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 前言

短纤维产品如涤纶中空纤维、三叶纤维、七孔中空纤维、十孔中空纤维本、以及各类阻燃纤维、纤维、加硅纤维（PP棉）等，它具有手感好、弹性、蓬松度高的特点，产品适用于生产喷胶棉、无纺布、针刺布、服装、玩具、枕芯料、踏花被、人造毛皮等等。由于该产品，很多企业都在对老线进行技术改造或是引进新的生产设备。本文就是针对该系列设备推出的成熟的变频技术方案。

短纤维设备包括前纺处理和后纺处理两大设备。其中后纺设备和工序包括：集束----牵伸浸油----卷曲-----热定型----切断----打包-----检验----成品----出厂。其中为重要的是从牵伸到卷曲的工艺过程，该流程有4个传动机构（一道牵伸、二道牵伸、三道牵伸、卷曲），在传统的工艺中采用一台大电机通过机械齿轮来单轴控制4个传动。由于单轴传动的弱点逐渐凸显出现，如齿轮箱损坏、牵伸比调节困难、单轴容易断裂等。因此在目前进口的化纤后纺设备中基本上都采用立变频传动的方式来实现。

在采用立变频传动的同时，有二个重要的问题要加以解决：（1）发电及能量反馈的问题；（2）同步牵伸的问题。二者都是由于化纤后纺工艺的需要，后纺的一个重要任务就是要使纤维丝通过牵伸速度的不同来达到工艺要求，这就导致了一道和二道牵伸经常处于发电状态；同时**4个立传动在加减速和恒速中同比例升速，这就引出了同步牵伸的问题。

2 多电机传动系统的建构

在化纤后纺的4个立传动辊中，为保持一定的牵伸比，通常一道牵伸和二道牵伸处于发电状态，三道牵伸和卷曲则处于电动状态。

2.1 电动和发电

通常从变频器调速系统的二种运行状态，即电动和发电。在变频调速系统中，电机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的，在频率减小的瞬间，电机的同步转速随之下降，而由于机械惯性的原因，电机的转子转速未变。当同步转速w1小于转子转速w时，转子电流的相位几乎改变了180度，电机从电动状态变为发电状态；与此同时，电机轴上的转矩变成了制动转矩Te，使电机的转速下降，电机处于再生制动状态。电机再生的电能P经续流二管全波整流后反馈到直流电路。由于直流电路的电能无法通过整流桥回馈到电网，仅靠变频器本身的电容吸收，虽然其他部分能消耗电能，但电容仍有短时间的电荷堆积，形成“泵升电压”，使直流电压Ud升高。过高的直流电压将使各部分器件受到损害。

图一 变频器调速系统的二种运行状态

如何处理再生电能呢？简单的办法就是能耗制动，它采用的方法是在变频器直流侧加放电电阻单元组件，将再生电能消耗在功率电阻上来实现制动，但是由于一道和二道牵伸传动始终处于发电状态，其发电功率是相当可观的，在实际操作中，需要有庞大的制动电阻群。因此如何将该电能利用起来，是一个急需解决的问题。

2.2 　多电机传动控制的建构

对于频繁启动、制动，或是四象限运行的电机而言，如何处理制动过程不仅影响系统的动态响应，而且还有经济效益的问题。于是，回馈制动成为人们讨论的焦点，然而目前大部分的通用变频器还不能通过单的一台变频器来实现再生能量。为解决这个问题，本文介绍了一种共用直流母线方式的再生能量回馈系统，通过这种方式，它可以将制动产生的再生能量进行充分利用，从而起到既节约电能又处理再生电能的功效。

多传动控制回路包括直流输入回路、直流母线供电回路、若干个逆变器（或是具有输入缺相保护的通用变频器），其中电机需要的能量是以直流方式通过PWM逆变器输出。在多传动方式下，制动时感生能量就反馈到直流回路。通过直流回路，这部分反馈能量就可以消耗在其他处在电动状态的电机上，制动要求特别高时，只需要在共用母线上并上一个共用制动单元即可。

