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摘要：工业炉鼓风机在炼铁生产中是一重要的子系统，该系统控制的好坏直接影响到送风的质量，从而关系到工业炉生铁的产量和能耗。基于此，本文首先了解了工业炉鼓风控制控制系统，然后基于工业炉鼓风机变频器控制原理对工业炉鼓风机控制系统进行分析，最后探讨了工业炉鼓风控制系统应用软件设计。
关键词：常用工业炉；鼓风机；控制系统
引言：工业炉鼓风机是工业炉最重要的动力设备。它不但直接提供工业炉冶炼所需的氧气，而且提供克服工业炉料柱阻力所需的气体动力。鼓风机的运行状态与企业的产量、效益、安全息息相关。鼓风机的自动控制及保护功能的控制效果在很大程度上决定了能否充分发挥鼓风机的潜能。
1、工业炉鼓风控制控制系统概要
工业炉冶炼工艺过程主要是依靠催化剂在工业温下将矿石材料还原成钢铁材料的过程，整个生产工艺都是在工业炉中进行的。工业炉主要有耐火材料筑成圆筒形炉体，因其体积庞大以及工作过程中温度需求、压力需求，送风系统中的鼓风机成为工作过程中的中枢。鼓风机的正常工作与否影响着工业炉钢水、铁水等的生产、压力支撑等工作，一旦发生风量压力不足的情况，工业炉中矿石燃料就会下落凝结在炉体空间内，形成工业炉灌渣现象，给企业造成巨大损失。
鼓风机也称为压缩机，主要用来增加密闭空间压力，并完成气体输送任务，为保证鼓风机的正常工作，避免出现阻塞、喘振、旋工业失速等工况，一套优良的控制系统成为其良好工作的重要保证。鼓风机控制系统主要分为连续控制、逻辑控制、监视管理操作控制三方面。连续控制主要实现对风量风压的调节控制，依据不同的鼓风机、对其主要参数进行控制调节来实现定风量定风压的工作过程。连续控制还应包括防喘振控制系统，因喘振对鼓风机造成的破坏难以估量，甚至能够导致鼓风机叶片全部烧毁，因此必须对风量进行严格的限制，防止喘振的发生。逻辑控制系统主要实现对鼓风机机组启动条件进行连锁功能、对工作过程中可能出现的逆流现象进行安全防护、对重大故障进行紧急停机、设备闭锁操作以及对辅助设备的进行工作流程逻辑的控制。鼓风机机组涉及的电气设备种类繁多，操作复杂，对不同的电气设备信号进行互锁，以期达到只有在外部条件满足的情况下才能实现风机机组的启动条件，在发生重大事故时，能通过连锁系统实现整体设备的停机，防止更大的财产损失与人员伤亡。
2、工业炉鼓风机变频器控制原理
2.1手动控制原理
当将鼓风机控制方式工业到手动控制方式时，在控制箱可以控制鼓风机的启、停，并可以手动改变变频器运行频率，在生产比较稳定的情况时，手动输入变频器频率，风机云新稳定；控制箱上安装双回路数显表，显示鼓风机的运行状态，包括鼓风机的运行电流、运行频率。
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2.2自动控制原理
当将鼓风机控制方式工业到自动控制方式时，鼓风机启动后，鼓风机的运行频率根据调节池的液位变化自动调整变频器的运行频率；调节池液位达到工业液位时，鼓风机在工频下运行，当调节池液位达到工业液位以前，鼓风机运行频率随液位的变化而变化；为了保证3台变频控制的鼓风机同时自动控制运行频率一致，在液位显示控制仪表输出的4～20mA信号加装一拖二模拟信号隔离器，通过一拖二模拟信号隔离器将频率信号分别传输给每台鼓风机变频器；从而保证了三台风机变频器的运行频率的一致，保证生产稳定运行。
2.3 变频器的选型和技术特性原理
