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西门子6ES7221-1BH22-0XA8代理订购
安装在卧螺离心机差速器小轴端的调速装置称为背驱动装置。这些装置如:电涡流制动器[1];异步电动机;液力马达;机械式过载保护装置(小轴转速为零)等。在螺旋滞后于转鼓时,这些装置都是以消耗离心机动能为代价,对小轴作用制动力矩,借以达到调节差转速的目的。对小轴而言,背驱动装置是一种负负载。在通用变频器调速系统中,和差速器小轴相连的电动机长期处于再生状态,运行于4象限,从离心机接受机械能,将再生制动的能量反馈到变频器的直流母线上,再通过制动电阻将其消耗掉。如何回收该部分能量是国内外离心机制造商热切关心的课题。
一、卧螺离心机背驱动装置的负载性质
安装在卧螺离心机差速器小轴端的调速装置称为背驱动装置。这些装置如:电涡流制动器[1];异步电动机;液力马达;机械式过载保护装置(小轴转速为零)等。在螺旋滞后于转鼓时,这些装置都是以消耗离心机动能为代价,对小轴作用制动力矩,借以达到调节差转速的目的。对小轴而言,背驱动装置是一种负负载。在通用变频器调速系统中,和差速器小轴相连的电动机长期处于再生状态,运行于4象限,从离心机接受机械能,将再生制动的能量反馈到变频器的直流母线上,再通过制动电阻将其消耗掉。如何回收该部分能量是国内外离心机制造商热切关心的课题。利用特别设计的四象限运行变频器(例如ABB公司的ACS611型变频器),可将再生能量直接反馈回电网,但变频器价格昂贵,国内除了轧钢厂以外很少有应用。Alfa-Laval公司近年生产的DS706型大型污水处理离心机应用双变频能源反馈节能调频控制系统(使用ACS800系列变频器),目前在中国香港昂船洲污水处理厂运行。国内也有厂家利用国产变频器,将共直流母线交流变频技术应用于卧螺离心机,使该部分能量大部分得到回收,了良好的社会效益和经济效益。
这一技术的推广应用无疑是有意义的,本文对此进行讨论。
二、共直流母线交流变频调速系统的结构和特点
1-主变频器;2-主电机;3-离心机;4-差速器;5-副电机;6-副变频器;
结构:见图1,离心机3由主电机2驱动,差速器小轴和副电机5同轴连接。主、副电
机的转速由变频器1、6控制,二者的直流母线并连,三相电源输入主变频器1。
特点:
(1)优良的节能性能:在螺旋滞后时,再生的能量送到副变频器的直流母线上,由于主、
副变频器的直流母线并连,该能量就经过主变频器被主电机利用。
为简单起见,设稳态时离心机以恒转矩和恒差速运行(不计及调速时加速转矩和减速转矩的影响),则回收的能量为:P=0.8 M n/9550,式中:P-功率(KW);M-小轴力矩(N.m);n-小轴转速(r/min);M前的0.8倍是由于再生制动时,即使不加放电的制动电阻,电动机内部也有20%的铜损被转换为制动转矩[2]。
(2)动态响应快:有些PID调节系统往往有调现象,过渡过程时间较长,例如电涡流制动器调速系统,稳定周期有时长达数分钟。变频调速系统转矩响应时间仅150-200ms[3],动态特性明显改善。
(3)容易处理突发事件造成的转鼓内物料的堆积:副电机反转时运行于Ⅰ象限(电动机状态),这时差速很大:Δn=(n1+n)/i,(n1-转鼓转速r/min;i-差速器速比),由于变频器具有2倍额定力矩的静态启动转矩[3],使堆积在转鼓内的物料容易排出。
(4)有利于实现恒转矩控制:某些物料,例如城市污水,含有60%-70%的物质,沉泥具有可压缩性,含固率时时刻刻在变化,使螺旋推料力矩随着进料流量和含固率的波动而变化,要求电气系统根据力矩变化及时控制进料量或差转速,否则,很容易堵料。
恒力矩控制的关键是实时连续测量螺旋推料力矩,合理选择力矩传感元件。在液力马达调速系统中,使用液油压力变送器;在电涡流制动器调速系统中,使用电阻应变式力矩传感器;在本文介绍的变频器调速系统中,则可直接利用变频器输出的力矩电流模拟量,不必单安装传感器。
例如,艾默生TD3000变频器具有转矩控制和转速控制两种工作方式:当选择转矩控制方式时,变频器输出频率将根据输出力矩信号自动调节,当螺旋推料力矩变大时,降低输出频率,增加差速,将沉泥快速推出转鼓;反之,增加输出频率,减小差速,使力矩增加。终使螺旋推料力矩稳定在设定值附近。
3调速系统的设计
(1)变频器选型:对主变频器没有特别要求,副变频器要求能屏蔽输入缺相保护。如果离心机需要恒力矩控制,应选用矢量控制变频器。
(2)主、副变频器功率匹配:不是任意功率的变频器都可以如图1连接,选取主变频器功率时考虑到当副电机处于电动机状态时,副变频器从主变频器吸取功率的能力。
(3)副电机选型:副电机额定输出力矩应能满足螺旋推料力矩的需求。由于差速器小轴传递力矩M是螺旋推料力矩M2的i分之一,因此副电机的额定力矩应大于M2/i;具体计算时,应考虑差转速调节范围;电机连接方式等因素。选用普通三相异步电机,转速控制精度为0.5%-0.1%,选用带编码器的变频电机,变频器运行在带PG矢量控制方式下,转速控制精度可达到0.1%-0.05%.