图二接线是典型的共用直流母线的制动方式，根据化纤后纺设备的特点，一道牵伸M1和二道牵伸M2在正常工作时处于发电状态，三道牵伸M3和卷曲M4则处于电动状态。由于M1和M2发电是由于3道牵伸的电动所引起的，该2台电机所产生的回馈能量足以消耗到处于电动状态下的M3和M4中，而不会引起直流回路母线电压的升高，这样就解决了再生能量的制动问题，从而使系统始终处于比较稳定的状态。

图二 共用直流母线的多电机传动方式

2.3 直流输入回路

直流输入回路负责提供多电机传动系统的直流电源，其主要部件为整流器。但是我们知道，当AC/DC电源启动时，将产生一个高达系统标称电流50倍的启动电流对输入电容（本文主要是指VF1-VF4变频器的电解电容）充电。该启动电流会导致主电源上电压降的产生，从而影响连接到同一个电源网络上的其它设备的正常工作，甚至熔断输入线路熔丝。通常情况下离线电源的由一个桥式整流器和一个大容量滤波电容组成，启动时对大容量滤波电容的充电会在输入端产生一个称之为启动电流的浪涌电流。如果不限制这一启动电流，那么输入熔丝就可能熔断或者可能触发电路保护断路器。因此直流输入回路的问题是控制启动电流。解决该问题的一种方案是将阻抗与一个硅通路元件或者机电继电器并联，再与整流器串连，这样就可以大大降低冲击电流，以**直流输入回路的性。

2.4 多电机传动的特点

化纤后纺设备采用共用直流母线的多电机传动控制方式，具有以下**的特点：

a. 共用直流母线和共用制动单元，可以大大减少整流器和制动单元的重复配置，结构简单合理，经济。

b. 共用直流母线的中间直流电压恒定，电容并联储能容量大；

c. 各电动机工作在不同状态下，能量回馈互补，优化了系统的动态特性；

d. 提高系统功率因数，降低电网谐波电流，提高系统用电效率。

3 多电机传动牵伸同步的控制

在化纤后纺设备的四道传动（三道牵伸加卷曲）中，其牵伸比的确定以四个传动电机的速度同步为基准。通常情况下，有一个主给定信号，同步控制的目标就是将这个信号按照牵伸比的要求均匀分配到M1、M2、M3、M4四个变频器中去，**四传动无论在加速、恒速或者减程中都能保持同步的比例性。

以下主要讨论目前较为常用的三种同步控制方案。

图三 化纤后纺传动的同步控制方案

3.1 模拟量同步控制

当一台整机或一条生产线中各个传动单元分别由立的变频器驱动时，为了**整机在一个主令转速的设置下，各单元同步协调工作（这里为固定的牵伸比），需要配置同步控制器。该同步控制器可对各单元传动速度分别整定，以实现各单元以一定的比例速度同步工作，总的主令设定电压（由电位器决定）通过给定积分器输出，可实现软起动和软停车。

该同步控制器能输出多路模拟量信号给变频器（这里为VF1-VF4）。模拟量输入设定方法是一种控制精度较高的方法，一般情况下可达电压“11bit+符号”或电流“10bit”级别的分辨率。

3.2 脉冲信号同步控制

在电子技术中，脉冲信号是一个按一定电压幅度，一定时间间隔连续发出的脉冲信号。我们将个脉冲和二个脉冲之间的时间间隔称为周期；而将在单位时间（如1秒）内所产生的脉冲个数称为频率。

通常情况下，大输入脉冲频率可以在0.1KHz到50KHz之间选择。VF1变频器在主令电位器的控制下输出同步脉冲数给VF2，VF2接受脉冲数进行运转并同时输出同步脉冲数给VF3，直到VF4。由于脉冲信号的数字处理技术和抗干扰能力强，因此在同步控制中也被广泛使用。

3.3 通讯总线同步控制

通过网络设定频率是一种的频率设定，其具有通讯速，稳定，接线简单等优点，而且在模拟量控制时，输出端经过一个数模转换器，经过导线，进入输入端（变频器）又需要经过一个模数转换器才能参与控制。两个转换器位数不同和导线损耗都可能造成一定误差，而通讯传递直接是数字量不需要转换，没有误差，在传输过程中不会造成损耗，而且响应速度率也会很高。

