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产品描述
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(2)一次接线方案：采用“一拖一”带工频旁路方案。
为了充分保证系统的性，为变频器同时加装工频旁路装置，变频器异常时，变频器停止运行，电机可以直接手动切换到工频下运行。工频旁路由3个高压隔离开关QS1、QS2和QS3组成（见图，其中QF为甲方原有高压开关）。要求QS2不能与QS3同时闭合，在机械上实现互锁。变频运行时，QS1和QS2闭合，QS3断开；工频运行时，QS3闭合，QS1和QS2断开。为了实现变频器故障的保护，变频器对6KV开关QF进行联锁，一旦变频器故障，变频器跳开QF，要求对QF的合分闸电路进行适当改造。工频旁路时，变频器应允许QF合闸，撤消对QF的跳闸信号，使电机能正常通过QF合闸工频启动。
(3)控制原理：用PLC实现压力PI调节控制，保证管道压力恒定。经控制系统处理，输出4-20mA的速度给定信号给变频器，实现泵转速的自动调节。变频调速系统配置上位机，上位机可安装在控制室，通过上位机可以对变频器进行启动、停机、调速等控制，并可在上位机上显示变频器的运行数据和当前状态。为了调速系统的性，在操作台配置对变频器的控制按钮，也可以对变频器实施启动、停机、加速和减速控制。
(4)隔离开关、泵出、入口阀门、泵故障等联锁保护。
(5)设置过流保护，泵低速保护。
(6)保护行为：用PLC实现，为了提高系统的性，尽可能减少对变频器停送电次数。
4、HARSVERT-A06/130型高压变频器原理及特点
Harsvert-A系列高压变频器是由北京利德华福电气技术有限公司生产，该系统为电压源型高压变频器，具有运行稳定、调速范围广、输出波形好、输入电流谐波低、功率因数高、效等特点，对电网谐波污染小，总体谐波畸变THD小于4%，直接满足IEEE519-1992的谐波抑制标准，不必采用输入谐波滤波器，功率因数高，不必采用功率因数补偿装置，输出波形好，不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题，不必加输出滤波器，就可以使用普通的异步电机。
Harsvert-A系列高压变频器采用单元串联多电平PWM拓扑结构（简称CSML）。由若干个低压PWM变频功率单元串联的方式实现直接高压输出,高压主回路与控制器之间为光纤连接，；
电网电压（6kV）经过副边多重化的隔离变压器降压后给功率单元供电，功率单元为三相输入，单相输出的交直交PWM电压源型逆变器结构，相邻功率单元的输出端串接起来，形成Y接结构，实现变压变频的高压直接输出，供给高压电机。6kV输出电压每相有7个额定电压为480V的功率单元串联而成，输出相电压3450V，线电压达到6kV左右，每个功率单元承受全部的电机电流，但只提供1/7的相电压和1/21的输出功率。
每个功率单元分别由输入变压器的一组副边供电，功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘，二次绕组采用延边三角形接法，实现多重化，以达到降低输入谐波电流的目的，即使在电动机电流出现不平衡的情况下，也能保证各相位组的电流基本相同，达到理想的谐波抵消效果。
浙江嘉电厂拥有两台装机容量各为300兆瓦的机组和四台600兆瓦的机组，总装机为6000兆瓦。其300兆瓦机组配置1025t/h燃煤锅炉，2000年将锅炉干式排渣系统改造为水力排渣系统。