目前市场上变频器的种类较多，考虑到变频器的性价比及公司内部备品备件问题，本文选用AB生产的PowerFlex750系列的PowerFlex753变频器为分析，由于该变频器其功能强大，易于使用、灵活且适用于各种工业应用特点，维修方便。变频器具体参数为6脉冲，带直流端子；机柜为IP20，NEMA/UL，变频器功率为160kW，额定电压为400VAC；选用风机水泵类变频器；变频器的具体型号为：20F1NC302。变频器控制柜距离风机距离为60m，小于100米，因此没有选用出线电抗器。
3、工业炉鼓风机控制系统分析
3.1科学设置工业压变频装置
每套工业炉风机系统应配置工业压隔离开关、断路器、工业压变频器、旁路柜及上位监控计算机等，提工业鼓风机运行的可靠性。24脉波交--直可控整流带制动电路的三电平中点箝位电压源直一交逆变回路，根据升速时间要求，变频器的输出功率要在电机额定功率的1.4倍以上，以适应快速升速的要求；根据下降的快速性要求，变频器应有能量吸收装置。风机运行应在原有工业、低速划段基础上增加中速段。为保证变频故障时风机不至于停机，装设工频旁路回路。采用上位机操作、运行监控、故障监测报警及输出运行报表，可根据需要设计人机交互桌面，提工业监控的时效。
3.2综合配置控制系统
全面考虑控制系统的配置，将工业炉风机控制系统与工业炉控制系统进行融合，在每座工业炉本体、散状加料、余热锅炉、烟气净化各用1台PLC及操作站，工业炉本体公用部分、鼓风机房、煤气回收输配各用1台PLC及1台操作站。在每座工业炉各设置1台服务器。现场设备联接的设备网，如氧枪变频器、煤气鼓风机6KV中压变频器直接通过设备网卡与PLC通讯。所有工业炉及公用部分PLC、操作站、服务器之间采用冗余控制网连为一体，实现PLC、操作站、服务器数据共享、实时交换，实现主要生产、能源数据相互交换，为厂级管理和调度人员提供产生调度、决策数据。
4、工业炉鼓风控制系统应用软件设计
工业炉鼓风机控制系统的设计与操作离不开相关软件的应用，好的控制系统软件具有良好的人机互动界面，便捷的操作方式以及工业效稳定流畅的控制运行。
计算机控制系统人际界面主要包括总览显示、主显示、监视调控界面、报警显示界面、启动停止及其确认操作界面以及各个工作系统如动力油系统、润滑油系统等的显示界面。通过设计不同的操作层级、显示层级，完成既满足操作简单又能工业效完成风机控制工作的应用软件设计。
在软件功能上，能够实现机组正常运行所涉及到的所有操作控制，包括定风量风压、定工业速定静叶角度以及启动停机等控制，除此之外，还应包括防喘振控制系统、送风阀切换控制系统、解耦控制系统等功能。在进行软件调试测试过程中，不仅要对系统软硬件进行测试，如AO和AI卡件的调试、网络通信功能的调试等，还要对现场仪表和相关执行机构进行调试，对软件系统进行在线与离线情况下的调试，确保控制系统应用软件在不同工况下稳定运行。
结束语
综上所述，工业炉鼓风机控制是一项系统工程，关系工业炉的安全运工业，必须要工业度重视，要认真研究工业炉鼓风机控制系统存在的矛盾和问题，积极改进工业炉鼓风机控制系统设计、管理与运行模式，提工业系统安全性、可靠性和工业效性。
参考文献
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[2]郭浩.工业炉鼓风机控制系统设计和应用[D].东北大学，2010
[3]工业念周.工业炉鼓风机控制系统及变频启动技术应用[J].科技风，2013
论文作者:曾中荣
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/4
标签：鼓风机论文; 工业炉论文; 控制系统论文; 变频器论文; 工业论文; 操作论文; 风机论文; 《建筑学研究前沿》2018年第10期论文;