通常情况下，同步控制可采用RS485总线的异步通讯控制方式，如图（3）所示。选用变频器标准内置的RS485可以方便实现与上位机的通讯，同时也可挂现场总线或局域网，通过网络进行信息交换，主要有PROFIBUS、Modbus、FF等对应不同的网络及总线形式，但配用接口卡。

4 结束语

化纤后纺设备的变频技术应用应结合工艺本身的要求，选择具有共用直流母线方式的多电机传动控制结构能够很好地解决一道和二道的持续发电问题，同时采用同步控制来实现恒定的牵伸比。本方案已经在多家短纤维后纺设备的技术改造中得到成功应用。

前言

在现代社会中，供电质量的好坏，不仅反映一个国家或地区人们的生活质量、水平和投资环境的好坏，是影响经济发展的重要因素，它决定着工业发展的方向、规模。实际上，信息时代的到来，要求不间断供电的计算机设备越来越多，给供电提出了高的要求。停电或限电会导致减产，而忽然的停电则会危害工厂的重要设备。中低压配电网作为输配电系统的后一个环节，其实现自动化的程度与供用电的质量和性密切相关，只有实现中低压配电网的自动化，才可能大限度地提高供电质量，满足人们日常生活工作与生产的需要。

实现中低压配电网自动化，可提高供电的质量和性。实现中低压配电网自动化，可减少故障次数，缩小事故范围，缩短事故时间，为恢复供电、快速分析、诊断、事故原因提供有效的依据。

实现中低压配电网自动化，可以提高整个电力系统的经济效益：减轻维护人员的劳动强度；减少操作人员；增强电力系统的免维护性；有利于提高设备的和健康水平，延长使用寿命。

实现中低压配电网自动化，可以提高整个电网的管理水平。主要包括：为电力系统计算机管理自动、准确、及时地提供为详尽、丰富的数据和信地方、任何用户的计划停电、供电；可以方便、直观地监控全局内各个用户的用电、供电情况，实现总体控制。

我国配电网自动化的薄弱环节－中低压配电网

配电网自动化建设，在我国尽管起步较晚，但也已经进行了近20年的研究和实践，初步成效。但是研究与实践成果大多数都是在高压配电网（35 k V以上）层次上进行的，而在中低压配电网（配电房这一层次）的自动化问题上，还是一片空白，既没有总体的规划，也没有一个统一的技术原则。不仅如此，目前的纵向监控一般只限于变电站的出线以前，对于从变电站馈线到终端用户等属于用电管理范畴的监控，除少数大用户的负荷控制外，尚无其它监控手段。

中低压配电网自动化方案

1、电力系统自动化现有方案的比较

中低压配电网（主要指开关站、开关房、开闭所）的自动化和变电站的自动化具有一定的相似性。因此，分析一下变电站自动化的实现方法，对于正确确定中低压配电网自动化方案具有重要意义。

变电站自动化系统由5个部分组成：主站、远方终端单元（re mote terminal units，RTU）、线路传感器、远方控制SF6或真空开关、通信电缆。其中，RTU装置位于变电站现场，可以自动采集各种开关状态量（遥信）、模拟量（遥测），并经通道传递到监控的主站系统；有的RTU还可以按监控人员的意图和指令执行特定的遥控操作，并将操作结果返送监控主站系统。

从变电站RTU可以实现的功能来看，变电站的自动化包括3个方面的内容：遥信、遥测、遥控。除此之外，有的系统还可以根据遥测的结果实现电能量总加功能。与此相应，变电站自动化系统可以分为两类：一类只实现了遥信、遥测的功能，即传统的SA系统；而新的SA 系统则属于另外一类，它应该可以实现所有“三遥”功能。这两类系统对应着电力系统自动化的不同阶段和水平。

从变电站RTU实现遥测的方法来看，RTU存在两种实现方案：

a）直流采样方案

这种类型的RTU装置在采集模拟量之前，先利用变送器将交流转化成直流，然后再使用RTUA／D转换元件将直流量表示成数字量。其装置以模拟电路为主，辅以少量的数字电路。其特点在于需要变换器，的数字处理单元（CPU等），难以反映模拟量的瞬时变化，无法进行谐波分析，电能量总加功能的实现比较复杂困难。

b）交流采样方案

这种类型的RTU装置直接使用A／D转换元件对交流电量进行采集计算，变送器之类的转换设备，但需要快速的数字处理单元进行配合，以对采集到的数据进行分析、综合。它不仅可以反映电量的瞬时变化，而且可以进行谐波分析，计算频率，简单地实现电能量总加功能。它们多使用微型计算机（如8 X86等）配合多个单片机（如8051、8098等）、并加上大量的A／D转换电路，来实现开关量、模拟量的采集。

