基于PLC的鼓风机防喘振控制系统研究
高炉鼓风机PLC控制的节能应用
高炉鼓风机PLC控制的节能应用文章描述了Rockwell 1756系列PLC在我厂A V50-12型轴流鼓风机上的应用，对A V50-12控制功能、风机喘振形成及EPU技术做了详细的介绍。
标签：Rockwell1756；轴流鼓风机；EPU；喘振；防喘振1 前言高炉风机控制采用科学、先进的控制方法，不仅有效地保证机组安全，还增大了风机性能，目前我厂的1080m3高炉配备使用的A V50-12全静叶可调式轴流风机。
为风机和高炉的工作性能安全稳定和方便操作，系统采用了计算机进行集中监控。
为实现高炉稳产、高产的目标，提高送风量的同时尽最大可能减少不必要的放风能耗，我公司于2010年4月新增了由陕鼓动力股份有限公司研发的EPU （Economy &Performance Upgrade）节能控制软件。
2 风机及控制介绍风机是将旋转的机械能转换成流动空气总压增加而使空气连续运动的动力机械。
另外也可以说风机是将旋转的机械能转换成气体的动能和势能，并将气体输送出去的一种动力机械。
根据气流运动的特点分类也就是根据叶轮形式来分类可以分为离心风机、轴流风机、混流风机。
离心风机改变管道内介质的流向，而轴流风机不改变管道内介质的流向；在我国轴流风机控制技术发展中，各个系统由现场仪表和二次仪表进行信号采集，处理，人工操作。
初期便是以常规仪表控制起步的。
限于当时的技术条件，防喘振功能由带有PID调节功能的单回路调节器来执行，调用其中折线函数、浮点运算、PID等功能，实现了简单的开闭阀门，粗略调节，快速反应等功能。
目前国内的高炉鼓风机控制方式，大多采用80年代引进的国外先进控制经验，从常规仪表控制过渡到智能仪表控制，在从智能仪表控制过渡到DCS（集散控制系统）控制，最后引入速度更快，运算更灵活的PLC（可编程控制器）控制系统。
而AB1756CPU在实现冗余的时候，采用事件触发同步策略，既对所有内存数据进行判断，如果有数据变化就进行同步过程，如果数据没有变化，则不同步，这样节省了大量的运算资源，可以使CPU保持低于20ms的高速扫描周期。
高炉鼓风机防喘振控制系统的分析与研究
安全裕度,人为建立一条防喘振线,此线由 复合演示器内函数回路实现以折线形式设 定 。如 图 2 鼓 风 机 运 行 工 作 画 面 所 示 , 其中 三条实折线是基于上述防喘振设计理念所 设计的。
(1)防喘振接近线(黄色曲线):当工作点 超过防喘振接近 线时, 鼓风机的“防喘振 接 近”报警 。
2 防喘振控制设计的基本理念 高炉鼓风机防喘振设计除了考虑保护
设备自身外,更要考虑为高炉提供安全可 靠 的 生 产 服 务 。防 喘 振 控 制 设 计 的 基 本 理 念主要有以下四方面:
(1 )安 全 性 : 足 够 的 安 全 裕 度 。一 般 来 说,真实的喘振线与防喘振线之间留5%～ 10%的安全裕量[5]。
P
I
D
H CI I
B GF
E
A
Q
图 1 压缩机和管网联合工作性能曲线
P
喘振线
紧急开放线
防喘振线 防喘振接近线
运行点
紧急开放线
Q
P
4
2.2
5
3.8
6
5
7
5.4
10
5.4
Q
图 2 鼓风机运行工作画面 表 1 鼓风机正常运转折线参数
防喘振线 QP 4 1.9 5 3.5 6 4.7 7 5.1 10 5.1
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科技资讯 2014 NO.04 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