交流电动机变频调速是在现代微电子技术基础上发展起来的新技术，它不但比传统的直流电机调速优越，而且也比调压调速、变调速、串级调速等调速方式优越。它的特点是调速平滑、调速范围宽、效特性好、结构简单、机械特性硬、保护功能齐全，运行平稳，在生产过程中能获得速度参数，是理想的调速方式是国家推广的节电新技术。在2005年，为节能降耗，对水力排渣系统的高压水泵进行变频改造。
2、高压水泵的运行工况
水力排渣系统由底渣斗、石子煤排渣系统、排渣供水系统及脱水仓系统组成。水力排渣的主要任务是将炉膛内的底渣经冷却、裂化，以高压水作动力源，将管道中的渣水混合物送至中转仓。在中转仓出口，由渣浆泵把渣浆送至1km以外的脱水仓，将滤出的干渣用车装外运，水由高压水泵回收利用。由于国内水力排渣计算方法有缺陷，不能满足系统水再循环利用要求，需开高压水泵维持循环小流量。在发电机组负荷变化时，锅炉产生的灰渣也会随之发生变化，高压水的用量也会不同。因而，高压水泵每天约有15小时不需要满负荷出力，处于大马拉小车状态下运行（今后炉底摄像头投用正常后，不冲洗时间将由15小时增到18小时），增加了发电成本。因此，根据本公司实际应用情况，我们通过改进高压水泵控制方式，使水力排渣系统运行加合理、。将高压水泵的电机控制改为高压变频器控制，通过调节水泵转速来平衡水力系统，保证水力资源的利用充分，减少二次污染；提供平滑、无级的电动加速，减少因离心泵突然启、停时产生液流喘振，对保机组出渣和节能均有重要意义。
3、具体方案的选择及选型
3.1具体方案的选择
在选择调速方案时，我们从节省投资的角度曾考虑过使用调速型液力偶合器，但由于液力耦合器使用中维护工作量大，安装施工周期长，将影响正常生产，我们放弃了该方案。通过详细的调研，考虑到技术的性和产品的成熟度，终决定采用高压变频调速器对高压水泵进行调速改造。面对当今国内外的众多高压变频产品（如：罗宾康、利德华福、AB、西门子等），人员对这一新技术进行了慎重的考察论证，后决定采用国产高电压、大功率变频调速装置，原因如下：
1、目前国产高压大功率变频器已具备和国外产品相抗衡的技术水平；
2、于国外同类产品。
我公司终选用了国内实力雄厚的北京利德华福电气技术有限公司生产的6kV高压变频器。
3.2产品选型
(1)适用于高压水泵的电机为6kV，容量为450kW，选用高－高变频器调速方案。
由于运行方式不同时，变频器容量的计算方式和选择方法不同。
根据这些要求可知，绝大多数变频器都可满足，针对所用的场合，选择通用型变频器。电压容量的选择根据所接电源和原机所用的电机。此处使用400V等级，单色机用5.5kW、双色机用11kW的变频器，市场上变频器的种类繁多，一般选择品良的主品，如三菱A540系列、安川G5、台达等，这些产品虽然价格较高，但质量。
对于一台印刷机上电气部件来讲，宁肯一次性投入较大，避免日后经常故障带来的麻烦。当然，如果对变频器其它的质量、性能指标有把握，也可以选择，这样可以节省一些。有了变频器硬件以后，要设定其内部参数。就速度方面的参数来讲，可将点动频率设为2.5Hz，初始印刷速度25Hz，高速60Hz左右。以下以三菱变频器A540系列400V、11kW产品为例，描述一下它的具体接线及与旧型印刷机的改造连接，两者线路如附图所示，相关的注意事项如下。
（1）原印刷机的主传动装置是电磁调速（滑差）电机、低速电机及离合器、制动器等机构都拆除不用，用一台上海通太电机公司生产的变频调速电机代替，该机11kW/380V自带三相断电制动器及冷却风扇。原电机的安装底座可以利用，原电机的皮带轮也可拆下装在新电机轴上。