设计实例:表1是海申机电总厂在φ350到φ720的4个系列十几个品种城市污水处理离心机中主、副变频器的功率匹配和副电机选型表,主变频器选用艾默生TD2000,副变频器选用艾默生TD3000,副电机均选4变频电机,安装OMRON E6C2-C6C型600线光电编码器。
表1
以LW430W离心机为例,运行转速n1=2200r/min;差速器额定输出力矩4000-5000N.m,速比i=91;差速调节范围Δn=2-20r/min(正常运行10-12r/min);副电机和差速器小轴直接连接(如图1),差速按Δn=(n1-n)/i计算,得表2数据,可以满足工艺要求。
表2中:差转速7.7r/min输出力矩变小,是由于变频电机50Hz以下为恒转矩调速;50Hz以上为恒功率调速,但差转速低的情况仅当进料浓度特别低或离心机进料初期才出现,这时的推料力矩也较小。
4 应用实例
图2是应用于大豆蛋白漕液分离的LW520型高速离心机电气控制简图,主变频器U1用于驱动离心机,使离心机转速0-3500r/min无级可调,变频器的输出频率由端子X1和X2设定。S1是离心机工作状态选择开关,把S1打到X1位置,离心机以分离频率运行,S1打到X2位置,以冲洗频率运行。分离频率出厂时设置为45Hz(转鼓转速3150r/min),冲洗频率出厂时设置为5Hz(转鼓转速350r/min),如果需要改变运行频率,可以对变频器参数F58,F59进行设定。
U2是副变频器,用于调节离心机转鼓和螺旋速度之差,即差转速,改变差转速的大小可以改变离心机的推泥速度,也会影响离心机每小时污泥处理量。本机主副变频器直流母线直接并连,具有优良的节能效果。
PR是转速显示仪表,用于显示离心机转鼓转速和差转速。转速表内部有一个开关,用于选择同步报警点,可选择:1r/min,5r/min,10r/min三种,当差速小于报警点时,安装在转速表内部的继电器常开触点先闭合,然后,继电器K1动作,副电机停车。通过继电器K1外接触点,用户可外接声音报警系统,或报警时切断进料阀,或和远程控制系统通信。
时间继电器KT是解决离心机启动阶段差转速报警点的问题.
本设计的特点除了电路简单操作方便以外,主要的是差转速调节快速而准确,稳定性可达到±0.1r/min.
一、引言 气计量间用于计量用户的用气量,以此作为收费的依据。传统的人工抄表方式由于气计量间地域分布较广,每次统计各单位的用气量需要耗费大量人力及物力等资源,工人工作效率低,同时公司及相关部门无法及时、动态地了解各用户的气使用情况,阻碍了公司输差等管理水平的进一步提高。为了进一步提高气集输公司管理水平及计量、 |
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RTU1600在气远程计量综合管理系统中的应用 一、引言 气计量间用于计量用户的用气量,以此作为收费的依据。传统的人工抄表方式由于气计量间地域分布较广,每次统计各单位的用气量需要耗费大量人力及物力等资源,工人工作效率低,同时公司及相关部门无法及时、动态地了解各用户的气使用情况,阻碍了公司输差等管理水平的进一步提高。为了进一步提高气集输公司管理水平及计量、输差管理水平,提高资源利用率、提高员工工作效率、降低生产运行成本,建议实施气计量间远程监测及管理系统。 二、系统结构 1、现场数据采集处理单元RTU-1600 由处理器、信号(数据)转换模块、显示模块、通信接口模块组成。 2、CDMA技术 CDMA技术是当今的通讯技术,具有容量大,传输速度快,质量高等优点。其快速的信息响应时间和分组交换技术,可保证用户实时在线和信息的传递,利用CDMA技术进行是理想的方式。 3、气计量间供电单元 由于气计量间具有很高的防爆要求,并且无法提供220V交流电源,因而考虑采用太阳能电池对位于计量间的数据采集单元及无线通信模块提供电源。 4、数据管理平台 采用微软公司的SQL SERVER2000大型数据库管理系统。 5计量数据综合管理软件系统 位于公司中控室的计算机(控制机)根据系统预设的时间,向各计量间RTU发出数据读取指令,接收到指令后,各计量间RTU将流量计数据通过传输网络返回到中控机,经过处理后显示并存入数据库服务器。