CN111828365A - 一种变频直驱鼓风机的运行控制*** - Google Patents

一种变频直驱鼓风机的运行控制*** Download PDF

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Abstract

本发明属于控制***技术领域，具体公开了一种变频直驱鼓风机的运行控制***，包括中央控制室、LCP控制单元和变频器，所述中央控制室用于控制LCP控制单元，LCP控制单元用于现场对鼓风机进行操作和控制、现场采集鼓风机的数据、将采集的数据传输至所述中央控制室以及进行报警保护；所述变频器由所述LCP控制单元进行控制，所述变频器用于调节变频电机的转速。上述***，能够解决现有技术中机组启动需要人为手动操作启动或启动过程中各单元不能很好的协同工作，容易造成操作失误引发鼓风机故障的问题。

Description

一种变频直驱鼓风机的运行控制***
技术领域
本发明属于控制***技术领域，尤其涉及一种变频直驱鼓风机的运行控制***。
背景技术
离心式鼓风机是利用装有许多叶片的工作旋轮所产生的的离心力来挤压空气，以达到一定的风量和风压的。传统的离心式鼓风机的控制***一般包括鼓风机本体、变频驱动单元、润滑单元、冷却单元和电气单元等部分，且均为独立的手动或自动控制，这种控制***存在以下缺点：
1、手动操作开关机，需要数名经验丰富的操作人员配合上电、开机、开放空阀、关放空阀、关机等动作，操作复杂且存在误操作的风险，引发鼓风机故障。
2、变频驱动单元、润滑单元、冷却单元和电气单元均需要专人值守，实时手动操作，操作不当或不及时会危及整个***。
3、对管网***适应性较差，需要经验丰富的操作人员根据实际情况决定各个动作的顺序、等待时间等。
4、鼓风机的流量和压力通过进出口导叶的开度来进行调节，调节精度差，鼓风机的运行效率也会大幅降低。
5、压力变化时，鼓风机的流量会增大或减小，影响***的工艺性能，同时，鼓风机的运行效率大幅降低。
针对上述技术问题，现在急需一种全自动的控制***，能够简化操作流程，解决现有技术中机组启动需要人为手动操作启动或启动过程中各单元不能很好的协同工作，容易造成操作失误引发鼓风机故障，保证鼓风机安全稳定运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变频直驱鼓风机的运行控制***，以解决现有技术中机组启动需要人为手动操作启动或启动过程中各单元不能很好的协同工作，容易造成操作失误引发鼓风机故障的问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种变频直驱鼓风机的运行控制***，包括中央控制室、LCP控制单元和变频器，所述中央控制室用于控制LCP控制单元，LCP控制单元用于现场对鼓风机进行操作和控制、现场采集鼓风机的数据、将采集的数据传输至所述中央控制室以及进行报警保护；所述变频器由所述LCP控制单元进行控制，所述变频器用于调节变频电机的转速。
进一步，还包括MCP控制单元，所述MCP控制单元由所述中央控制室进行控制，所述MCP控制单元用于采集控制参数，根据控制参数来确定需要运行的鼓风机数量；所述控制参数包括风量参数的变化和压力参数的变化。
进一步，还包括触控屏幕，所述触控屏幕用于控制所述LCP控制单元，所述触控屏幕能够显示鼓风机的工艺简图和相关参数、能够对相关参数进行设置与修改以及能够查询历史故障报警信息；所述相关参数包括鼓风机运行及停止状态、变频电机电流、变频电机转速、变频电机轴承及三相绕组温度、供油温度、供油压力、鼓风机进口温度、鼓风机出口温度、鼓风机进口压力、鼓风机出口压力、鼓风机振动值、鼓风机流量、鼓风机故障报警、鼓风机运行时间、停机时间、以及变频器故障报警。
