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浔之漫智控技术(上海)有限公司
主营：西门子DP电缆代理商
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| 1 引言 高炉鼓风机是高炉生产的一个至关重要的环节，目前安钢炼铁厂建有380m3高炉两座，配备有两台风机，分别为d1300高压离心式鼓风机和av-40全静叶可调式轴流风机。 风机的运行情况随着高炉生产情况的变化而变化，同时也制约着高炉生产的顺利进行。随着120t转炉的建成，公司对炼铁的产量也提出了高的要求。为实现高炉稳产、高产的目标，公司对风机进行了改造，在保留原有av-40全静叶可调式轴流风机的基础上，增加了一套av45-12型全静叶可调式轴流风机，代替原有的d1300高压离心式鼓风机。 为了适应高炉连续的生产要求，确保高炉产出高质量、高产量的铁水，势必要求鼓风机具有良好的处理突发事件的能力。考虑到风机和高炉的生产和方便操作，系统采用了计算机进行集中监控。 2 系统配置 轴流风机控制系统硬件上采用modicon quantum 系列140 cpu 671 60plc冗余控制，系统由两台操作站、以太网交换机、plc主站以及远程分站构成。其中冗余cpu构成主/备体系结构，对plc中数据处理和通讯提供了基于硬件的自动冗余，它可保出现故障时切换不会造成任何过程控制的损失。系统硬件组成如图1所示。 另外在软件上，本次采用在unity pro 2.3编程环境中设计开发plc应用程序，在工控组态软件ifix4.0中设计编制控制系统hmi应用程序，操作站与plc之间通过工业以太网通讯。 3 主要控制回路 plc完成的主要控制功能：防喘振控制、定流量/定风压控制、逻辑联锁控制、润滑油控制、动力油控制、机组轴系监测及报警等。 3.1 防喘振控制 喘振是轴流压缩机固有的特性之一。形成喘振工况的原因是由于工况过了压缩机固有的允许范围，使气体不能顺利地从压缩机内部通过，在转子、叶片和静叶的表面形成气流分离，气流在压缩机内部呈紊乱状态，并同时产生强烈的振动和大量的热能积聚。喘振工况对压缩机具有很强的危害性，如不能及时，会对机组的转子和静叶造成损害，严重时，甚至可能导致转子和静叶全部报废。 防喘振控制的基本原理是在机组接近喘振工况时，通过调整压缩机出口处的防喘振阀，使防喘阀打开至一定角度，以增加压缩机内部通过的流量，适当降低出口压力，使工况点远离喘振区域。 在风机准备投运时，由陕西鼓风机厂对风机做风机特性试验和喘振试验，根据实测出的风机入口差压(δp)与排气压力p的函数关系得出风机的特性曲线和喘振曲线。如图2所示。 3.2 定风量/定风压控制 控制原理：轴流压缩机对风量和风压的调节是通过调整压缩机静叶角度的变化来实现。静叶角度的调节回路由内环控制和外环控制形成的串级回路组成。内环部分通过pid调节控制器完成：外环部分包括静叶位置变送器、静叶伺服控制器和静叶伺服机构。 在内环控制部分，操作人员可选择定压力或定流量控制、手动或自动控制，对目标值进行设定，由pid调节器完成对压力或的自动调节。 通过调节静叶角度的变化，可按工艺状态的要求增降压缩机的出力，在工艺对风量要求不大时，压缩机组的功耗负荷也随之降低，从而达到节能的效果。 伺服放大器：在外环控制部分，静叶伺服控制器通过比较来自位置变送器和plc的控制信号，并输出伺服指令信号驱动静叶伺服机构，推动静叶承缸按方向动作，从而完成对风机流量、压力的控制。 3.3 逻辑联锁控制 压缩机运行联锁用于控制对压缩机启停和运行状态为重要的关键设备，主要控制对象包括主汽电磁阀、调速器、高压电气联锁(电拖机组)、可调静叶、防喘阀快开电磁阀、逆止阀。在机组运行过程中，各种联锁功能按一定时序相互关联，用以实现对压缩机组的联锁控制，以保证机组的。其功能主要包括：启动联锁、静叶释放、自动操作、逆流保护、联锁停机。 启动联锁：用于保证机组在启动前具备的外部条件和内部状态全部符合要求。外部条件主要有润滑油温度(>20℃)、润滑油压力(>150kpa)、动力油压力(>11.0mpa)、静叶位置(全关)、防喘阀位置(全开)等。内部条件是指用于机组联锁的各种内部存储器的状态在开机前全部复位。 自动操作：指机组在解除开锁后的工作状态。