西门子6ES7214-1BD23-0XB8销售

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  1 概况 
    济南钢铁集团总公司（简称济钢）干熄焦工程是国家“九五”节能工程项目，于1999年3月建成投产，汽轮机发电机（额定容量6000kW）于2000年7月28日正式并网运行。 
    干熄焦工程主要由熄焦系统、循环系统、汽水发电系统、环境除尘系统4大流程组成。具体工艺流程：焦炉推焦车将1000℃左右的红焦装入焦罐，在干熄炉内自上而下与炉底部进入的180℃的惰性循环气体（氮气）逆向接触换热，冷却至250℃以下经排焦装置排出。氮气与红焦换热后温度升至800℃左右经过一次除尘器进入锅炉，与炉水再次进行换热，温度降至180℃以下，经过二次除尘由循环风机送回干熄炉循环使用。加热后的炉水产生高温高压蒸汽（5.4MPa，450℃），送往背压汽轮发电机组发电，发电后0.9～1.2MPa的背压蒸汽并入济钢低压蒸汽管网，用于生产和生活。 
    干熄焦系统锅炉蒸汽额定流量为2×35t/h，额定压力为5.4MPa，干熄焦发电系统机组额定容量6000kW；而目前实际运行状况为：流量20～30t/h，压力4.6MPa，2000年日均发电量45000kW.h左右，尚不及额定功率的1/2。干熄焦发电系统的运行能力远没有得到充分发挥，背压忽高忽低，非计划检修时有发生，致使干熄焦生产及干熄焦发电系统不能顺利运行。 
    2 影响发电原因分析 
    针对干熄焦汽轮发电机组投用后发电量低的问题，经调研、分析、论证，认为制约发电量进一步提高的因素是: 
    （1）重视程度不够。干熄焦系统没有纳入整个生产工序控制之列，未纳入日常考核。 
    （2）管理制度不健全。济钢干熄焦装置是全国三套，几乎没有成熟的经验可借鉴，各项管理制度不健全、不完善。 
    （3）存在设计缺陷。由于设计方面的原因，干熄焦装置在工艺、设备等方面存在着一定的缺陷，发电机组不能在良性工况下发电。 
    （4）岗位操作不力。济钢干熄焦技术，是全国套设备国产化率达到以上的装置。由于技术新、设备新、人员新，所以在岗位操作方面存在一些不适应的地方。 
    3 改进措施 
    3.1 提高重视程度 
    将干熄焦生产系统纳入整个生产工序控制之列，纳入日常考核，确保该系统正常生产、发电产汽。针对制约干熄焦汽轮发电机组发电能力进一步提高的因素，成立攻关组，认真分析原因，整改措施，并逐步予以实施。采用325mm管道向蒸汽主管网回供富余蒸汽，为这部分蒸汽单设立集汽包，并负责外供，使背压蒸汽供需平衡，解决了背压高影响发电量的问题，并降低了生产成本。 
    3.2 加强管理 
    针对干熄焦的运行现状，建立和完善一系列规律制度和考核办法。干熄焦运行管理制度、干熄焦发电机组考核办法、干熄焦汽电运行联系制度、关于汽轮机发电机组并网运行的有关规定、干熄焦计划检修管理制度，并认真贯彻执行，严格落实考核，使干熄焦发电的生产组织、过程控制、设备管理、运行、岗位操作等有章可循，为干熄焦发电系统的稳定、运行奠定了坚实的基础。 