（2）因原主电机、低速电机已拆，所以配电箱内的接触器KM1，KM2，KM3主触点的接线可以拆除。将其余的可用触点按照新线路加以利用，作为变频器控制信号的开关触点。因为原来继电器的触点可能会存在使用时间较长，接触不良的状况，予以换新。变频器正向输入端STF，反向输入端STR，中速端RM，低速端RL，复位端MRS，公共端SD接线需将相关触点串并联进行组合，以满足三段调速要求。
（3）原有的电磁调速器ZLK-11也拆除，正好可以利用其安装位置制作一个合适的调速显示盒，利用一个1KΩ/ZW的绕线电位器接入模拟信号输入端口——10E，2.5，用一只满量程10V的直流电压表并联在2.5端，变换一下表盘内的指示单位，可指示变频器的指令速度。
（4）将变频器内部的报警常闭触点B、C连接端串入原控制线路KA1的串联回路，使其动作后具有整机急停的功能。
（5）控制主电机的接触器KMa并接在原线路KA1旁。若有报警即释放，断开主电机回路，同时KA1常闭触点闭合，复位变频器，禁止输出。冷却风扇，电磁刹车的接触器KMb线圈的连通有两条支路，一是串入KMa常开触点与KMa并联，另一路是与电源之间串入盘车开关的常闭触点。正常时该支路断开，在需要手动摇车时，电源经过开关也使KMb通电，刹车松开可摇车。
（6）变频器的安装位置有两种方式。一是另外制作一只控制箱，放置在飞达输纸板下部适当位置，另一种是如果控制柜离墙或柱子较近，可交将控制箱固定在墙或柱上，通过线束穿管与原控制柜连接。
4. 结束语
经过以上步骤，笔者成功改造了一台旧式J2205单张纸双色平版印，改造后机长反映速度稳、调速准、节能，维修人员也感觉性高，几乎不需格外维护。我们实际测量了改造前后印刷机生产时所消耗的电流，做出比较测算，得出至少节能30%以上的结论。如附表所示:以每天生产20小时，1年以280天计算，一年可省电16800kWh，以每千瓦小时电0.7元计，一年仅电费就可省下1176，此外，以前低速离合与制动使用的电磁离合器由于工作环境差，易损坏。以每年换4个，每个25计，又可节省100。我们购买变频器花费780，变频电机800，加上所需的一些电线、继电器等总计约1600。投入与产出一比，不到一年半就可收回全部投资。当然，这还不包括改造后生产率提高，印刷品质量改善所带来的间接效益。
CAN总线具有高性、高实时性、带级的非破坏性总线仲裁技术(提供对紧急事件响应时间的保证)、多主工作方式及高性价比，因此我们选择500kb/s的(1ms内能传送约4个数据包，使系统具有很短的响应时间)冗余CAN总线来构成系统的底层通信网络。
系统硬件部分介绍
整个硬件系统中只有现场控制站和网桥需要自主开发。现场控制站是整个系统中底层部分，其性能好坏直接影响到整个DCS系统是否成功。开发硬件部分时要处理好系统的接地和电气隔离、对各输入、输出部分要加保护电路、对采集到的数据要进行滤波、各QNX节点要采用电子盘而不能用普通硬盘，以提高整个系统的抗干扰能力。以下将对现场控制站部分作详细的介绍。
现场控制站
现场控制站由若干机笼组成，各机笼相互立，通过中间层现场控制网或底层现场控制站内部网(冗余CAN网)互连，机笼内部由一系列插卡和一公用底板组成，其结构如图1所示，所有插卡均可热插拔并可组成冗余，且有自诊断功能，从而可保证系统不停机工作。机笼可通过以太网通讯卡和中间层现场控制网相连，或通过CAN通讯卡和其它机笼互连。以太网通讯卡和CAN通讯卡均带32位高速CPU，运行QNX系统，可直接完成现场环路的控制。其中以太网通讯卡的结构如图2所示。
CAN通讯卡的结构如图3所示。
I/O卡主要完成数字量、模拟量的输入和输出，电路上采用隔离设计以实现板卡之间的电气隔离，其结构如图4所示。