当前在数字技术得到充分发展和应用的情况下，交流采样方案是配网自动化的一个合理选择。它以数字电路为主，辅以少量的模拟电路，功能强大，扩充容易，性较直流采样方案有较大提高，综合。

2、中低压配网自动化的应用特点

中低压配网自动化系统由主站、远方终端单元（RTU）、线路传感器、远方控制SF6 或真空开关、通信电缆等五个部分组成。中低压配电网自动化的应用有自己不同的特点：

a）传统的变电站RTU在功能上偏重遥信、遥测，但中低压配电网的自动化对象（开关房、开闭所和配电房）数目繁多，开关操作频繁，注重遥信、遥控功能。

b）中低压配电网的自动化对象遍布城市、农村等各种不同环境，被不同层次的用电管理人员（包括农村电工）所操作。要求其具有安装灵活、易操作、免维护、抗恶劣环境等特点。

c）应用于中低压配电网的RTU，在功能上应具有模块化结构，在硬件上要越简单、越越好。是同一套简单硬件，只要简单进行一下设置，就可以满足不同场合、不同规模的要求。

由此可见，有必要开发新型的、不同于传统结构的RTU，以适合中低压配电网自动化的特点和需要。

3、中低压配电网自动化RTU的RS6011G GPRS RTU实现 。

RS6011G远程智能监控终端是集成了模拟信号采集、过程IO控制和无线数据通信于一体的高性监控装置，可以直接接入标准传感器信号或仪表输出的模拟信号、电平信号、干触点、脉冲信号等，是小规模过程信号实施无线监控的手段。

RS6011G远程智能监控终端内部具有一个的微处理器，可以完成模拟信号的采集、量值转换和滤波处理等，数据的存储周期和上报周期可以根据用户环境的要求而调整，多点组网的方式非常灵活，既可以选择简单方便的GSM SMS短消息方式，也可以选择实时的GPRS/CDMA网络方式。监控的建立也是非常容易，目前流行的组态软件都可以直接接入，同时我们提供基于互联网WEB发布的电网设备运行远程监控系统，可以满足大多数电力用户的需求。

配备多种接口资源：包括模拟信号采集、开关量输入、输出、脉冲信号输入等；

1、 产品功能

◎监测

RS6011G监控终端支持RS232/RS485用户数据接口，可现场接入电压监测仪、电表、配变监测仪等电力参数监测设备，通过无线的方式进行远程监视，并通过主站管理软件汇总形成报表。

RS6011G监控终端支持多路开关量，模拟量接入，可时实监测现场断路器工作状态，漏电保护器状态及现场温湿度状况等。

◎报警

当电力设备发生故障时，RS6011G监控终端在时间自动发送报警短信到授权的手机及主站管理软件。报警信息可以支持：电网停电、保险溶断、漏电跳闸、缺相运行、零线故障、短路故障、非法开启计量箱，设备高温等故障报警。

◎控制

RS6011G监控终端内设两只工业继电器，支持两组常开常闭接点输出，可以远程控制断路器、漏电保护器的分合闸。抢修人员到达现场也可轻松完成故障排除。

2、产品特点

◎ 支持一路RS232/RS485方式的用户数据接口，可接入大用户电表等电参数监测设备；

◎ 采集传输控制一体化，提高了系统性，降低了成本；

◎ 采用工业级低功耗的嵌入式处理器；

◎ 用户可以编程的量程转换和报警上下限设定；

◎ 内设工业时钟，计时；

◎ 自动定时上报和事件触发上报功能；

◎ 内置大容量FLASH存储器，数据自动记录，支持历史数据检索；

◎ 通讯协议完善，组态软件支持，用户免开发；

◎ 板载GSM/GPRS/CDMA传输模块，方便用户选择GSM、GPRS或CDMA组网方式；

◎ 提供用户设置软件，开放式接口，方便与组太软件及其它软件连接；

◎ 工业级设计，稳定，坚固；

这样一种基于采集、传输、控制一体化RS6011G的中低压配电网自动化的RTU实现方案，可以满足中低压配网自动化的特殊要求。它具有以下特点和优势：硬件结构简单，免维护；规模可大可小，可以实现遥控点、遥信点、遥测点的增加；抗恶劣环境；高性；编程实现各种功能，免硬件调试；廉。