    3.2.1 干熄焦发电机组考核根据干熄焦发电机组运行的状况，为使干熄焦发电机组能在现有的条件下，大限度地提高有功功率，干熄焦发电机组考核办法：每天发电量基准值：46000kW.h；日实际发电量：Q（计划检修停机时间剔除）。则： 
    W.h时，减工资额=（46000-Q）×0.1（元） 
    W.h时，增工资额=（×0.1（元） 
    实行月度考核的考核方式，每月5日前将上月指标完成情况及奖罚意见明细报出。 
    3.2.2 干熄焦计划检修管理干熄焦计划检修管理制度，避免了以往检修的盲目性、随意性，做到定期检修。每月检修24h，每季检修72h，每年进行20～30天的年修。将干熄焦检修逐步纳入到济钢大的系统检修中，减少了非计划停机时间。 
    3.3 加强技术改造 
    3.3.1 加强工艺技术改造 
    （1）校正偏差。通过对干熄炉风帽中间风筒开孔尺寸及风帽基础重新调整，校正了风帽的偏差；并将风帽的材质由普通１６Mn钢板改为不锈钢，使干熄炉的配风加均匀，并减少了零星红焦数量的产生。 
    （2）校正料位偏析。通过调整干熄焦炉两端排焦扇形阀行程，基本上解决了干熄焦炉的料位偏析现象，使熄焦加充分，有效地提高了热能利用率。 
    （3）增设充氮点。在干熄焦炉的排焦部位增设充氮点，通过氮气，减少了有毒气体的排放量，改善了熄焦效果。 
    3.3.2加强设备改造 
    （1）改造循环风机。制作换了钢制底座，并用混凝土对其基础进行了加固，换转子，基本解决了循环风机震动问题。 
    （2）改造变频器。换了整流桥、可控硅、逆变桥、电容等，解决了变频器频繁跳闸问题。 
    （3）改造提升系统钢丝绳。提升系统钢丝绳由原来的右旋改为左右旋，解决了提升过程中的扭曲现象。 
    （4）改造排焦皮带。排焦皮带由普通型换为耐高温、的E型皮带，延长了皮带使用寿命，提高了干熄焦生产效率。 
    （5）改造提升电气室。提升电气室由于距离热源比较近，密封性差，且温度高、灰尘大、震动大，提升电气故障。为此，利用干熄焦系统大修之际对提升电气室进行移位改造，并安装了提升电气故障显示屏，大大降低了提升电气故障率。 
    （6）改造除尘风机、除尘器。对环保除尘风机、湿式多管除尘器等设备进行了技术改造，稳定了干熄焦系统的运行。 
    3.4加强岗位技能培训 
    建立取证上岗制度，定期组织各岗位操作人员参加业务学习班，认真学习操作规程，充分认识标准化作业的重要性，提高操作人员的业务素质，防止各类误操作事故的发生，保证干熄焦系统的顺利运行。 
    4 结语 
    以上措施的实施，有效地提高了发电机的有功功率。运行实践证明：干熄焦系统实现了均衡稳定生产，发电机组日平均发电量可达到57000kW.h；日平均产汽量为925t。日平均发电量比2000年提高11516kW.h；日平均产汽量提高145t。以干熄焦发电机组年实际运行330天计，则年发电创效益可达940.5万元；年产蒸汽效益达2442万元。