进一步，所述LCP控制单元包括可编程逻辑控制器、流量传感器和喘振传感器，所述可编程逻辑控制器用于控制所述鼓风机的放空阀的启闭、润滑油泵的启闭、变频器和变频电机的冷却单元的启闭，所述流量传感器用于检测鼓风机入口的流量，所述喘振传感器用于判断鼓风机是否发生喘振。
进一步，当LCP控制单元采集到的鼓风机的数据超过预先设定的报警值时，LCP控制单元会发出警报，当数据超过鼓风机的报警值时，LCP控制单元对鼓风机进行自动急停处理。
进一步，LCP控制单元在机组启动之前会自动检测是否具备启动条件，所述启动条件包括鼓风机进口温度、鼓风机进口压力、供油温度、供油压力和喘振传感器的静态值是否均正常显示。
进一步，可编程逻辑控制器与变频器通过通信方式连接。
进一步，所述通信方式采用Profibus通信、MPI通信、PC-PPI通信或Modbus通信。
进一步，所述变频电机的冷却单元的冷却方式包括水冷和风冷。
本技术方案的工作原理在于：
1、鼓风机启动过程中，按如下步骤进行操作：①LCP控制单元自动检测是否具备启动条件。②通过中央控制室或者触控屏幕一键启动LCP控制单元和MCP控制单元。③可编程逻辑控制器接受启动信号后，首先打开放空阀至全开状态，防止喘振的发生，阀门开到位后反馈信号至可编程逻辑控制器；同时润滑油泵启动，对电机轴承进行预润滑，并反馈供油温度、供油压力至可编程逻辑控制器。④可编程逻辑控制器通过通信启动变频器，变频电机启动，转速由0开始逐渐升速，并在触控屏幕上实时显示变频电机转速。变频电机启动的同时，变频电机的冷却单元启动。⑤升速过程中，可编程逻辑控制器通过流量传感器采集并判断鼓风机入口的流量，当流量达到设定值时，可编程逻辑控制器按预先设定的时间间隔开始和关闭放空阀，例如：每次关阀3秒停2秒(可按需在触控屏幕上设定)，通过喘振传感器判断鼓风机是否发生喘振，重复前述过程直到放空阀全部关闭，并反馈关到位信号至可编程逻辑控制器。⑥关闭放空阀后变频电机继续升速至额定转速，可编程逻辑控制器采集鼓风机的参数并判断是否正常。⑦当变频电机升速至额定转速，鼓风机流量达到设定值，其余各项参数均显示正常，鼓风机进入正常运行状态。
2、需要对鼓风机的流量进行调节时，在中央控制室或触摸屏幕上手动调节鼓风机流量，可编程逻辑控制器根据预先设定的鼓风机性能曲线图，在保证压力的前提下，计算鼓风机运行所需最佳转速，自动调节鼓风机转速，使鼓风机的运行效率保持在较高的水平。
3、需要对鼓风机的压力进行调节时，可编程逻辑控制器根据预先设定的鼓风机性能曲线图，在保证流量的前提下，计算鼓风机运行所需最佳转速，自动调节鼓风机转速，使鼓风机的运行效率保持在较高的水平。
4、鼓风机停机过程中，按如下步骤进行操作：①通过中央控制室或者触控屏幕一键关闭LCP控制单元和MCP控制单元。②可编程逻辑控制器接收停机信号后，首先打开放空阀，鼓风机出口通过放空阀排空。③放空阀开到位，变频器控制变频电机开始降速至0，之后保持变频电机的冷却单元运行至少3分钟(可根据变频电机的冷却要求或冷却效果自行设定时间)，然后完成停机。
本技术方案的有益效果在于：①实现一键启动或停机，全方位连锁保护，避免误操作引起鼓风机的损坏。②鼓风机流量可根据需要手动调节，可编程逻辑控制器根据预先设定的性能曲线自动调节转速，保证调节精度的同时，也保证了鼓风机的运行效率。③鼓风机压力发生变化时，可编程逻辑控制器根据预先设定的鼓风机性能曲线自动调节转速，在保证流量的同时，自动匹配压力，保证鼓风机的运行效率保持在较高的水平。
附图说明
图1为本发明一种变频直驱鼓风机的运行控制***的连接图；
图2为本发明一种变频直驱鼓风机的运行控制***的启动的流程图；