结论

实现我国中低压配电网自动化，是提高供电质量、用电性和提高电力企业自身水平的需要。利用采集、传输、控制一体化RS6011G来实现中低压配电网的RTU功能，具有简单、、易用等特点，是一个比较有应用前景的实现方案。

1 引言  （1） 三菱f系列变频器外部端子调速可分为模拟量调速和多段速调速  模拟量调速可用电压0~10vdc或电流4~20madc，进行无级调速。本公司货架组件（横梁）冷弯设备机组便采用多段速闭环变频器调速控制系统;一般采用外部输入端子sd、stf、str、rl、rm、rh，进行三段速调速。rl、rm、rh是低﹑中﹑高三段速速度选择端子，sd是输入公共端，stf是启动正转信号，str是启动反转信号。当y10，y11有输出时，变频器为低速运行;当y10，y12有输出时，为中速运行;当y10，y13有输出时为高速运行。三段速分别设置为20hz、30hz、45hz。在模拟量调速时，通过编程，三菱fx2n系列可编程控制器根据操作台发出的信号，选择控制方式：模拟量调速或多段速调速。其控制系统还可以通过dos操作系统开发编程的微机作为上位机实现控制功能或结合触摸屏技术实现随机动态适时控制或结合触摸屏控制技术来操作控制实现有关功能。  （2） 三菱fx2n系列可编程控制器是小型化，高速度，的产品，是fx系列中档次的小型程序装置。  本文探讨melsec fx2n-32mr在货架组件（横梁）冷弯机组中的应用特点。  2 系统构成  2.1 工艺流程  工艺流程如图1所示： 据货架组件（横梁）的冷弯成型孔型设计及冷弯成型工艺要求，货架组件（横梁）冷弯机组共有12站牌楼构成，钢卷料由站牌楼前的带料导引装置将钢带穿入冷弯机组进行冷弯成型加工，该冷弯机组主动力由22kw的三菱多功能矢量控制变频器和异步变频电机驱动系统构成，各牌楼间的动力传递可采用链传动或齿轮组来实现;主控系统选用melsec  fx2n-32mr可编程控制器，闭环控制反馈信号由1200p/r的旋转编码器被动测量提供信号开关量并测长，根据所选的编码器的线数以及要走的位置量，确定好对应的计测脉冲数，然后设置plc，使其在计测到相应的脉冲数时产生相应的动作以实现产品定长切断的控制，其基本长度控制精度可达±0.5mm以上，可重复长度控制误差分布范围大不过1mm。  2.2 系统硬件结构的主要配置  （1） plc选用是fx2n-32mr，外加fx2n-232-bd通信模块。各1只;  （2） 触摸屏选用型号为：gp37w2-bg41-24v，或采用微机控制上位机系统;  （3） koyo旋转编码器trd-nh1200-rz及测量辊、24v开关电源，各1台;  （4） 三菱多功能矢量控制变频器：fr-a540-22k-ch变频器，1台;  （5） 三相笼型交流异步电动机：y系列，4，22kw，1台;  （6） 其它电气选配件。  3 电气闭环控制系统原理  3.1 无闭环系统的控制原理  要实架组件（横梁）的冷弯成型机组的闭环无级控制，根据变频器和变频电机的特性，即：在一定载荷下变频器所存在的理想加速和减速特性曲线，或根据不同的和规格的变频器的特性参考资料、冷弯机组加工件的负荷特性、电机的负荷特性等进行适时调整。基本控制原理如图2所示： 3.2 基本控制思想  （1）据旋转编码器测量反馈的当前速度信号适时调整变频器的输出驱动频率值，从而**变频电机能以要求的速度平稳运行;其还表现在根据具体冷弯产品的成型工艺要求、负荷波动规律等选择相应的速度控制模式，即初时运动加速度与加速控制时间、平稳运行速度与距离、减速运动加速度与控制时间等进行变频器的适时调整，确保主机运行及控制反馈运行过程的平稳，不稳定形成的系统差故障;  （2）据旋转编码器的脉冲测量数反馈当前冷弯机组主电机的位移信号及预先设定的控制方案适时调整变频器的输出驱动频率值，使变频电机先以较高的速度运行到接近冷弯产品控制切断长度的位置后将速度平稳降到较低的速度下工作，并在切断控制处准确制动停准，必要时可采取机械抱闸系统来辅助快速定位，再通过输出控制点发出切断控制信号实现液压停剪;plc控制系统在工作过程中实时采集运行数据，并不断地与存放在软件控制数据块里的标准位置参数进行比较和控制决策，从而达到快速准确定位、提高作业效率的目的，并与监控系统交换工作信息以实现生产管理系统的动态管理。  