副放风阀 主放风阀
排
Z T-304-1
出
管
PT - 303- 2
SET
减少到正常工作允许最小值时,工作点移到C 点,此时压缩机通道受阻堵塞,因失速而造成 特性曲线出现断裂,使气流产生强烈脉动,出 口 压 力 突 然 下 降 至 G 点 。由 C 点 过 度 至 G 点 是 随外界管路容积的影响,容量越大,过渡状态 越复杂,当容量足够大时,这种过渡可能使倒 向气流超过极限F点,从而解除失速恢复正常B 点。若造成失速的管网条件没有消失,则又回 到C点,此过程循环发生称为喘振[4]。
基于PLC的鼓风机防喘振控制系统研究
基于PLC的鼓风机防喘振控制系统研究【摘要】基于PLC的鼓风机防喘振控制系统是为了解决鼓风机在运行过程中出现的喘振问题而进行的研究。
本文首先分析了鼓风机喘振问题的成因，并探讨了PLC在鼓风机控制系统中的应用。
随后详细设计了基于PLC的鼓风机防喘振控制系统，并对系统进行了实施和效果评价。
在系统优化改进方向部分提出了进一步优化的建议。
最后进行了研究总结，展望未来，希望通过该系统的应用可以有效解决鼓风机防喘振的问题，提高鼓风机的运行效率和稳定性。
通过本文的研究，可以为相关领域的工程技术人员提供参考和借鉴。
【关键词】PLC、鼓风机、防喘振、控制系统、研究、系统设计、系统实施、效果评价、优化改进、总结、未来展望1. 引言1.1 研究背景鼓风机在工业生产中起着至关重要的作用，常用于气体输送、气固分离等工艺过程中。
鼓风机在运行过程中容易出现喘振现象，即机械元件因受到外界扰动或内部失衡等原因而发生振动失稳，导致设备破坏甚至生产事故。
喘振不仅影响了设备的稳定性和寿命，还可能对生产系统造成严重危害。
目前，针对鼓风机喘振问题，人们普遍采用传统的控制方法，如增加阻尼、调整转速等手段来减少振动。
这些方法往往效果有限，且难以实时跟踪和控制喘振现象。
需要一种高效、精准的控制系统来解决鼓风机喘振问题。
基于PLC的控制系统具有实时性强、可编程性好等优点，能够对鼓风机的运行状态进行实时监测和调节，有效提高设备的稳定性和安全性。
本研究旨在利用PLC技术设计一种鼓风机防喘振控制系统，以解决传统控制方法的不足之处，提高生产设备的运行效率和安全性。
1.2 研究目的研究目的主要是针对鼓风机在运行过程中出现的喘振问题进行深入分析和研究，探索基于PLC的新技术应用，设计出一种有效的防喘振控制系统。
通过对鼓风机防喘振问题的分析，利用PLC在控制系统中的优势，研究如何提高鼓风机的运行稳定性和安全性，进而提高生产效率和降低能耗。
该研究旨在提高鼓风机设备的运行效率和可靠性，减少设备维护和损耗，从而降低生产成本，实现更高的经济效益。
鼓风机的控制系统设计
鼓风机的控制系统设计摘要:目前，国内钢厂的空气悬浮鼓风机大多为空气悬浮式或轴流式风机。
随着科学的发展，可编程逻辑控制器（PLC）作为一种先进的电气控制系统，可以有效地替代传统的继电器控制电路，它们的连接简单、技术先进，可以有效地减少系统的故障，并且可以有效地抵御严酷的环境，如潮湿、高温、灰尘或者其他任何影响因子，从而提升系统的可靠性。
这款产品具有出色的逻辑控制和多重优势，既具有良好的抗干扰素力，又具有较低的温度、振动和噪声，而且尺寸紧凑，即使处于极端的工况也能够持久地工作，而且操作简易，维修也十分容易。
这款PLC控制系统具有强大的通信性、高效的数据传输、灵活的操作界面，为不同的应用场景提供了更加有效地控制。
在这篇文章中，我们将深入探讨如何利用plc控制系统来实现对空气悬浮鼓风机的有效控制。
这个系统能够帮助我们更好地操作空气悬浮式吹风器。