对信号进行频谱分析时，快速傅里叶变换（FFT）是为常用的方法。但FFT存在一些难以克服的问题，限制了他的应用。在进行FFT的实际运算时，只能对时域信号进行有限长度的截取，这将引起“泄露”现象［1］，FFT还存在着频域分辨率和时间分辨率的矛盾，方差性能也较差［2］。
谐振器件的重复性、分辨率和稳定性非常优良，因此利用谐振原理并用数字方式进行单频点检测及频谱分析，就可以不受敏感元件材料的限制，设计出性能优异的单频点检测及频谱分析系统。

    1　基本原理
    谐振原理可以由谐振子的振动特性来说明。谐振子在工作的过程中，可以等效为一个单自由度的系统，如图1所示，其动力学方程为：
    
    其中：m为振动系统的等效质量（kg）；
    c为振动系统的等效阻尼系数（Ns/m）；
    k为振动系统的等效刚度（N/m）；
    
    阻尼比系数或阻尼率。当ξ<<1时系统处于弱阻尼状态，系统响应为：
    
    
    
    瞬态响应是一个阻尼振荡，振幅和初相位取决于初始条件，振幅按衰减；稳态响应是一个简谐振动，其频率等于F的频率。F0/k是系统在静负荷F0作用下产生的变形，称为“静变位”，而系统外力作用下产生的等幅振荡实质上是一种“动态变位”。H（ω）＝B/（F0/k）称为动力放大因子。
    当λ≪1时，H（ω）说明当激励频率远远小于系统固有频率时，系统振幅也近似等于静变位。当λ>> 1，H（ω）→0，这是因为F频率非常高，系统由于惯性而来不及随之振动。当λ1时，B急剧增大，发生共振。

    2　系统的设计和实现
    系统设计的关键在于：
（1）如何根据要求计算谐振子的参数m，c和k。
（2）设计好谐振子参数后，如何实现其关于具体输入信号的响应。

    2．1　谐振子设计公式的推导
    若给定谐振子的谐振频率ωr和谐振时系统的幅度放大倍数Hm，需要得到其等效质量m、等效阻尼系数c和等效刚度k。工程上将谐振子的幅度增益达到大时的工作 状态定义为谐振状态，谐振频率可以描述为：
    
    为了方便计算和理解，可以令k＝1（N/m），这时系统的“静变位”等于外力的幅值F0，Hm即为系统谐振时谐振子对于作用外力F（t）的振幅放大倍数。解此方程组即可以得到式（6）：
    
    在式（6）中，c还可以表示为：

    2．2　系统的实现
    系统实现的方法主要有：
（1）欧拉法及其改进。
（2）线性加速度法。
（3）纽马克－β法。
（4）威尔逊－θ法［3］。
    根据后面的实验，威尔逊－θ法效果，所以具体讨论威尔逊－θ法。
    威尔逊－θ法实际上是线性加速度法的一种变形，他是设从t时刻到t＋θΔt时刻加速度是线性变化的，由此可以得到以下方程组：
    
    用不同的解法进行求解，可以得到不同的公式，这里选用比较流行的一组公式：
    
    为了降低计算量，还可以将此公式进一步简化为：
    
    其中，a1～4，b1～4和c1～4都是与k，m，c，Δt，θ相关的常数，由于他们和k，m，c，Δt，θ的关系过于复杂，这里不再给出。

    3　和实验
    为了验证设计公式的正确性，用VC＋＋和Matlab 6混合编程方式编写了一个谐振子程序，该程序由3部分组成：
（1）主界面。
（2）输入信号设置界面。
（3）系统参数设计计算界面。
    他的主要功能也相应地分为3个部分：
      （1）谐振子的运动（可以选择使用不同的算法，包括提到的4种算法）。
      （2）设定输入信号F（t）的各个频率分量及其大小（输入信号由1～7个任意频率的正弦信号组成）。
      （3）谐振子参数的计算。
    使用此程序可以进行单个频率点检测的实验，其主界面如图2所示。 
    
    使用式（6）设计了一个谐振频率为100 Hz，Hm83为10的谐振子，其参数为：m＝2．52 kg，c＝0．000 158 Ns/m，k＝1 N/m。其幅频和相频响应曲线如图3所示。
    
    实验先验证各个算法的稳定性。对于威尔逊-θ法，取θ＝1．40，输入信号频率为100 Hz，当采样频率改变时的实验结果如表1所示。
    
    从实验可以看出，只要采样频率是输入信号频率的3倍以上，威尔逊－θ法都是稳定的。其他几个方法也做了同样的实验，结果都不是很稳定。当采样频率是输入信号频率的50倍以上时，Hm的效果十分接近设计值，这也验证了设计公式的正确性。所以，以下的实验都采用威尔逊－θ法。
    取θ＝1．40，采样频率为2 000 Hz，则输入信号频率改变时的实验结果如表2所示。
    
从实验可以看出，当输入信号在谐振频率附近改变的时候，谐振的现象很明显。
    取输入信号频率为100 Hz，采样频率为2 000 Hz，当θ改变时，威尔逊－θ法的实验结果如表3所示。从这个实验可以看出，当θ＜1．37时，虽然Hm的值接近设计值，但是系统有点不太稳定。当θ＞1．42以上时，Hm的值与设计值偏差变大，所以合理的θ值应选取在1．37与1．40之间。
    
