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【摘要】为了保证鼓风机的正常运行,本文以PLC为基础,设计了有针对性的防喘振控制系统。系统主要以鼓风机作为设计背景,对鼓风机产生喘振的原因进行了简要分析,并着重论述了防喘振系统中相关的硬件配置与设计原理,以实现对基于PLC的鼓风机防喘振控制系统的研究。
【关键词】PLC;鼓风机;防喘振控制
引言
SIMATIC S7—400 FH是当前比较先进的安全性PLC,对于一些需要拥有较高安全等级的工厂,有很多应用优势。在系统在进行控制的过程中,不会威胁相关工作人员以及相关操作设备的安全,如果控制系统出现问题,会马上切换到安全模式。而如果鼓风机发生喘振现象,则与之相连接的外围管道也会产生相应振动,不仅会损害设备,还会带来经济损失。本文便尝试将S7—400 FH这种PLC控制系统,设计到鼓风机的防喘振控制系统中,从而保证其安全运行。
1鼓风机喘振产生原因
在鼓风机进行工作时,如果入口的气体流量不足设备所设定的最小流量限时,鼓风机便会发生喘振,与之相连接的外围管道,也会在此基础上产生相应振动,从特性曲线的角度看,其由直线变化成驼峰型,鼓风机便会发生喘振。图1所示的,便是鼓风机的特性曲线。
在转速不同的情况下,T是特性曲线中表示极值的一个点,风机流量与出口压力之间,在T的两边所呈现出来的关系是相反的。由于鼓风机的转速不同,其所对应的驼峰性特性曲线也有所差异,每一条特性曲线都有各自的极值点,将这些极值点相连接,所形成的先便是喘振线,喘振线下方为稳定区,所有的运行点都相对稳定;而喘振线的上方为喘振区,所有运行点都相对不稳定。
2防喘振控制系统设计
2.1系统硬件配置
S7—400 FH系统主要可以分成两个相关子系统,链接两者的设备是光缆,能够实现两者之间的同步链接,与此同时,系统中还设置有一个故障冗余自动化系统,该系统以主动冗余为基础,通过双通道的形式来完成运行。其中,“主动冗余”主要指的是系统中全部冗余资源始终保持在运行状态,在制定控制任务的过程中也不例外[2]。换句话来说,在S7—400 FH系统中,所有的用户程序是被两个中央处理器共同处理与执行的。
2.2系统控制原理
鼓风机的喘振会在很大程度上对鼓风机的安全运行产生影响,所以,想要从根本上解决喘振问题,就要将运行点始终控制在稳定区,也就是喘振线的下部,这对于鼓风机的喘振控制来说,是非常重要的。在系统设计过程中,可以对防喘振阀的开合程度进行控制,以此来控制进入到鼓风机中的流量,这是系统设计最核心的依据。在对系统进行设计时,设定值在防喘振曲线上,运用对鼓风机入口流量与出口压力进行检测的方法,以设备运行过程中的实际情况为基础,对防喘振阀进行有效控制。如果鼓风机运行过程中的某一工作点越过了防喘振控制线,发生喘振现象,这时防喘振阀便会在第一时间打开,对设备进行消喘,在喘振消失以后,防喘振阀会逐渐关闭。
对于鼓风机来说,喘振实际上属于这种设备的固有特性,在运行过程中,还会受到进气的压力以及温度等因素的影响,温度上升,喘振线会向下移动;温度降低,则喘振线会向上移动[3]。压力上升,喘振线会向上移动;压力降低,喘振线会向下移动。所以,为了确保防喘振控制系统能够在所有条件下都使用,还需要运用温度与压力的补偿算法,以实现对鼓风机运行过程的有效控制。
2.3防喘振控制器
以上述防喘振控制的目标与要求为依托,系统中的防喘振控制器需要具备以下几方面功能:第一,设备需要能够实现温度和压力的补偿功能;第二,如果鼓风机在运行过程中的某一工作点接触到报警线时,设备能够在第一时间进行喘振报警;第三,如果鼓风机在运行过程中的某一工作点接近防喘振线时,设备需要及时将放空阀打开,进行放风,从而将喘振消除;第四,如果鼓风机在运行过程中的某一工作点进入到放风线中,设备需要将放风阀全部打开,以实现紧急放风;第五,防喘振放空阀应该快开慢关;第六,系统能够实现对PID参数的自整定。
3结束语
综上所述,S7—400 FH是当前非常先进的一种PLC系统,将其运用到鼓风机的防喘振系統中,能够确保系统的拥有较强的安全性与可靠性,也能够在很大程度上避免鼓风机在运行过程中产生喘振现象。该系统可以在检测设备喘振的同时,发出报警,也可以在第一时间消除喘振,从而保证鼓风机的运行安全。
参考文献
[1]张录学,肖杨.基于PLC的液力耦合器调速在鼓风机控制系统上的研究与应用[J].科技促进发展,2011,S1:308.
[2]刘焱,张颖,田盛等.污水处理GM鼓风机防喘振和进口导叶的控制改进[J].风机技术,2013,02:81—85.