图3为本发明一种变频直驱鼓风机的运行控制***的关闭的流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：中央控制室1、MCP控制单元2、LCP控制单元3、变频器4、鼓风机5、触控屏幕6。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例基本如附图1-3所示：一种变频直驱鼓风机的运行控制***，包括中央控制室1、LCP控制单元3、MCP控制单元2、触控屏幕6和变频器4，中央控制室1用于控制LCP控制单元3，LCP控制单元3用于现场对鼓风机5进行操作和控制、现场采集鼓风机5的数据、将采集的数据传输至中央控制室1以及进行报警保护；变频器4由所述LCP控制单元3进行控制，变频器4用于调节变频电机的转速。
MCP控制单元2由中央控制室1进行控制，MCP控制单元2用于采集控制参数，根据控制参数来确定需要运行的鼓风机5数量；控制参数包括风量参数的变化和压力参数的变化。
触控屏幕6用于控制LCP控制单元3，触控屏幕6能够显示鼓风机5的工艺简图和相关参数、能够对相关参数进行设置与修改以及能够查询历史故障报警信息；相关参数包括鼓风机5运行及停止状态、变频电机电流、变频电机转速、变频电机轴承及三相绕组温度、供油温度、供油压力、鼓风机5进口温度、鼓风机5出口温度、鼓风机5进口压力、鼓风机5出口压力、鼓风机5振动值、鼓风机5流量、鼓风机5故障报警、鼓风机5运行时间、停机时间、以及变频器4故障报警。
LCP控制单元3包括可编程逻辑控制器、流量传感器和喘振传感器，可编程逻辑控制器用于控制鼓风机5的放空阀的启闭、润滑油泵的启闭、变频器4和变频电机的冷却单元的启闭，流量传感器用于检测鼓风机5入口的流量，喘振传感器用于判断鼓风机5是否发生喘振。当LCP控制单元3采集到的鼓风机5的数据超过预先设定的报警值时，LCP控制单元3会发出警报，当数据超过鼓风机5的报警值时，LCP控制单元3对鼓风机5进行自动急停处理。LCP控制单元3在机组启动之前会自动检测是否具备启动条件，启动条件包括鼓风机5进口温度、鼓风机5进口压力、供油温度、供油压力和喘振传感器的静态值是否均正常显示。
可编程逻辑控制器与变频器4通过通信方式连接，通信方式采用Profibus通信、MPI通信、PC-PPI通信或Modbus通信。
变频电机的冷却单元的冷却方式包括水冷和风冷。
具体实施过程如下：
1、鼓风机5启动过程中，按如下步骤进行操作：①LCP控制单元3自动检测是否具备启动条件。②通过中央控制室1或者触控屏幕6一键启动LCP控制单元3和MCP控制单元2。③可编程逻辑控制器接受启动信号后，首先打开放空阀至全开状态，防止喘振的发生，阀门开到位后反馈信号至可编程逻辑控制器；同时润滑油泵启动，对电机轴承进行预润滑，并反馈供油温度、供油压力至可编程逻辑控制器。④可编程逻辑控制器通过通信启动变频器4，变频电机启动，转速由0开始逐渐升速，并在触控屏幕6上实时显示变频电机转速。变频电机启动的同时，变频电机的冷却单元启动。⑤升速过程中，可编程逻辑控制器通过流量传感器采集并判断鼓风机5入口的流量，当流量达到设定值时，可编程逻辑控制器按预先设定的时间间隔开始和关闭放空阀，例如：每次关阀3秒停2秒(可按需在触控屏幕6上设定)，通过喘振传感器判断鼓风机5是否发生喘振，重复前述过程直到放空阀全部关闭，并反馈关到位信号至可编程逻辑控制器。⑥关闭放空阀后变频电机继续升速至额定转速，可编程逻辑控制器采集鼓风机5的参数并判断是否正常。⑦当变频电机升速至额定转速，鼓风机5流量达到设定值，其余各项参数均显示正常，鼓风机5进入正常运行状态。