在机组启动过程中，可调静叶、防喘阀和逆止阀闭锁在位置，当达到额定转速稳定运行后，按下“自动操作”，机组解除闭锁后，向工艺加载送风，可调静叶、防喘阀都可以开始自动调节。 逆流保护：在防喘阀调节的作用下，在机组接近喘掁时防喘阀自动调节，可保证机组工况不致达到喘掁点。考虑到特殊情况(如防喘阀调节失灵)，机组也有进入喘掁区的危险，所以设置逆流保护。这样在运行过程中自动判别机组是否发生喘掁和逆流用于在确实发生喘掁的情况下执行联锁，以确保机组的。 联锁停机：当机组发生重大故障时，为避免造成重大设备事故，立即停机。联锁停机的外部条件主要是润滑油压过低(<60kpa)、动力油压过(<9mpa)低、主电机跳闸、轴位移过大(>+0.6mm或<-0.6mm)、压缩机持续逆流、手动停机。当以上任一条件满足，则启动联锁停机，联锁停机在关闭机组驱动能源的同时，将可调静叶、逆止阀、防喘阀自动诸锁在位置，同时并保持造成停机的原因，直至存储器复位。 3.4 油系控制 油系控制主要包括：润滑油系统、动力油系统以及电加热器的控制。 润滑油系统设置两台油泵，互为备用，其中一台为主泵，另一台为备用泵，当油压低时，备用泵自动启动，油压的不足；当油压恢复正常、主泵运行正常，备用泵停止工作。动力油系统油泵也是如此工作。 电加热器由plc控制，当润滑油或动力油温低时电加热器工作，当油温高时，电加热器接触器断开，停止工作。 4 系统关键 应用了modicon plc设计安钢380m3高炉自动化控制系统，具有如下一些显著特点。 4.1 热备处理器 硬件上新的quantum 140 cpu 671 60热备处理器，具有强大的处理和存储能力，并且双机热备具有性、易扩展特性。在生产过程中能够无扰切换，确保关键功能的性。 quantum热备意味着： (1) 特制的cpu，热备功能不附加任何专门的硬件模块； (2) 热备时编程，系统参数仅通过一个对话框加以定义； (3) 清晰的操作模式，有cpu模块的微型终端、一台编程pc； (4) 主备两个cpu的应用程序可以不同，但这样也不会中断冗余连接。 这样的热备可满足用户的生产率要求，这意味着管理系统性可以得到的，确保关键设备的运行。 4.2 自动化软件平台unity pro 2.3 软件上采用了施耐德电气新一代自动化软件平台unity pro 2.3编程软件，unity中提供了完整的功能和工具集，将应用程序结构对应到过程或设备的结构上，包括程序段、数据监视表、操作画面等等。联机修改，可以在保程序连续性的基础上将所做的修组，并在运行中一次直接传输到plc上，这样所做的修改可以在一个扫描周期中同时生效，通过减少停机时间缩减开发成本并优化运行。运行期间画面通过以图形对象的形式来表达变量状态，使得调试易于进行。unity pro在开发和兼容性方面提供无可匹敌的潜力，用户界面友好，使得开发软件容易，用户能够快速掌握易于降低培训成本。 另外以ifix4.0监控工具软件开发的监控系统，能够很好地满足生产工艺的要求，同时调整、移植较为方便。 4.3 ups供电 在采用了plc双机热备的基础上，为进一步提高系统的性，以上设备采用一台ups供电，在主电源故障的情况下，保证风机正常工作，允许有一个小时的处理时间不会影响高炉的正常顺行。 5 结束语 安钢380m3高炉轴流风机自控系统自2007年12月投运以来，运行状况良好，检测精度高，抗干扰能力强，特别是防喘振曲线的在线显示和控制已在风机的和经济运行方面发挥了重要作用，表现了良好的实用性、稳定性、性、性，整个系统不但具有很高的自动化水平，而且充分满足了生产工艺的要求，对高炉的重要生产环节实现了集中的实时监控，为高炉的稳产、高产提供了良好的设备保证，为安钢集团公司的增铁增效创造了良好的条件 |
1 引言
制动器是保证摩托车行驶的重要部件，现代高速摩托车均采用盘式制动器。盘式制动器性能的好坏对摩托车的制动性起着至关重要的作用，因此，对摩托车盘式制动器性能的检测，是摩托车制动系检测系统中的重要组成部分。为了保摩托车盘式制动器的生产质量，提高摩托车盘式制动器的制动性能，对摩托车盘式制动器的性能进行的检测。由plc和上位机结合的检测系统，精度高且简单。
2 制动器结构及工作原理
盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面为工作表面的金属圆盘，即制动盘，并被固定在轮毂上。其固定元件是由二到四个工作面积不大的摩擦块与金属背板组成的制动块。这些制动块及其助动装置都装在横跨制动盘两侧夹钳的钳型支架中，总称为制动钳[1]。
液压制动器是利用杠杆原理和帕斯卡定律，通过传递并增大操纵力对车轮产生制动转矩和摩擦元件间的摩擦阻力，将行驶中摩托车动能转化为摩擦热能，再依靠摩擦元件吸收并释放热量，达到减缓车速或停车的目的。对制动手柄施加外力后，使手柄油缸中的制动液产生压力并通过油管传送到制动钳一端的油缸活塞上，活塞推动摩擦片夹紧制动盘而使车轮产生制动[1]。由此可见，制动钳的钳口力决定着制动器的制动能力，而钳口力与手柄位移和手柄力有关。所以从三个方面对液压盘式制动器的性能进行测试，即钳口力、手柄位移和手柄力。液压盘式制动原理图如图1所示。
图1 液压盘式制动原理示意图
图2 测试系统组成图
| 1 引言 我院与黄石科威自控有限公司已有多年校企合作历史，双方合作开办了“科威电梯班”引起行业广泛关注。在plc教学内容中引入黄石科威嵌入式plc技术，已成为我院plc教学的特色。电气控制线路中的改造是plc技术应用的一个重要领域，也是电气自动化、机电一体化等plc课程教学的重要内容。本文以绕线转子异步电动机转子串电阻起动控制线路改造为例，介绍了国产科威嵌入式plc在电气控制线路改造中的应用。 2 科威嵌入式plc应用简介 科威嵌入式plc已在国内外广泛应用于钢铁、汽车制造、石化、采矿、电力机械制造、环保及等各行各业，其应用大概可分为以下几类： (1) 用于开关逻辑和顺序控制。 (2) 用于机械加工的数字控制。plc和触摸屏组合一体，可实现数值控制组成数控机床。 (3) 运动控制。科威嵌入式plc对直线运动和圆周运动的位置、速度和加速度进行控制，实现单轴、双轴和多轴位置控制，已广泛地用于各种机械、金属切削机床、机器人、装配机械、电梯等场合。 (4) 用于模拟量检测和闭环过程的控制。科威嵌入式plc对温度、压力等模拟信号进行a/d转换，并实现闭环pid控制，已广泛地应用于窑炉、塑料挤压成型机、热处理炉、加热炉、锅炉等设备以及轻工、化工、冶金、电力、机械、建材等行业。 (5) 通讯网。科威嵌入式plc通讯包括主机与远程i/o之间的通信、多台plc之间的通讯、plc与其他控制设备间的通讯、plc与字符屏，触摸屏，计算机一起可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。 3 绕线异步电机启动原理 3.1 控制线路 三相绕线型异步电动机的转子回路可以通过滑环外串接可变电阻来减小起动电流，以达到提高转子电路功率因数和起动转矩的目的。调节转子回路电阻的方法很多，分为分段调节和连续调节两种，分段调节有时间原则调节、电流原则调节、速度原则调节以及综合原则调节等，图1所示的就是典型的时间原则调节的绕线转子异步电动机启动控制线路。 启动时，合上电源开关qs，按下启动按钮sb2，接触器km通电，电动机串接全部电阻启动，接着时间继电器kt1线圈通电，经一定延时后kt1常开触点闭合，使km1线圈通电，km1主触点闭合，将电阻r1短接，电动机加速运行，同时km1的辅助常开触点闭合，使kt2线圈通电。kt2经延时后，kt2常开触点闭合，使km2线圈通电吸合，km2的主触点闭合，将电阻r2短接，电动机继续加速，同时km2线圈的辅助常开触点闭合，是kt3线圈通电，kt3经延时后，其常开触点闭合，使km3线圈通电吸合并自锁，电阻r3短接。至此，全部启动电阻被短接，于是电动机进入稳定运行状态，同时km3的辅助常闭触点使kt1断电，依次使km1、kt2、km2、kt3失电。接触器km1、km2、km3的辅助常闭触点串接在km线圈电路中，其目的是保证只有当上述接触器全部都在断电状态，即电动机在全部电阻接入的情况下，方能进行启动。 4 基于plc的线路改造 4.1 plc选型 根据设计要求、控制要求，选定plc的型号为：ec-08m08r，它是由黄石科威公司生产的e系列plc(与三菱fx2n系列兼容)，拥有8路输入、8路(继电器)输出，而本例实际只需要3路输入、6路输出，输出留有约1/3的余量，输入所留余量出1/3，满足要求：拥有8k步的内存容量，而本例用户程序的容量估计在20步左右，够用；支持内置canbus、485、232通信功能，有利于今后与其它设备进行联网通信。 |