速狀態，為節約電能，對變頻器設置了睡眠功能控制。
恒壓控制系統的睡眠功能設置原理：當煤氣供應系統壓力達到4.5kpa以上（煤氣其它用戶消耗量減少，會使煤氣供給管網內壓力增高）。這時為滿足鍋爐正常運行的壓力要求，pid過程控制器就降低電機的轉速，電機不會停止，而保持低速運轉狀態。由于管路存在的自然壓力損耗和低速運行時，離心風機的低效率，變頻器設定的壓力值一般要求較高于實際所需壓力值。當睡眠功能檢測到這種低速情況時，經睡眠延時后，將停止這種超低速運轉。在控制系統進入睡眠模式后，變頻器仍然處在監視煤氣壓力狀態。當壓力低于最小允許值以下時，并經喚醒延時后，則重新啟動風機工作。其睡眠控制邏輯關系如圖3所示。
在圖3中，其有關參數設定要求及實際設定值如下：
（1）40.21—睡眠設定值。如果電機速度低于此設定值（10hz），且在時間差內大于睡眠延時時間，則變頻器進入睡眠模式；在睡眠模式下，電機停止運行。
（2）40.22—睡眠延時時間設定（20s）。當電機速度低于睡眠速度設定值時，計時器開始計時；當電機速度高于睡眠速度時，計時器復位。設定范圍0.0—3600.0s。
（3）40.23—睡眠功能喚醒設定值。如果過程實際值低于設定值，且時間長于喚醒延時時間，則變頻器就被喚醒。其設定范圍0.0—100.0%（以過程給定值的百分比形式表示）。
（4）40.24—睡眠功能喚醒延遲時間。當過程實際值低于喚醒設定值時，計時器開始工作；當過程實際值高于喚醒值時，計時器復位。其設定值范圍0.0—3600.0s。
（5）99.02—變頻器控制模式。設定“3”時，則為pid控制模式。
其睡眠功能時序圖如圖4所示。
4 控制系統調試
變頻調速控制系統設計、安裝完成后，根據實際生產需要進行系統調試，以確保系統控制的實際效果。新系統最后的調試工作極為重要和關鍵，這也關系到整個改造工程的成敗，根據實際生產，系統地進行參數修正，調整各項控制參數到最佳數值，才有可能充分發揮系統控制的先進性和優越性。
變頻器的參數設置較簡單，其主要是煤氣進口壓力信號作用后需要修改的有關參數設置。調試步驟如下：
（1）確定設定信號的范圍。首先斷開壓力測量信號，將給定電位器調至最小，啟動變頻器運行（帶載），緩慢增加給定電位器電阻至風機出口壓力達到5.2kpa，測取電位器的實際阻值和電壓值u（ai3、ai4端），并記錄變頻器的輸出頻率值。
（2）將壓力信號接入控制系統，并使給定信號為u，設置pid的有關參數為一定值，緩慢增加壓力，測取煤氣進口壓力對系統的影響程度（通過記錄其對應的數據，可得出其線性關系），如果對給定值修正不理想，可重新設定pid參數（一般是改變比例常數），以求取最佳修正參數值。
（3）喚醒值的確定。將煤氣進口壓力提高到4.8
kpa，并使給定信號電壓為u，啟動系統工作，測取變頻器的輸出頻率，再換算成實際給定量大小，即可得到喚醒值大小。
（4）系統投入運行后，必須驗證實際干擾信號的影響程度，如系統震蕩，如不穩定，可改變pid的微分、積分時間常數值，以確定實際需要的參數值。
（5）實際測得：給定最大電壓為8.4v；當煤氣壓力為0.6kpa時，變頻器輸出頻率為42hz；喚醒值設置為82%（實際運行值）。
（6）煤氣恒壓控制系統變頻調試中注意的事項：加速時間要求盡可能的短（可減小系統滯后時間），因為設定過長，會使煤氣壓力突然大幅降低時，風機不能立即提速，造成鍋爐熄滅；增加減速時間，能降低煤氣供給壓力波動和調速控制系統的干擾，對電機轉速的調節，有助于煤氣穩定、可靠地供給，也防止變頻器頻繁加、減速狀態動作，導致變頻器過熱和保護功能動作。雖然這種設定犧牲了一些系統的動態響應性和跟隨性，但卻能很好地滿足鍋爐正常工作的安全性和穩定性。
實踐證明，這種變頻控制調節裝置比較適合壓力波動較大，且要求流量穩定、壓力較高的供氣用戶。改造結果證明，效果良好，煤氣壓力控制指標滿足鍋爐正常運行的要求，熱媒油溫度調整迅速、穩定，燃燒充分，鍋爐效率提高9%；日節電73kw.h以上。
5 結束語
應用變頻器對熱媒加壓風機控制系統改造，實現了煤氣恒壓控制目的；提高了鍋爐運行的安全性和穩定性，節約電能顯著，據統計每月可節約用電2200kw.h，風機故障仃機率降至4h/月（改造前平均為23h/月左右）；風機傳動軸承座軸承的更換周期延長到7個月以上（改造前平均為2個月）。并取得了以下好處：
（1） 改造實施難度低。適合企業自己施工改造，沒有復雜的外部控制電路設計，調試方便。
（2） 控制參數易修改。通過變頻器內部設定數據修改，就能實現控制系統各項參數的調整和優化。
（3） 改造費用低。只需購置變頻器；許多原有的電器器件都得到了充分利用，如電機、壓力傳感器、控制箱、操作臺等。
（4）維修工作少。改造兩年來，其電器控制系統只進行了幾次清灰和日常檢查；系統工作穩定；風機維修費用每年減少1.8萬元（購置軸承費用）。
（5）節約電能。在相同煤氣消耗量和壓力條件下，電機電流平均降低7.2a，電機溫度降低8～11℃。
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