4 负载机械特性和变频器的选型  该系统的电气拖动主要是驱动冷弯轧辊运动，其阻力矩tl取决于冷弯轧辊与钢卷料之间的摩擦力fl与冷弯轧辊半径r的乘积，即tl=fl×r。在这里，冷弯轧辊的半径r是恒定不变的，摩擦力fl的大小与相应的冷弯产品的孔型设计工艺水平、机组的传动效率和相关材料与轧辊间的摩擦系数等有关，与转速高低关系不大。这是典型的恒转矩负载机械特性。可初步选用三菱fr-a540系列变频器。  4.1 三菱fr-a540系列变频器具有的特性  （1）采用的磁通矢量控制。由于采用了精简指令集计算机risc微处理芯片，使之具有全新的在线自动调整功能，使电机在不影响启动速度的情况下得到调整。  （2）具有多段速度选择功能：它有高速rh、中速rm、低速rl、二加/减速时间选择rt、漏型公共输入端sd等端子，可以通过plc的输出点直接控制输入端子的on/off状态来实现变频器速度的上升、下降和停车。每档速度的大小可由变频器功能预置来设定。  （3）运用了三菱“柔性脉宽调制”（soft-pwm）开关方式，实现低噪音运行，并能减少对外射频干扰，有利于邻近的plc、旋转编码器的运行。  （4）调速范围：1:120（0.5hz~60hz运行时），且低频运行性能稳定，采用自动调整后，可以在不同的的电机上实现运行。  4.2 变频器的选型  货架组件（横梁）冷弯机组的主要功耗包括：用于货架组件（横梁）弯曲变形功率、克服辊子与工件之间的摩擦阻力及辊子轴承摩擦阻力、克服机组传动阻力及功率损耗，一般采用经验测算方法与简单公式计算后放大倍数的方法共同核算，通常还根据冷弯成型的成功案例进行类比测算，并依此确定具体型号变频器的实际功率。  综合多种因素，笔者选定了三菱fr-a540-22kw-ch变频器。经试验证明：针对货架组件（横梁）的冷弯成型机组采用pgl板反而会出现较大的定位误差，故取消了pgl板设计，仅利用变频器的多段速选择和fr-a540的来实架组件（横梁）的冷弯成型的定位控制。  5 外部接口设计  三菱fx2n型plc内置多个高速计数器。经过测量测试，选择采用两相两计数输入、应答频率为30khz的c251计数器，将旋转编码器的a、b输出端与plc的x0、x1输入点相连，可以稳定地捕捉货架组件（横梁）冷弯机组上加工产品所需要的闭环控制反馈信号，实现冷弯产品的加工长度、位置定位后的程序比较及控制信号的输出，实现冷弯产品的定长液压停剪动作。机组大运行速度限制计算为：测量辊周长与应答频率为30khz的乘积再除旋转编码器的每转脉冲数，如我司选用的测量辊直径为φ60mm，周长为188.5mm，则每秒大运动位移为：  188.5mm×30000÷1200=4.1725m  远远满足货架组件（横梁）冷弯机组的大运行速度在20m/min的要求。  fx2n-32mr的输出点的外部接线方式为分组式，有com0~com3共4个com点与16个输出点对应，可以灵活地选择输出点的电源形式。  用plc编写一条32位的高速计数器区间比较复位指令dhsz，用触摸屏对plc数据寄存器d赋值，数值以理论脉冲数为基准增减，再与c251记录的编码器脉冲数进行比较，当两个数据相等时，plc指令变频器和电机停机。经反复赋值试验，可以找到的编码器脉冲总数。然后按照速度控制规律  的各段分配脉冲数，以指导plc适时向变频器发出速度切换指令。试验时电机采用低速运行，脉冲数或实际长度换算数以实际记录为准。  加速/减速时间的设置是变频器参数设置的关键。冷弯机组遵循加速-运行-减速-低速运行正反转调整-停止为一个运行周期，每一周期中的间隔是冷弯产品的切断过程及系统动作复位。合理设置这些参数，可以调整定位运行的切断控制精度及机组生产效率，使它适合负荷的要求。  6 结束语  plc+变频器控制实现的多段速系统控制确保了货架冷弯机组的自动化控制要求，具有运行稳定，定位精度高等特点。实践也证明fr-a540-22kw变频器满足货架冷弯机组的调速和基本定位控制要求，提高了生产效率。此种plc+变频器控制方式也可用于其他需要速度配合及定位控制的电机变频调速系统。  根据今后货架冷弯机组的自动化发展方向，将成型速度的设定与控制理论的发展与应用、成型辊辊型设定与实时调节、具体机械设备的故障诊断的处理与显示等与具体的plc控制功能和发展相结合，必然能促进货架冷弯机组的自动化发展水平