关键词：鼓风机；状态；控制系统1控制系统总体方案设计1.1PLC控制系统设计原则（1）可靠性如果因为错误的操作而导致的故障，在重置后，该系统仍然具有良好的稳定性，并且在极端情况下仍然保持着良好的运转状态。
（2）实时性污水处理是一个复杂的系统，必须实时监控设备的运行状态和参数，一旦发现异常，就应立即发出警报，以确保污水处理的有效性。
（3）可扩展性为了满足后期改造的需求，系统的运行时间应该尽可能地延长，可用率应该达到99.99%以上。
4）经济高效性科技的发展不仅带来了更高的功能和性能，而且还大大降低了生产成本，这样才能让自动化技术渗透到生产的每一个环节，从而提升整体的自动化水平。
（5）可操作性通过使用友好的控制计算机监控界面，可以轻松地对主要工艺参数和各种设备的运行状况进行实时监测，并且可以轻松地调整和更新，从而有效地推动流程的变革。
1.2系统功能需求分析（1）在进行数据收集和分析时，我们会收集各种气体的压力信息，例如进气、排气和润滑油的压力。
此外，我们还会收集气体的温度信息，例如进气、排气、油、冷却水、轴瓦和电机的温度等。
基于PLC的鼓风机防喘振控制系统研究
基于PLC的鼓风机防喘振控制系统研究鼓风机防喘振控制系统是一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的控制系统，旨在避免鼓风机在工作过程中出现喘振的现象。
本文将探讨鼓风机防喘振控制系统的研究。
PLC是一种特殊的计算机，适用于工业自动化控制。
它可以用于监测和控制鼓风机的运行状态，并根据设定的参数和逻辑条件进行相应的控制操作。
鼓风机是一种用于气体输送和增压的设备，通常在工业生产中广泛应用。
由于其设计和运行原理的特殊性，鼓风机在工作过程中容易出现喘振的问题。
喘振是指鼓风机在运行时产生的不稳定振动，可能导致机械受损、产生噪音、减少工作效率甚至停机。
在鼓风机防喘振控制系统中，PLC可以通过不断监测鼓风机的运行状态来判断是否存在喘振现象。
通过传感器获取鼓风机的振动数据，PLC可以根据预设的阈值来判断振动是否超过了允许范围。
一旦振动超过了阈值，PLC会发送信号给鼓风机控制器，立即采取措施以防止进一步的喘振。
为了防止喘振，鼓风机防喘振控制系统可以采取以下措施：1. 动态调整鼓风机的工作参数：PLC可以根据传感器获取的振动数据，实时调整鼓风机的转速、频率和工作时间，以避免振动过大。
2. 增加防喘振装置：PLC可以控制阀门、阀台等装置的开启和关闭，改变鼓风机的气流方向和流量，以减少振动的发生。
3. 实施结构优化：PLC可以控制鼓风机的叶片形状、叶片数量和叶轮结构，以提高鼓风机的稳定性和工作效率。
通过PLC的鼓风机防喘振控制系统，可以实现对鼓风机运行过程的全面监控和控制，提高鼓风机的工作效率和可靠性，减少喘振现象的发生。
基于PLC的鼓风机防喘振控制系统是一种非常有效的解决方案，可以有效预防和控制鼓风机的喘振问题，提高工作效率和可靠性。
在工业生产中具有重要的应用前景。
基于PLC的鼓风机防喘振控制系统研究
基于PLC的鼓风机防喘振控制系统研究1. 引言1.1 研究背景鼓风机是工业生产中常用的设备，用于输送气体、搅拌液体或增压流体等。
在鼓风机运行过程中，由于系统本身结构设计不合理或操作不当等原因，容易发生喘振现象，导致设备损坏甚至生产中断。
鼓风机防喘振控制系统的研究，旨在通过对系统进行合理设计和优化，有效地解决鼓风机喘振问题，提高设备运行稳定性和安全性。