    如果将实际信号直接作用于该系统，选取合适的谐振子参数，即可以实现单频点检测。若要进行频谱分析，只需根据频率分辨率的要求在不同的频率点设计出多个谐振子，将输入信号并行作用于各个谐振子即可，各个谐振子的工作情况与上述单个谐振子的工作情况相同。

    4　结语
    由以上的实验和分析可以看出，使用谐振原理进行单频点检测及频谱分析是可行的，本文推导的谐振子参数设计公式也是正确的。在方法中，威尔逊－θ法是一个十分出色的算法，只要θ＞1．37、采样频率是输入信号频率的3倍以上即可确保是稳定的。
    由于这种方法不存在对输入信号的截取，所以在进行频谱分析时不必担心FFT方法中出现的泄露现象，只要选取合适的谐振子参数和采样频率，通过谐振子的振幅就可以很好地反映出输入信号在该频点附近的频谱分量。只是用此方法进行频谱分析时，计算量有点大。如果输入信号长度为N，谐振子个数为M，并使用简化后的迭代公式，需要12×M×N次浮点乘法运算，但是考虑到低频率的谐振子可以采用低的采样率，所以可以适当地降低运算量。

   一、引 言

    空调自控系统是智能建筑集成系统的重要组成部分，空调自控设备是智能建筑物中重要的自控设备，而空调设备本身是建筑的耗能耗户，而且由于智能建筑中大量电子设备的应用使得智能建筑的空调负荷远远大于传统建筑物，变风量空调系统用改变送风量的方法，维持室温恒定，以适应不同的室内负荷，VAV系统（变风量空调）有的优点：节能潜力大，控制灵活，可避免冷冻水、冷凝水上棚的麻烦等；近几年特别是计算机工业的发展，使变风量空调设备具有智能能力，因此，应用范围不断扩展，在国内外特别是美国、日本、中国香港等地的实际工程中得到了普遍广泛的应用。

    二、空调自控功能介绍

    智能建筑空调自控主要包括建筑物内的空调机组控制、新风机组控制、变风量末端（VAV）控制等。它们在楼宇自动化系统的监控和管理下，使建筑物内的温、湿度达到预期的目标，同时以的能源和电力消耗来维持系统和设备的正常工作，以求的运行成本和的经济效益：

    2.1空调机组控制空调机组系统包括新/回风阀门驱动器、风管式温/湿度传感器、过滤网压差报警开关、防冻报警开关、恒速风机、电动调节阀、配电装置和空调机组控制等硬件，该系统包括新风、回风和送风三部分： （1） 机组启/停：机组可控时启/停，也可强制启/停；（2）风机控制：风机随机组启/停而自动启/停，也可强制启/停或机旁手动启/停，运行时间和启/停次数累计，有风机故障报警网络变量；（3）温度控制：夏季送冷风，冬季送热风，过渡季节送新风以节能，根据回风温度与设定值的偏差，控制电动水阀，调节冷/热水阀门的开度，使回风温度维持在设定的范围内，可进行冷/热水阀门的强制开度控制和机旁手动开度控制（0～**）；（4）湿度控制：在冬季模式下才进行湿度的控制。当回度下降到下，控制加湿阀开启，增加空气中的湿度含量；当回度上升到上，停止加湿阀的工作。可进行加湿阀的强制启/停控制和机旁手动启/停控制；（5）新/回风阀门控制：在冬/夏季新风阀门开至小开度，回风阀门开至大开度；在过渡季调节新/回风阀门的开度来调节温度，亦可进行新/回风阀门的强制开度控制和机旁手动开度控制（0～**）；（6） 联锁控制：防冻报警开关和风机、水阀、新/回风阀门联锁控制；（7）报警：过滤网堵塞报警、风机故障报警及防冻开关报警。

