变频器在煤气恒压控制系统中应用与实现
3.3 睡眠功能参数设定
根据实际监测和统计，煤气压力通常在夜间会升高（达到4.5kpa左右），会使电机工作在超低速状态，为节约电能，对变频器设置了睡眠功能控制。
恒压控制系统的睡眠功能设置原理：当煤气供应系统压力达到4.5kpa以上（煤气其它用户消耗量减少，会使煤气供给管网内压力增高）。这时为满足锅炉正常运行的压力要求，pid过程控制器就降低电机的转速，电机不会停止，而保持低速运转状态。由于管路存在的自然压力损耗和低速运行时，离心风机的低效率，变频器设定的压力值一般要求较高于实际所需压力值。当睡眠功能检测到这种低速情况时，经睡眠延时后，将停止这种超低速运转。在控制系统进入睡眠模式后，变频器仍然处在监视煤气压力状态。当压力低于最小允许值以下时，并经唤醒延时后，则重新启动风机工作。其睡眠控制逻辑关系如图3所示。
在图3中，其有关参数设定要求及实际设定值如下：
（1）40.21—睡眠设定值。如果电机速度低于此设定值（10hz），且在时间差内大于睡眠延时时间，则变频器进入睡眠模式；在睡眠模式下，电机停止运行。
（2）40.22—睡眠延时时间设定（20s）。当电机速度低于睡眠速度设定值时，计时器开始计时；当电机速度高于睡眠速度时，计时器复位。设定范围0.0—3600.0s。
（3）40.23—睡眠功能唤醒设定值。如果过程实际值低于设定值，且时间长于唤醒延时时间，则变频器就被唤醒。其设定范围0.0—100.0%（以过程给定值的百分比形式表示）。
（4）40.24—睡眠功能唤醒延迟时间。当过程实际值低于唤醒设定值时，计时器开始工作；当过程实际值高于唤醒值时，计时器复位。其设定值范围0.0—3600.0s。
（5）99.02—变频器控制模式。设定“3”时，则为pid控制模式。
其睡眠功能时序图如图4所示。
4 控制系统调试
变频调速控制系统设计、安装完成后，根据实际生产需要进行系统调试，以确保系统控制的实际效果。新系统最后的调试工作极为重要和关键，这也关系到整个改造工程的成败，根据实际生产，系统地进行参数修正，调整各项控制参数到最佳数值，才有可能充分发挥系统控制的先进性和优越性。
变频器的参数设置较简单，其主要是煤气进口压力信号作用后需要修改的有关参数设置。调试步骤如下：
（1）确定设定信号的范围。首先断开压力测量信号，将给定电位器调至最小，启动变频器运行（带载），缓慢增加给定电位器电阻至风机出口压力达到5.2kpa，测取电位器的实际阻值和电压值u（ai3、ai4端），并记录变频器的输出频率值。
（2）将压力信号接入控制系统，并使给定信号为u，设置pid的有关参数为一定值，缓慢增加压力，测取煤气进口压力对系统的影响程度（通过记录其对应的数据，可得出其线性关系），如果对给定值修正不理想，可重新设定pid参数（一般是改变比例常数），以求取最佳修正参数值。
（3）唤醒值的确定。将煤气进口压力提高到4.8
kpa，并使给定信号电压为u，启动系统工作，测取变频器的输出频率，再换算成实际给定量大小，即可得到唤醒值大小。
（4）系统投入运行后，必须验证实际干扰信号的影响程度，如系统震荡，如不稳定，可改变pid的微分、积分时间常数值，以确定实际需要的参数值。
（5）实际测得：给定最大电压为8.4v；当煤气压力为0.6kpa时，变频器输出频率为42hz；唤醒值设置为82%（实际运行值）。
（6）煤气恒压控制系统变频调试中注意的事项：加速时间要求尽可能的短（可减小系统滞后时间），因为设定过长，会使煤气压力突然大幅降低时，风机不能立即提速，造成锅炉熄灭；增加减速时间，能降低煤气供给压力波动和调速控制系统的干扰，对电机转速的调节，有助于煤气稳定、可靠地供给，也防止变频器频繁加、减速状态动作，导致变频器过热和保护功能动作。虽然这种设定牺牲了一些系统的动态响应性和跟随性，但却能很好地满足锅炉正常工作的安全性和稳定性。
实践证明，这种变频控制调节装置比较适合压力波动较大，且要求流量稳定、压力较高的供气用户。改造结果证明，效果良好，煤气压力控制指标满足锅炉正常运行的要求，热媒油温度调整迅速、稳定，燃烧充分，锅炉效率提高9%；日节电73kw.h以上。
5 结束语
应用变频器对热媒加压风机控制系统改造，实现了煤气恒压控制目的；提高了锅炉运行的安全性和稳定性，节约电能显著，据统计每月可节约用电2200kw.h，风机故障仃机率降至4h/月（改造前平均为23h/月左右）；风机传动轴承座轴承的更换周期延长到7个月以上（改造前平均为2个月）。并取得了以下好处：
（1） 改造实施难度低。适合企业自己施工改造，没有复杂的外部控制电路设计，调试方便。
（2） 控制参数易修改。通过变频器内部设定数据修改，就能实现控制系统各项参数的调整和优化。
（3） 改造费用低。只需购置变频器；许多原有的电器器件都得到了充分利用，如电机、压力传感器、控制箱、操作台等。
（4）维修工作少。改造两年来，其电器控制系统只进行了几次清灰和日常检查；系统工作稳定；风机维修费用每年减少1.8万元（购置轴承费用）。
（5）节约电能。在相同煤气消耗量和压力条件下，电机电流平均降低7.2a，电机温度降低8～11℃。
评论