本文将基于PLC技术，研究鼓风机防喘振控制系统的设计与实施，探讨系统的优化与改进，为工业生产提供可靠的鼓风机控制解决方案。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨基于PLC的鼓风机防喘振控制系统的设计和实施方案，通过对系统的优化与改进，提高鼓风机的工作效率和稳定性，减少喘振现象的发生，提高设备的安全性和可靠性。
通过系统测试与结果分析，检验控制系统的性能和稳定性，验证系统设计的合理性和可行性。
通过这一研究，可以为工程技术领域提供一种新的鼓风机控制方法，为相关企业和单位提供技术支持和参考，促进鼓风机设备的电气控制技术的发展和应用。
通过本研究可以推动相关领域的技术创新和进步，提高我国工业设备的技术水平和竞争力，为实现工业现代化和智能化贡献力量。
1.3 研究意义鼓风机是工业生产中常见的设备，其在生产过程中可能会出现喘振现象，严重影响生产效率和设备寿命。
研究基于PLC的鼓风机防喘振控制系统具有重要意义。
通过研究鼓风机防喘振控制系统，可以提高生产设备的稳定性和可靠性，降低故障率，保证生产连续性和安全性。
有效控制鼓风机的振动还可以降低设备的维护成本，延长设备的使用寿命，提高生产效率，降低能耗，为企业节约资源和成本提供保障。
基于PLC的鼓风机防喘振控制系统研究具有重要的理论和实际意义，有助于提升工业设备的操作性能和生产效率，推动工业自动化技术的发展，为工业生产的可持续发展提供支持。
2. 正文2.1 鼓风机防喘振控制系统概述鼓风机在工业生产中起着至关重要的作用，然而在运行过程中往往会遇到喘振问题，即由于系统结构和外界环境等因素引起的振动不稳定现象。
基于PLC的高炉鼓风机控制系统的设计及实现研究
高炉鼓风机是将一部分空气汇集起来，通过加压提高空气压力形成具有一定压力和流量的高炉鼓风，并根据生产所需的风压、风量调节后输送至高炉的动力器械[1]。
目前我国钢铁产量占世界钢铁总量的50%，冶金行业发展迅速，当今世界的高炉发展更趋向于环保、节能，传统的小型高炉存在能小弟、污染严重等一系列弊端，正逐渐退出市场。
PLC 是专为工业应用设计的工业控制计算机，此装置具有稳定系高、可靠性强、抗干扰能力强、体积小等一系列优点，并在电气控制系统中已得到广泛的应用，能解决复杂的逻辑控制，更能在恶劣的环境下长时间、不间断运行，而且操作较为简单，维护方便。
1 高炉鼓风机控制系统简述高炉冶炼的工作原理是依靠催化剂在高温下将矿石材料还原成钢铁材料的过程，由于其体积庞大，在运作过程中对温度、压力需求加大，因此，鼓风机成为工作中的中枢。
鼓风机是否正常、稳定运作直接影响到高炉钢水、铁水的生产、压力支撑等工作，若风量不足，则可能导致矿石燃料下落凝结在炉体空间，形成高炉灌渣现象，给企业带来巨大的损失[2]。
一套良好的控制系统是鼓风机正常、稳定工作的重要保障，目前高炉鼓风控制系统采取PLC过程控制系统，对鼓风机进行连续监控、逻辑监控和过程监控。
连续监控主要对风量、风压进行调控；逻辑监控主要对鼓风机机组启动条件进行连锁功能、安全防范、紧急停机等工作流程进行监控；过程监控主要对鼓风机运作过程进行全面、全程监控，及时发现突发事件并做出处理。
鼓风机机组涉及的电气设备种类繁琐且操作复杂，通过PLC过程监控系统，可将复杂的操作简便化，提高工作效率的同时更能对突发事件做出及时的处理，避免出现更大的人员伤亡和财产损失。
2 高炉鼓风控制系统结构设计2.1 明确被控对象设备及重要参数鼓风机组汽轮机的主要技术指标包括功率范围、总级数、工作转速、压力、流量等；轴流风机主要参数有风机吸入风量、入口温度压力、转速等；通过对鼓风机组基本结构的研究，了解控制系统所涉及的设备和操作流程，同时掌握操作的重要参数[3-4]。
基于防喘振控制系统的防喘振控制方法与制作流程
