专利名称：高炉大型除尘风机智能节能控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高炉大型除尘风机智能节能控制系统。
背景技术：
炼铁高炉出铁场在出铁时由于高温铁水接触空气被氧化，往往会在出铁口产生大量的粉尘，同时炼铁高炉内充分燃烧的气体及燃烧后产生的废弃物形成烟气均通过出铁口排放。一般在高炉出铁场均设有除尘系统捕集和处理高炉出铁过程中产生的烟尘。除尘系统主要包括铁沟、撇渣器、摆动流嘴、渣沟及除尘风机等，除尘风机通过工频单元或变频单元驱动，工频单元和变频单元采用互锁单元切换，正常情况除尘风机由变频单元驱动，工频单元用于变频单元或风机控制部分发生故障时，不应影响风机的启动和运行，工频单元是一种紧急运行的后备方式。除尘系统捕集开堵出铁口时从出铁口溢出的烟尘。目前，炼铁高炉除尘系统大部分采用人工手动操作方式，对除尘系统进行干预，一般通过控制捕集处 电磁阀门的开关状态，而除尘风机处于24小时全负荷运行状态，除尘风机入口阀门全开，通过开闭吸尘点阀门调整风量，这种方式没有根据高炉出铁的实际情况对风机负荷进行相应调整，与工艺需求不匹配，造成较大电能浪费。目前除尘风机控制有以下几个方面，采用风量检测的方法，除尘风机风量与设定的风量比较，通过改变电机转速调整风机风量，其调速比较频繁，且投资和运行维护成本很高；采用温度检测的方法，根据打开出铁口后，感应温度变化来调节风机风速，实现风量调整。上述除尘风机的控制方式存在一定的滞后现象，且未考虑风机频繁变速引起的疲劳损伤，对风机叶轮造成一定的伤害。同时除尘风机电能的有效计量也是十分重要的环节，关系着系统改造效果评估和改造收益的计算，而现有系统中并未考虑除尘风机工频运行和变频运行的电能计量。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高炉大型除尘风机智能节能控制系统，利用本控制系统实现高炉大型除尘风机的智能控制，达到最佳节能效果，提高了除尘风机的使用寿命，并能得到准确的电能计量。为解决上述技术问题，本实用新型高炉大型除尘风机智能节能控制系统包括除尘风机高压电机、工频单元、变频单元和互锁单元，所述工频单元和变频单元分别串接于所述高压电机的控制主回路，所述互锁单元通过高压开关触点互锁所述工频单元和变频单元，所述控制系统还包括出铁口状态采集模块、主控模块、监控模块和电能计量模块，所述出铁口状态采集模块采集出铁口电磁阀的状态信号和异常信号并输入所述主控模块，所述主控模块通过工业控制总线分别与所述监控模块、电能计量模块、工频单元和变频单元实现通讯连接，所述电能计量模块包括电能计量装置和信号切换单元，所述信号切换单元的输入端分别连接所述工频单元和变频单元的信号输出端，所述信号切换单元的输出端连接所述电能计量装置的输入端。[0006]由于本实用新型高炉大型除尘风机智能节能控制系统采用了上述技术方案，即本系统的工频单元和变频单元分别串接于风机高压电机的控制主回路，互锁单元通过高压开关触点互锁工频单元和变频单元，出铁口状态采集模块采集出铁口电磁阀的状态信号和异常信号并输入主控模块，主控模块通过工业控制总线分别与监控模块、电能计量模块、工频单元和变频单元实现通讯连接，电能计量模块包括电能计量装置和信号切换单元，信号切换单元的输入端分别连接工频单元和变频单元的信号输出端，信号 切换单元的输出端连接电能计量装置的输入端。本控制系统实现高炉大型除尘风机的智能控制，达到最佳节能效果，提高了除尘风机的使用寿命，并能得到准确的电能计量。
以下结合附图
和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明图I为本实用新型高炉大型除尘风机智能节能控制系统的原理框图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型高炉大型除尘风机智能节能控制系统包括除尘风机高压电机8、工频单元5、变频单元6和互锁单元7,所述工频单元5和变频单元6分别串接于所述高压电机8的控制主回路，所述互锁单元7通过高压开关触点互锁所述工频单元5和变频单元6，所述控制系统还包括出铁口状态采集模块3、主控模块2、监控模块I和电能计量模块4，所述出铁口状态采集模块3采集出铁口电磁阀的状态信号和异常信号并输入所述主控模块2，所述主控模块2通过工业控制总线分别与所述监控模块I、电能计量模块4、工频单元5和变频单元6实现通讯连接，所述电能计量模块4包括电能计量装置41和信号切换单元42，所述信号切换单元42的输入端分别连接所述工频单元5和变频单元6的信号输出端，所述信号切换单元42的输出端连接所述电能计量装置41的输入端。