[3]李方涛,李书臣,苏成利等.离心式压缩机防喘振控制及故障诊断系统研究与应用[J].化工自动化及仪表,2011,05:589—592.
【关键词】PLC;鼓风机;防喘振控制
引言
SIMATIC S7—400 FH是当前比较先进的安全性PLC,对于一些需要拥有较高安全等级的工厂,有很多应用优势。在系统在进行控制的过程中,不会威胁相关工作人员以及相关操作设备的安全,如果控制系统出现问题,会马上切换到安全模式。而如果鼓风机发生喘振现象,则与之相连接的外围管道也会产生相应振动,不仅会损害设备,还会带来经济损失。本文便尝试将S7—400 FH这种PLC控制系统,设计到鼓风机的防喘振控制系统中,从而保证其安全运行。
1鼓风机喘振产生原因
在鼓风机进行工作时,如果入口的气体流量不足设备所设定的最小流量限时,鼓风机便会发生喘振,与之相连接的外围管道,也会在此基础上产生相应振动,从特性曲线的角度看,其由直线变化成驼峰型,鼓风机便会发生喘振。图1所示的,便是鼓风机的特性曲线。
在转速不同的情况下,T是特性曲线中表示极值的一个点,风机流量与出口压力之间,在T的两边所呈现出来的关系是相反的。由于鼓风机的转速不同,其所对应的驼峰性特性曲线也有所差异,每一条特性曲线都有各自的极值点,将这些极值点相连接,所形成的先便是喘振线,喘振线下方为稳定区,所有的运行点都相对稳定;而喘振线的上方为喘振区,所有运行点都相对不稳定。
2防喘振控制系统设计
2.1系统硬件配置
S7—400 FH系统主要可以分成两个相关子系统,链接两者的设备是光缆,能够实现两者之间的同步链接,与此同时,系统中还设置有一个故障冗余自动化系统,该系统以主动冗余为基础,通过双通道的形式来完成运行。其中,“主动冗余”主要指的是系统中全部冗余资源始终保持在运行状态,在制定控制任务的过程中也不例外[2]。换句话来说,在S7—400 FH系统中,所有的用户程序是被两个中央处理器共同处理与执行的。
2.2系统控制原理
鼓风机的喘振会在很大程度上对鼓风机的安全运行产生影响,所以,想要从根本上解决喘振问题,就要将运行点始终控制在稳定区,也就是喘振线的下部,这对于鼓风机的喘振控制来说,是非常重要的。在系统设计过程中,可以对防喘振阀的开合程度进行控制,以此来控制进入到鼓风机中的流量,这是系统设计最核心的依据。在对系统进行设计时,设定值在防喘振曲线上,运用对鼓风机入口流量与出口压力进行检测的方法,以设备运行过程中的实际情况为基础,对防喘振阀进行有效控制。如果鼓风机运行过程中的某一工作点越过了防喘振控制线,发生喘振现象,这时防喘振阀便会在第一时间打开,对设备进行消喘,在喘振消失以后,防喘振阀会逐渐关闭。
对于鼓风机来说,喘振实际上属于这种设备的固有特性,在运行过程中,还会受到进气的压力以及温度等因素的影响,温度上升,喘振线会向下移动;温度降低,则喘振线会向上移动[3]。压力上升,喘振线会向上移动;压力降低,喘振线会向下移动。所以,为了确保防喘振控制系统能够在所有条件下都使用,还需要运用温度与压力的补偿算法,以实现对鼓风机运行过程的有效控制。
2.3防喘振控制器
以上述防喘振控制的目标与要求为依托,系统中的防喘振控制器需要具备以下几方面功能:第一,设备需要能够实现温度和压力的补偿功能;第二,如果鼓风机在运行过程中的某一工作点接触到报警线时,设备能够在第一时间进行喘振报警;第三,如果鼓风机在运行过程中的某一工作点接近防喘振线时,设备需要及时将放空阀打开,进行放风,从而将喘振消除;第四,如果鼓风机在运行过程中的某一工作点进入到放风线中,设备需要将放风阀全部打开,以实现紧急放风;第五,防喘振放空阀应该快开慢关;第六,系统能够实现对PID参数的自整定。
3结束语
综上所述,S7—400 FH是当前非常先进的一种PLC系统,将其运用到鼓风机的防喘振系統中,能够确保系统的拥有较强的安全性与可靠性,也能够在很大程度上避免鼓风机在运行过程中产生喘振现象。该系统可以在检测设备喘振的同时,发出报警,也可以在第一时间消除喘振,从而保证鼓风机的运行安全。
参考文献
[1]张录学,肖杨.基于PLC的液力耦合器调速在鼓风机控制系统上的研究与应用[J].科技促进发展,2011,S1:308.
[2]刘焱,张颖,田盛等.污水处理GM鼓风机防喘振和进口导叶的控制改进[J].风机技术,2013,02:81—85.
[3]李方涛,李书臣,苏成利等.离心式压缩机防喘振控制及故障诊断系统研究与应用[J].化工自动化及仪表,2011,05:589—592.