由于CAN网上的各节点均可在任意时刻主动向网络上的其它节点发送信息，利用该特点，使各CAN节点定时向本地的通讯卡发送路由信息，就能实现整个CAN网的路由，当插入新的卡件或拔掉已有的卡件时，都能在系统的路由信息上实时反映出来，实现即插即用的功能。而传统的RS-485由于不能主动向网络上的其它节点发送信息，只能用手工的方式实现静态的路由。
网桥
网桥由一块X86CPU板和若干块通讯子板组成，一边连接中间层现场控制网，另一边连接数字化仪表及三方设备，起到通讯中介的作用。其结构如图5所示。各板通过PC/104互连，X86CPU板上运行QNX系统，由QNX负责TCP/IP协议和网络冗余功能，用户程序负责和各通讯子板间的通讯，完成网桥的功能。
系统软件设计
系统软件包括上位机的PC系统软件、下位机QNX系统中的软件和I/O卡件中的嵌入式软件。上位机软件包括Web服务程序、组态软件、针对的优化控制软件及高层管理软件，采用图形化的用户界面，操作直观、方便，完成对整个系统的管理、监控和对各控制节点的协调优化控制，采用VisualC++编程；下位机的嵌入式软件包括X86CPU板上的实时软件、路由软件、通讯软件、冗余管理软件、节点中的环路控制软件和网桥中的接口程序，运行QNX实时操作系统和SQLanywhereforQNX实时数据库系统，采用WatcomC/C++forQNX编程，利用QNX操作系统本身的远程功能实现各节点上程序的动态下载及新；I/O卡件中的嵌入式软件主要负责数字量和模拟量的输入输出、冗余管理以及和CAN总线的通讯，通过采用KeilC编程，避免了用汇编编程带来维护困难的问题。
结语
本系统结合通讯，计算机等方面的一些技术，采用基于CAN总线及QNX分布式实时操作系统的解决方法，实现了分布式实时DCS系统，满足了设计要求。■
：本文针对现有DCS系统在实际应用中碰到的一些问题，结合通讯、计算机等方面的技术，提出了基于QNX分布式实时操作系统及CAN总线的解决方法，并介绍了该系统的设计思路和实现方法。
关键词：DCS；CAN；分布式实时操作系统
引言
DCS系统在发电、炼钢、石化等领域有着广泛的用途，大的提高了生产的自动化程度。但随着DCS系统的规模越来越大，对其性、实时响应速度、可扩展性及可维护性也提出了高的要求。本文在对大型分布式DCS系统进行探讨的同时，结合通讯、计算机等方面的一些技术，提出了一种设计方法，可实现以下几个性能特点：环路控制响应时间<5ms；冗余卡件切换时间<10ms；紧急事件响应时间<1ms；实现分布式结构，系统规模扩大时不会增加系统的复杂性；底层电源、I/O卡件、节点及网络均可实现冗余；系统访问底层I/O卡件和节点时，无须知道其位置及路由信息，就可直接访问，即使底层拓扑结构改变，也不会对上层系统产生影响；各节点上的程序可通过网络下载、新而无须停机；能与PLC、现有仪表及计算机网络相连，共享信息资源，具有良好的开放性；设计上尽量采用成熟的技术和现成的配件，以便减少开发和维护费用，方便生产。
系统整体结构
该系统采用三层网络结构，上层的高层管理网和中间层的现场控制网均采用100M以太网。并通过使用光纤互连来提高通信距离和抗干扰能力；通过使用交换机来提高网络交换速度；通过使用工业级产品来提高系统性。
高层管理网
上层高层管理网由管理计算机、数据服务器、Internet、网关服务器等组成，是实现企业综合管理的信息通道。
中间层现场控制网