2、需要对鼓风机5的流量进行调节时，在中央控制室1或触摸屏幕上手动调节鼓风机5流量，可编程逻辑控制器根据预先设定的鼓风机5性能曲线图，在保证压力的前提下，计算鼓风机5运行所需最佳转速，自动调节鼓风机5转速，使鼓风机5的运行效率保持在较高的水平。
3、需要对鼓风机5的压力进行调节时，可编程逻辑控制器根据预先设定的鼓风机5性能曲线图，在保证流量的前提下，计算鼓风机5运行所需最佳转速，自动调节鼓风机5转速，使鼓风机5的运行效率保持在较高的水平。
4、鼓风机5停机过程中，按如下步骤进行操作：①通过中央控制室1或者触控屏幕6一键关闭LCP控制单元3和MCP控制单元2。②可编程逻辑控制器接收停机信号后，首先打开放空阀，鼓风机5出口通过放空阀排空。③放空阀开到位，变频器4控制变频电机开始降速至0，之后保持变频电机的冷却单元运行至少3分钟(可根据变频电机的冷却要求或冷却效果自行设定时间)，然后完成停机。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.一种变频直驱鼓风机的运行控制***，其特征在于：包括中央控制室、LCP控制单元和变频器，所述中央控制室用于控制LCP控制单元，LCP控制单元用于现场对鼓风机进行操作和控制、现场采集鼓风机的数据、将采集的数据传输至所述中央控制室以及进行报警保护；所述变频器由所述LCP控制单元进行控制，所述变频器用于调节变频电机的转速。
2.根据权利要求1所述的一种变频直驱鼓风机的运行控制***，其特征在于：还包括MCP控制单元，所述MCP控制单元由所述中央控制室进行控制，所述MCP控制单元用于采集控制参数，根据控制参数来确定需要运行的鼓风机数量；所述控制参数包括风量参数的变化和压力参数的变化。
3.根据权利要求1所述的一种变频直驱鼓风机的运行控制***，其特征在于：还包括触控屏幕，所述触控屏幕用于控制所述LCP控制单元，所述触控屏幕能够显示鼓风机的工艺简图和相关参数、能够对相关参数进行设置与修改以及能够查询历史故障报警信息；所述相关参数包括鼓风机运行及停止状态、变频电机电流、变频电机转速、变频电机轴承及三相绕组温度、供油温度、供油压力、鼓风机进口温度、鼓风机出口温度、鼓风机进口压力、鼓风机出口压力、鼓风机振动值、鼓风机流量、鼓风机故障报警、鼓风机运行时间、停机时间、以及变频器故障报警。
4.根据权利要求1所述的一种变频直驱鼓风机的运行控制***，其特征在于：所述LCP控制单元包括可编程逻辑控制器、流量传感器和喘振传感器，所述可编程逻辑控制器用于控制所述鼓风机的放空阀的启闭、润滑油泵的启闭、变频器和变频电机的冷却单元的启闭，所述流量传感器用于检测鼓风机入口的流量，所述喘振传感器用于判断鼓风机是否发生喘振。
5.根据权利要求1所述的一种变频直驱鼓风机的运行控制***，其特征在于：当LCP控制单元采集到的鼓风机的数据超过预先设定的报警值时，LCP控制单元会发出警报，当数据超过鼓风机的报警值时，LCP控制单元对鼓风机进行自动急停处理。
6.根据权利要求1所述的一种变频直驱鼓风机的运行控制***，其特征在于：LCP控制单元在机组启动之前会自动检测是否具备启动条件，所述启动条件包括鼓风机进口温度、鼓风机进口压力、供油温度、供油压力和喘振传感器的静态值是否均正常显示。
7.根据权利要求4所述的一种变频直驱鼓风机的运行控制***，其特征在于：可编程逻辑控制器与变频器通过通信方式连接。
8.根据权利要求7所述的一种变频直驱鼓风机的运行控制***，其特征在于：所述通信方式采用Profibus通信、MPI通信、PC-PPI通信或Modbus通信。
9.根据权利要求4所述的一种变频直驱鼓风机的运行控制***，其特征在于：所述变频电机的冷却单元的冷却方式包括水冷和风冷。
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