1、引言 交流調速系統是當今節電節能、改善工藝結構，以提高產品質量和改善環境、推動技術進步的一種主要手段。采用交流調速系統直接控制煤氣鼓風機電機的轉速，應用PLC與壓力變送器構成初冷器前吸力的閉環制動自動控制系統，合理的實現了電機根據負荷的變化變速運行，自動調節煤氣壓力，應用變頻調速系統是調節煤氣壓力和節能的最佳有效方法。既滿足了生產需要，由達到了節能降耗，延長設備的使用壽命和提高控制水平的目的。 2、概述 根據生產線內還原退火爐和固化爐的工藝要求，從煤氣站輸送的煤氣壓力不能滿足生產工藝的需求，因此需要對低壓煤氣進行加壓處理，同時保證高壓煤氣壓力恒定。煤氣加壓站，有兩臺三相異步電動機，一臺在用，一臺預留。通過電動機帶動煤氣鼓風機，給煤氣加壓,通過上位機操作界面程序設定相應壓力，PID程序調節，實時調節變頻器的輸出頻率，控制電機的轉速，保證生產所需煤氣壓力的恒定，使彩涂線生產穩定運行。 3、系統設計方案及原理 鼓風機變頻調速系統采用高可靠性的兩極計算機集散控制系統，由變頻器、PLC控制器、監控站及儀表系統構成。將初冷器前吸力信號送至PLC，作為初冷器前煤氣壓力閉環控制的反饋值（給定值根據實際工況設定）。通過PLC對初冷器前煤氣壓力信號變換和處理，為變頻器提供頻率給定，實現頻率的自動調整，也就是說對鼓風機電機的轉速進行控制，以達到根據負荷變化而調整輸出功率，穩定初冷器前煤氣壓力和節能降耗的目的。 3.1系統硬件組成 系統組成如圖1所示，主要部分及其功能分述如下。 1）變頻調速系統 變頻調速系統采用ABB公司的ACS600全數字交流變頻器，完成工頻50HZ交流電到頻率可變的交流電的轉換，并具有自動和手動、就地和遠程調速控制功能。風機室共有2臺風機，一運一備。采用1臺變頻調速器控制運行風機的1臺。經工藝計算，通過調節1臺鼓風機的轉速，就能滿足總管煤氣壓力調節的工藝要求。變頻調速器調速原理：異步電機轉速n=60f（1-s）/p（式中：f為電源頻率，p為極對數，s為電機轉差率）從上式可以看出，改變供電頻率，即可改變轉速。變頻調速技術的迅速發展，使其在變頻范圍，動態響應，工作效率，調整精度，可靠性等方面都達到了較完美的程度。 [align=center] 圖1系統組成[/align] 2） PLC控制系統 控制系統中的PLC為SIMATIC S7-300系列可編程控制器。PLC系統與ABB 600變頻器之間采用FROFIBUS總線通信，S7-300為主站，變頻器為從站。S7-300PLC完成整個系統的信號采集和控制功能及變頻器故障時變頻到工頻的自動切換。PLC和上位之間采用internet通訊。 3）監控站 監控站選用西門子工業控制計算機和高性能工業監控軟件WinCC（視窗控制中心），完成整個系統的工藝流程、設備運行狀態的現實和監控、實現曲線的顯示、歷史數據的保存、權限管理、操作查詢、報警、打印等功能。 4） 儀表系統 儀表系統由變送器、配電器、隔離器、調節器和執行器等構成，主要完成壓力信號的獲取和閥門的控制執行，調節器作為計算機系統的備用控制手段，當計算機出現故障時，可以變成手動方式控制煤氣壓力。 3.2 軟件基礎及實現 本系統軟件平臺采用Windows 2000，上位機采用WinCC V5.1軟件組態，下位機編程應用軟件采用SIMATIC STEP7 V5.2。PLC系統硬件配置圖如圖2所示。 [align=center] 圖2 PLC系統硬件配置圖[/align] 4、系統實現功能 進入加壓站的煤氣主管壓力低于700Pa時，發出聲光信號，當壓力低于500Pa時，加壓機停止運行。當加壓機進出口壓力發生變化時，能自動調節加壓機的轉速，即當出口壓力設定，入口壓力降低時，使加壓機轉速升高；入口壓力升高時，使加壓機轉速降低，保證出口壓力的恒定。 根據用戶對煤氣壓力穩定的要求，考慮到低壓煤氣主管壓力不穩定，需要為加壓機設置變頻調速裝置，調速范圍50～100%。 該控制系統的特點： 1．西門子PLC系統與ABB600之間采用Profibus-DP網絡通訊。 2．完成對煤氣系統出口壓力及導熱油爐空燃比的自動調節。 3．通過上位監控畫面實現對所有設備在線監控，完成各個工藝設備的順序控制，故障報警處理及顯示高壓煤氣入口壓力、歷史趨勢的讀取等。 4．通過上位機可以對系統進行組態、調試、仿真等。 5．采用以太網技術進行網絡通訊。 6．手動和自動兩種工作方式選擇，使設備故障影響時間為零，減輕了電氣工人維護強度。 5、結束語 經該PLC控制系統的煤氣滿足了工業的要求，能在上位機上實時的反映遠距離設備的工作情況、報警信息及打印輸出報表，使操作更方便、故障處理更及時，達到了生產自動化控制的目標。 聯系人：李 俠 通訊地址：濟南市工業北路21號濟鋼自動化部 郵編：250101 電話：（0531）88866647 E-mail: zglx0504@163.com