1 引言  直流电源设备是电力系统不可缺少的辅机设备。供给断路器分合闸用电，后备电池充电以及二次回路的仪器仪表等低压设备用电都采用直流电源。目前国内发电厂及变电站使用的直流电源设备已广泛采用高频整流模块为功率单元，为了对整个直流系统进行合理的实时监控、管理，本文设计了一种基于西门子s7-200plc［1］的高频直流监控器。其功能主要是实时采集直流系统的电压、电流及供电支路的开关状态等运行参数，并对数据进行分析处理，判断直流系统的运行工况，并根据pid控制理论进行实时运行控制和故障处理，并对蓄电池进行在线监测，为电力综合自动化控制系统提供、稳定、的直流电源。  2 系统硬件组成及工作原理  系统硬件组成原理框图如图1所示。系统主要由直流监控器（以下简称监控器）、模拟量采样板、高频整流模块等组成。其中监控器是整个系统的部分，主要由西门子s7-216cpu配以em-235模拟量模块、闽台人机电子mt-510t触摸屏等组成。 系统交流供电采用两路三相三线制方式实现主备用供电电源的自动切换，经过交流配电输入单元供电给智能高频整流模块，智能高频整流模块按监控器控制方式输出所需的直流电压供合闸母线、控制母线、蓄电池充电用。监控器通过plc各开关量输入通道采集各模块报警量输入、各馈线开关量输入、各熔断器信号输入等开入量；通过模拟量采样板将模块采集交流输入电压、直流输出电压、合母电压、蓄电池电压、输出电流、控母电流、合母电流、充电电流等模拟转化为0-5vdc电压量或4-20ma电流量由em-235模块12位a/d通道采样；通过程序内部数据处理，按照程序设定的控制曲线，利用比例微分积分pid（proportional integral differential）控制算法［2］，产生调节量，由em-235模拟量输出口产生0-10vdc电压量，控制高频整流模块的输出电流、电压，实现闭环控制。  监控器采集现场各种运行参数，系统故障时发报警信息；系统事故时保护动作，保护充电设备和电池。触摸屏是整个监控器的人机接口部分，通过rs485与plc通讯，显示直流系统的各种信息，如系统直流电压、电流参数，系统状态信息、故障信息、系统设置参数等，并可设置系统各参数，控制监控器的运行状态。可通过rs485通信接口与上位计算机及智能通讯设备通讯，以实现“四遥”功能［3］。  3 程序设计  3.1 程序流程图设计  plc终端软件采用stl语言编写，程序设计采用模块化，功能化结构，便于维护、扩展。为提高终端的抗干扰能力，软件控制中采用了数字滤波、故障自检、控制口令等措施，**控制操作的正确性和性。装置plc主要程序流程如图2所示，主要由初始化程序、数据采集处理子程序、时钟处理子程序、充电转换子程序、故障报警及保护子程序、交流中断子程序、pid调节计算子程序、硅链投切控制子程序等组成。 主程序始终处于循环运行状态，其中初始化程序主要完成系统的初始化，设定各寄存器、计数器、plc工作模式、定时器中断、通讯方式等参数初始值等。然后不断调用模拟量采集及处理子程序对系统数据进行实时采集；调用充电程序运行方式子程序决定监控器的运行方式；调用故障报警及保护子程序判断故障报警及保护继电器输出；调用时钟处理子程序对蓄电池充电程序各种运行时间累计；调用交流电中断子程序**系统在交流中断后自动恢复；调用硅链投切子程序根据系统设置的控母电压定值对硅链进行自动投切控制；调用通讯子程序（中断方式）实现与上位机监控系统及其它智能设备通讯。  