本技术公开基于防喘振控制系统的控制方法，包括监测风机出口压力，并将监测到的压力信号传送至第一控制模块；监测风机入口温度，并将监测到的温度信号传送至第二控制模块；根据监测的压力在规定时间内跳跃的次数判断机组是否发生喘振，并在判断发生喘振时，并控制第一定位器、第二定位器、入口导叶电动执行机构及防喘振阀进行防喘振控制；根据监测的温度在规定时间内上升的度数判断是否发生喘振，并在判断发生喘振时，并控制第一定位器、第二定位器、入口导叶电动执行机构及防喘振阀进行防喘振控制；本技术通过对风机出口压力的监测及控制，及对风机入口的温度的监测及控制，从而精确及有效进行了防喘振控制，减少了故障点。
权利要求书1.一种基于防喘振控制系统的防喘振控制方法，该防喘振控制系统是污水处理厂用GM鼓风机无流量计的防喘振控制系统，所述防喘振控制系统包括风机入口温度监测模块、风机出口压力监测模块、防喘振阀、第一控制模块、第二控制模块、第一定位器、第二定位器、入口导叶电动执行机构；其特征在于，所述方法包括：通过所述风机出口压力监测模块监测风机出口压力，并将监测到的压力信号传送至第一控制模块；通过所述风机入口温度监测模块监测风机入口温度，并将监测到的温度信号传送至第二控制模块；通过所述第一控制模块根据所述监测的压力在规定时间内跳跃的次数判断机组是否发生喘振，并在判断发生喘振时，并通过所述第一控制模块控制第一定位器、第二定位器、入口导叶电动执行机构及防喘振阀进行防喘振控制；通过所述第二控制模块根据所述监测的温度在规定时间内上升的度数判断是否发生喘振，并在判断发生喘振时，并通过所述第二控制模块控制第一定位器、第二定位器、入口导叶电动执行机构及防喘振阀进行防喘振控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述第一控制模块根据所述监测的压力在规定时间内跳跃的次数判断机组是否发生喘振，并在判断发生喘振时，并通过所述第一控制模块控制第一定位器、第二定位器、入口导叶电动执行机构及防喘振阀进行防喘振控制包括：设定判断机组喘振的计次周期时间t3；记录风机出口压力监测模块传送的压力信号出现两次突波的波峰间隔的时间t2；在所述t2小于所述t3时，计次1次，并在所述t3时间内计次次数做累积计算，当计次周期时间t3内计次达到3次时，则判断为喘振报警；当计次周期时间t3内计次达到5次时，则判断为喘振停机；当判断为喘振报警时，通过第一定位器对所述防喘振阀进行防喘振调节，并控制所述防喘振阀的阀门的开度，使机组的工作点向安全区移动，远离喘振区以避免机组发生喘振；当判断为喘振停机时，通过第一定位器FZT11控制防喘振阀全开泄压实现机组保护，同时机组做联锁停机处理，同时通过第二定位器调节入口导叶电动执行机构回到启车时微开的初始状态。
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基于PLC的鼓风机防喘振控制系统研究
本文为探究如何基于PLC来实现鼓风机防喘振控制系统而展开。
首先，本文会对鼓风机以及防喘振控制系统的相关知识进行阐述。
紧接着，本文会介绍常用的防喘振控制方法以及运用PLC控制该系统的可行性分析。
最后，本文会分析该控制系统的实现步骤并提出一些相关的开发建议。
1. 鼓风机介绍
鼓风机是一种通过鼓风机将空气压缩并输送到目标区域的设备，通常被广泛应用在工厂、矿山、锅炉、水处理、污水处理、采石场、发电厂等行业中。
鼓风机结构简单，无需润滑油和冷却器，维修方便并且工作周期长，这些特点使得它成为了许多工业应用场合中不可或缺的设备。
2. 喘振现象
当物体处于气流中时，气体的速度和压力会形成波动。