本控制系统中，高压电机是变频单元或工频单元控制的对象，并为除尘风机提供原动力和转速调整；出铁口状态采集单元用于采集出铁口电磁阀的状态信号和异常信号，根据采集信号判断该出铁口是否出铁，采集的数据作为分析预测及高压电机控制的依据，从采集到的数据获取当前生产的实际工况。主控模块可以采用可编程逻辑控制器及其通讯网络系统组成，通过开闭吸尘点阀门状态来调整除尘风机风量，这种方式根据出铁口状态对除尘风机负荷进行相应调整，与工艺需求匹配，用于实现出铁场除尘风机的节能运行，其主要包括出铁口运行状态判断、风机启停控制、风机风量控制、风机应力疲劳控制及电能计量分析功能；出铁口运行状态判断，通过读取出铁口状态采集模块、工频单元、变频单元、电能计量模块的相关数据，得到除尘系统的运行工况；风机风量控制，根据除尘工艺要求，对于四出铁口的出铁场，采用单出铁口出铁时低速运行，双出铁口出铁及出铁搭接期间高速运行的工作方式，对于两出铁口的出铁场，采用单出铁口出铁时高速运行，间隔期间低速运行的工作方式，进而实现风机风量的节能控制；风机启停控制功能，通过向变频单元输出信号控制风机启动、运行或停止，并由主控模块对风机进行逻辑控制，包括风机启动/停止条件、挡板切换控制、高压开关合闸/分闸、故障信号判断、变频单元状态监控、变频单元与工频单元切换的判断、互锁单元的高压开关连锁、信号指示、监控画面等；风机应力疲劳控制功能，由于在不同应力作用下，风机叶轮连接处产生疲劳破坏的循环应力次数不同，应力越大循环次数越少，当应力小于某一定数值时，即使应力无限制循环，也不会产生疲劳损坏；因此将风机高、低速的切换间隔一定的时间，而对于调速范围非常大，也就是说应力比较大的情况下，采用二次降速的方法，并二次降速间隔一定的时间；计量分析功能，通过通讯总线从电能计量模块获取实时数据，实现负载单位能耗的动态计算。监控模块为人机交互界面(HMI)，由工业控制计算机和相关监控软件程序构成，实现与主控模块之间的人机对话；监控软件采用通用监控软件，通过工业控制总线与主控单元连接，实时显示设备的运行状态，设备故障情况、电能计量参数等，同时，可对受控设备 进行调整。电能计量模块主要包括电能计量装置和信号切换单元，电能计量装置可以是带通讯接口的电能表，信号切换单元用于电能计量装置在工频单元与变频单元之间的切换，即高压电机由工频单元驱动时，信号切换单元切换至工频单元，并采集工频单元下高压电机运行的电压、电流供电能计量装置作电能计量；高压电机由变频单元驱动时，信号切换单元切换至变频单元，并采集变频单元下高压电机运行的电压、电流供电能计量装置作电能计量；实现系统能耗的有效计量，以及系统改造效果评估和改造收益的计算。
权利要求1.一种高炉大型除尘风机智能节能控制系统，包括除尘风机高压电机、工频单元、变频单元和互锁单元，所述工频单元和变频单元分别串接于所述高压电机的控制主回路，所述互锁单元通过高压开关触点互锁所述工频单元和变频单元，其特征在于所述控制系统还包括出铁口状态采集模块、主控模块、监控模块和电能计量模块，所述出铁口状态采集模块采集出铁口电磁阀的状态信号和异常信号并输入所述主控模块，所述主控模块通过工业控制总线分别与所述监控模块、电能计量模块、工频单元和变频单元实现通讯连接，所述电能计量模块包括电能计量装置和信号切换单元，所述信号切换单元的输入端分别连接所述工频单元和变频单元的信号输出端，所述信号切换单元的输出端连接所述电能计量装置的输入端。
专利摘要本实用新型公开了一种高炉大型除尘风机智能节能控制系统，即本系统的工频单元和变频单元分别串接于风机高压电机的控制主回路，互锁单元通过高压开关触点互锁工频单元和变频单元，出铁口状态采集模块采集出铁口电磁阀的状态信号和异常信号并输入主控模块，主控模块通过工业控制总线分别与监控模块、电能计量模块、工频单元和变频单元实现通讯连接，电能计量模块包括电能计量装置和信号切换单元，信号切换单元的输入端分别连接工频单元和变频单元的信号输出端，信号切换单元的输出端连接电能计量装置的输入端。本控制系统实现高炉大型除尘风机的智能控制，达到最佳节能效果，提高了除尘风机的使用寿命，并能得到准确的电能计量。
文档编号F04D27/00GK202707549SQ20122034789
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者宋明中, 钱存坚, 叶海燕, 李胤睿, 陈成 申请人:上海宝钢工业技术服务有限公司