3.2 主要子程序原理  （1）充电转换子程序：通过判断标志字v152的值来决定监控器的运行方式。当标志字为0时调用浮充电子程序；当标志字为1时调用恒流充电子程序；当标志字为2时调用均充电子程序。各充电子程序之间通过程序内部自动进行转换。系统初次上电后用0.1c10a给定恒流充电，电压达到整定值（2.30-2.40）v×n（n为单体电池节数）时，自动转为恒压均充电；当充电电流逐渐减小，达到0.01c10a时，plc开始计时，均充计时达3小时后，自动转为浮充电状态运行，充电电压为（2.23-2.28）v×n。正常运行浮充状态下每隔720小时，自动转入恒流充电状态运行，按阀控式密封铅酸蓄电池正常充电程序进行充电。  （2）交流电中断子程序：当电网事故停电，这时充电装置停止工作，蓄电池通过降压模块，无间断地向二次控制母线送电，同时监控器发出告警信号。交流电源中断过0.5小时以上，恢复送电运行时，plc控制充电装置自动进入恒流充电状态运行，按阀控式密封铅酸蓄电池正常充电程序进行充电。  （3）通讯子程序：接受命令采用中断处理，通过atch指令使中断事件8在接受不同特征命令下执行不同的程序。对串行通讯的时限制则通过内部定时中断来控制，其事件号为10，定时时间由smb34来确定。为减少通讯的误码，采用crc16校验措施［4］。  4 装置功能特点  检测高频整流模块的输出电流和故障状态：当模块有故障时，监控器发出声光报警信号，并重新均分整流模块负载；可本地或远端控制整流模块的开/关机、自动控制电池充电均浮充转换；可本地或远端连续设置整流模块的输出电压；监测各直流馈电输出的电压、电流，各馈电输出开关状态、熔断器状态、绝缘状态，当发生异常情况时发出声光报警；监测电池电压及充放电电流：当市电中断由蓄电池维持向负载供电时，如果电池电压降至低压告警值，监控模块发出声光报警；当市电恢复后监控系统可对电池进行自动均衡充电管理；提供硅链控制口，可支持5级、7级硅链自动控制；支持母线分段支路绝缘监测，绝缘阻值过低报警；采用原电力部颁标准通讯协议，rs232或rs485串行通讯接口，可方便的与电力自动化系统对接，实现电源系统的“遥信，遥测，遥控，遥调”四遥功能；监控器对重要故障提供继电器输出，故障内容可按用户需要自行设定；当监控器到输出过压、过流等保护信号时，保护继电器动作，跳高频模块交流输入空开，从而保护高频整流模块。  5 结束语  本文利用西门子s7-200和人机电子mt-510t为组成高频直流监控器，充分利用了s7-200plc的各种智能功能，实现了智能化的管理、丰富的人机接口。目前，随着高频整流模块的智能化，现已实现整流模块与监控器的直接通讯，可由监控器直接将控制量下发到整流模块，减少了中间调节转换环节，可快速、、地完成对整流模块的实时监控。通过几十套的现场运行实践表明，该监控器功能强、性高、维护量少、操作方便，同时可方便地通过通讯接入综合自动化系统，可为电力综合自动化系统提供、稳定、的直流电源，有着**的社会经济效益。(end)