一旦波动达到一定程度，会出现与自身结构相一致的共振形态，这种形态会使得物体在气流中产生强烈的瞬时位移和加速度变化，造成了所谓的喘振现象。
在鼓风机中，喘振现象可以导致机组共振、机身振动甚至会因机组外力过大使得机组受损，从而影响设备的使用寿命和安全性。
3. 防喘振控制系统
防喘振控制系统主要由旋转机械、机械支撑系统、基础土壤和防喘振控制器等组成。
防喘振控制器通常是根据鼓风机运行状态及其振动反馈信号来实时调整运行参数，并可以根据这些数据来判断机组是否出现喘振现象并进行预防控制以保证鼓风机的稳定运行。
二、常用的防喘振控制方法
1. 质量伺服防喘振控制方法
在鼓风机中，由于机组质量的变化会直接影响到机组的振动，所以当鼓风机出现振动时，可以采用质量伺服防喘振控制方法。
该方法通过在鼓风机机组中加入附加质量调整系统，通过调整附加质量的大小和位置以减少鼓风机振动，从而避免出现喘振现象。
主动防喘振控制方法通过在控制回路中添加控制器和力学阻尼器等附加设备，通过控制设备的位移来产生与鼓风机振动相同但反向的振动，从而实现消除鼓风机振动的目的。
从动防喘振控制方法是通过在振动系统中添加附加的质量和阻尼器等设备，将鼓风机在运行时加入反馈振动信号，利用这些信号来实时调整某些运行参数来实现消除振动的目的。
通过以上三种方法的对比和分析，我们可以看出，在实际控制中，质量伺服防喘振控
制方法由于其操作简单、成本较低，因此被广泛应用。
在鼓风机防喘振控制系统设计中，
可以引用该方法用于实时反馈振动信号进行实时调整一些参数以减少机组振动。
PLC是一种基于数字逻辑电路的控制装置，它能够接受和处理数字信号来实现对电气、电子、机械等设备的控制。
由于PLC具有工作稳定、响应速度快、可编程性强等特点，因
此在各个产业中被广泛使用。
在鼓风机防喘振控制系统设计中，PLC具有以下优势：
1. 可编程性高
PLC控制器可以通过用户编写的程序来实现与其他设备的交互，可以根据鼓风机的运
行状态和振动反馈信号来及时调整运行参数，从而达到控制鼓风机防喘振的目的。
2. 链路负载容量大
PLC系统控制链路负载的容量很大，因此可以处理复杂的控制任务，这对于防喘振控
制系统是非常重要的。
PLC控制器具有工作稳定、响应速度快、可靠性能好等特点，因此在鼓风机防喘振控
制系统中运用PLC控制器可以提高系统的稳定性和安全性。
通过以上分析，我们可以发现，PLC控制鼓风机防喘振控制系统是完全可行的，它可
以减少鼓风机振动，在鼓风机长时间运作中保持鼓风机的优良性能和长期稳定性。
四、鼓风机防喘振控制系统实现步骤及开发建议
1. 实现步骤
1）确定鼓风机防喘振控制系统设计方案及PLC控制器的型号、数量等问题。
2）编写鼓风机防喘振控制系统的控制程序，并根据实际情况来选择PLC编程语言。
3）设计并安装振动传感器和控制器等装置，并实时传送振动数据到PLC控制器。
4）将编写好的控制程序烧录到PLC控制器中，并进行系统调试和测试。
5）根据调试和测试结果进行系统优化，使鼓风机防喘振控制系统在长期稳定运行中具有较高的控制精度和控制响应速度。
2. 开发建议
1）在设计鼓风机防喘振控制系统时，需要综合考虑控制器的性能和实时响应速度等因素，以确保系统的有效管理。
3）在修复和维护鼓风机防喘振控制系统时，应视情况选择合适的维护方法，并在维护者本身具备相关技能知识的情况下进行操作以确保维护的有效性和安全性。
综上所述，鼓风机防喘振控制系统可以通过PLC控制器的运用来实现，并且具有操作简单、响应速度快等优点。
在实现防喘振控制功能时，应考虑到鼓风机实际情况来选择合适的控制策略，以保证此系统在实际中的有效性和可用性。