    2.2 新风机组控制新风机组系统主要由新风阀门驱动器、风管式温/湿度传感器、过滤网压差报警开关、防冻报警开关、电动调节阀、恒速风机、配电装置和新风机组控制等硬件组成，该系统包括新风、送风两部分： （1） 机组启/停：机组可控时启/停；（2）风机控制：风机随机组启/停而自动启/停，也可强制启/停或机旁手动启/停，运行时间和启/停次数累计，有风机故障报警网络变量；（3）温度控制：夏季送冷风，冬季送热风，过渡季节送新风以节能，根据送风温度与设定值的偏差，控制电动水阀，调节冷/热水阀门的开度，使送风温度维持在设定的范围内，可进行冷/热水阀门的强制开度控制和机旁手动开度控制（0～**）；（4）湿度控制：在冬季模式下才进行湿度的控制，当回度下降到下，控制加湿阀开启，增加空气中的湿度含量；当回度上升到上，停止加湿阀的工作，亦可进行加湿阀的强制启/停控制和机旁手动启/停控制；（5）新风阀门控制：在机组运行时，新风阀门全开，可进行新风阀门的强制开/关控制和机旁手动开/关控制；（6）联锁控制：防冻报警开关和风机、水阀、新风阀门联锁控制；（7） 报警：过滤网堵塞报警、风机故障报警和防冻开关报警。

    2.3 变风量（VAV）末端控制功能（1） 风机控制：由手动开关控制风机的启/停，有风机状态的网络变量；（2） 温度控制：根据室内温度测量值，调节风阀的开度值勤，使室内温度保持恒定；（3） 湿度控制：根据室内湿度测量值，控制水阀的开/关，使室内湿度保持恒定。

    三、VAV-TRAV空调系统

    VAV空调系统的原理：变风量空调系统（VRV）用改变送风量的方法，维持室温恒定，以适应不同的室内负荷，关键需要实现变风量原理的末端送风装置，特别地有关末端装置以及整个VAV系统的自动控制设备，在近二十年左右的时间里，不仅VAV末端装置，而且相应的控制系统，甚至变风量空调系统的型式都发生了很大变化，有关的新产品和新技术不断涌现，由于 VAV技术的快速发展，特别是有关的DDC和网络技术的发展，美国学者提出了TRAV的新概念，TRAV（Terminal Regulated Air Volume，末端调节的变风量系统）和VAV一样，也是一种变风量系统，通过调节风量来创造舒适环境，但TRAV不采用VAV中的静压调节，而由末端装置直接控制送风机，TRAV基于末端装置实时的风量需求，采用的控制软件，实施对送风机的控制，在传统的VAV系统里，当负荷下降并导致流量减少时，末端风阀关小以节流，管道内静压保持不变；而在TRAV系统中，在相同的情况下，末端风阀保持打开，而管道静压降低，于是在相同的流量下，TRAV系统所要求的风机功率要低得多， TRAV是建筑在 "集成控制"、和"动态控制"等概念的基础上的：（1）所谓"动态控制"，是指有预测的、随时间而变化的控制，就房间的热状态来说，它不要求时时热平衡从而保持房间状态于某一"点"，而是充分考虑各种热因素的相互作用从而保持房间在某一个舒适范围；（2）所谓"集成控制"，是指：设的计算和控制决定被安排在控制级以上进行，控制器只是简单地用于保持当前的设定值，在控制中不使用控制器的重新设定（controller resets）和串级控制器，这样做的目的，是可以集中、统一地考虑与HVAC系统有关的各种因素，避免传统方法中各分立模块立运行可能导致的相互冲突，而且有可能大限度地利用自由冷源（热源）和建筑物本身的蓄热放热作用，因此，集成控制将使系统稳定，而且舒适、节能。

    四、总结

    智能是信息技术与技术结合的产物，概括地说，它是以建筑为平面，具有通信自动化、建筑设备自动化和办公自动化三者的智能化集成系统，它为人们提供舒适、、、方便的环境，空调自控系统是组成智能建筑很重要的一部分，特别是近年来控制技术的发展特别是微电子和计算机技术的发展，使空调仪表走向智能化，功能大量增加，为变风量空调技术的发展和实际应用提供了的保，从而为智能提供高舒适低能耗的系统。