中间层现场控制网由网关服务器、工程师站、操作站、现场控制站及网桥等组成。用于高速、传输过程实时数据、控制数据、组态信息等所有现场控制层数据。由于数据量大，为保证，在硬件上采用两条100M以太网做为冗余；在软件上，采用分布式实时操作系统QNX来实现系统的以太网冗余、程序的动态下载、新及环路控制的实时性。本系统采用QNX有以下几点原因：(1)、QNX是一个经过验证的的分布式实时操作系统。(2)、作为一个分布式操作系统，QNX有很好的网络功能，本身支持两条以太网冗余运行，能把数据平衡的分配到两条以太网上，可成倍提高网络速度，当有一条网络出故障时，能动态的把所有通信数据切换到另一条网络上，并对用户透明。该功能很适合本系统使用。(3)、QNX可通过网络的新节点上的程序而停机，方便维护、升级操作。(4)、不象其它很多实时操作系统可在众多的CPU上运行，QNX专门针对X86优化，可充分发挥X86的性能。(5)、QNX系统精巧，内核只有10多K，可直接在小容量的电子盘上运行。
底层现场控制站内部网
现场控制站内部网用于以太网通信卡、CAN通信卡、I/O卡件之间的数据通信以及现场控制站和机笼间的互连
摘要：介绍了引进英国ＴＢＳ公司Ｐ２５Ｔ／Ｋ全自动离心机的操作原理、国产化设计；对卸料阀装置在使用过程中出现的问题进行分析，分析了卸料阀装置的结构及故障发生的原因和故障排除的方法，改进设计及安装时应注意的问题和调整方法。
关键词：Ｐ２５Ｔ／Ｋ全自动离心机；国产化设计；卸料阀装置；改进设计
中图分类号：ＴＨ１２２文献标识码：Ａ文章编号：１００９－０４７９－（２００７）０５－００２５－０４
０引言
Ｐ２５Ｔ／Ｋ全自动离心机是从英国（ＢＲＯＡＤＢＥＮＴ）托马斯·布罗班父子有限公司引进的全自动筛选设备。本产品主要用于制糖、制药、矿冶、环保、化工和食品等行业。
Ｂｒｏａｄｂｅｎｔ全自动间隙离心机是在离心力的作用下，将物料中的晶体和母液分离，如糖膏、味精等。物料处理在装有滤网并有打孔的圆柱转篮内进行，转篮挂在长转轴的底端。转轴吊在一个有弹性的缓冲器上，该缓冲器允许转动装置有轻微的摆动以找到其自身的转动平衡轴，这样可以减少传递给支撑平台的振动。离心机由一台三速电磁感应电机或变频调速器驱动电机驱动，进料和刮糖过程中的速度控制通过一个三相可控硅存储器实现，用于实现进料和卸料所有结构的气动动作。整台机器的控制由可编程逻辑控制器（ＰＬＣ）控制。
１.操作原理离心
机处理物料的间隙操作按以下周期方式进行。
离心机加速到一个低速，根据糖膏浓度进行设定，一般进料速度设为２００ｒ／ｍｉｎ，如糖膏浓度高，进料速度设为１８０ｒ／ｍｉｎ，糖膏浓度低，进料速度设为２４０ｒ／ｍｉｎ；达到进料速度后，进料蝶阀和闸板阀打开，物料流下至进料槽并进入筛篮。物料流在锥面分配板上，在离心力作用下爬上筛篮并形成均匀的物料层，液体开始通过滤网和筛篮孔出去并被收集到外壳中，分别进入到设备下部的管道中。物料厚度在筛篮中增加直到进料检测器断开而使进料控制蝶阀关闭。经过一小段时间的延迟后，闸板阀关闭，不允许任何残留的深色物料滴落到筛篮中的物料上。进料速度取决于进料蝶阀开启的程度，可以采用手动或自动控制。
进料完成后，离心机加速到中等速度并保持该速度，等待操作者或程序许可以继续进行下一步骤。然后离心机加速到其大分离速度（一般为１２００ｒ／ｍｉｎ），在这段时间里，继续从物料层液体并喷洗水和蒸汽，去除晶体中后的微量母液。水洗母液的纯度较高，可使用分路阀系统引导这些液体到不同的卸料管路中。离心机在预设时间内保持分离速度，以干燥晶体层达到要求的水平。
分离完成后，离心机减速到一个非常低的速度，在筛篮底部的卸料阀板开启，刮铲片切入到晶体层的部并沿筛网慢慢向下移动至筛篮底部，卸除干燥的晶体并卸到位于壳体下面运行中的输送机上。
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