综合管理系统软件可对数据进行进一步的统计、分析、处理,形成各类报表及图形,并打印输出,供公司及管理部门做出科学决策提供依据。经过授权的用户可以通过局域网浏览相应的气供应情况。 三、系统整体效益分析 该系统投入使用后,可以达到提高气集输公司计量管理水平目的,具有良好的经济效益及社会效益,具体表现在以下几个方面:(1)由于对计量间气浓度实施了24小时连续在线监测,当气体发生泄漏时,监控室及管理部门可在时间做出反应,大地提高了生产的性;(2)由于采用远程抄表,可大大提高目前抄表人员的工作效率,减少车辆等资源浪费,大幅度降低公司总体运行成本;(3)通过对各计量间实时监测,公司可实时掌握公司的输差情况,为稳定输差提供科学依据;(4)由于各计量间的运行数据全部存入数据库管理,可按照ISO9000的要求对流量计等数据资料进行管理,系统可自动提示计检定时间等信息,对提高公司管理水平具有重要的意义。 |
总之,触摸屏的发展呈现化、多媒体化、立体化和大屏幕化等趋势。随着信息社会的发展,人们需要获得各种各样公共信息。以触摸屏技术为交互窗口的公共信息传输系统通过采用的计算机技术,运用文字、图像、音乐、解说、动画、录像等多种形式,直观、形象地把各种信息介绍给人们,给人们带来大的方便。可以预见,随着触摸屏技术的发展,触摸屏的应用领域会越来越广,性能会越来越好.
摘要: 用软件模拟器和烧写器可组成一套的开发系统,如针对Microchip的PIC单片机系列有PICKIT,即由软件模拟器PICSIM和烧写器PICPROG构。 关键字:单片机;模拟器PICSIM 我们知道单片机开发工具,一般都包括实时在线器(Emulator)和烧写器(Programmer),其中在线器是很好的工具,价格也较高。对于一些想节省开发成本的用户,也可以用软件模拟器(Simulator)来替代实时器,因为其成本一般都很低。用软件模拟器和烧写器可组成一套的开发系统,如针对Microchip的PIC单片机系列有PICKIT,即由软件模拟器PICSIM和烧写器PICPROG构。
(一)功能特点
PICSIM即然称为软件模拟器,顾名思义即知它是一个纯软件,不需专门的板,专门用于模拟调试PIC系列单片机的应用程序,具有如下功能特点:
1、工作平台:硬件PC机(286以上),软件DOS3.0以上
2、通过键盘在电脑屏幕上调试应用程序,没有实时插座输出。
3、全屏幕、多窗口调试环境。单片机的所有资源都可以显示在屏幕上,并随着程序运行动态地变化,反映出单片机的运行及资源情况。
4、符号调试,用户可直接对符号变量进行操作。
5、断点设置,跟踪变量设置。
6、多种运行方式:单步、有限步长、快速模拟运行等。
7、用户可在线修改程序指令。
8、用户可在线修改寄存器值。
9、模拟。
10、在线帮助,解释每个调试命令的作用和用法。
(二)调试屏幕
PICSIM是一个全屏幕,多窗口的调试环境,简明易用,传统的类似于Debug的环境(如MPSIM)。图1是PICSIM屏幕各区域的功能和作用。 从图1可看出,程序运行情况及单片机的资源情况都一目了然地显示在屏幕上。运行光条所指的位置是当前程序计数器(PC)所处的位置,另一个参数即指令运行计数(Pccount)显示出程序运行中已执行过的指令条数。 具体的使用方法细节读者可参考PICSIM的使用手册,下面我们仅谈一些使用PICSIM中的技巧。
(三)使用方法
PICSIM是一个软件模拟器,所以在使用上和实时在线器的方法上就有一些区别,我们着重要谈的就是PICSIM怎样用来调试程序。
1、单步跟踪运行(F4命令) PICSIM中重要的命令就是单步运行命令。按一次键盘上的F4键,程序就单步执行一条指令,并会在屏幕在显示出执行了该条指令后单片机的资源变化情况,如寄存器的变化,计数器的变化,PC值的变化(光条会随之化之移到相应的位置)。在PICSIM环境中,我们一般都使用F4来运行程序以方便观察程序的运行情况和单片机的资源情况。
2、快速运行(F6使令) 按F6键程序进入快速运行。在PICSIM中这个命令的大用处是检查计数是否溢出。一旦溢出,程序将会在复位处停下来并在屏幕早作出提示。
3、使程序快速运行到光标所处位置(F5命令) 这条命令也很有用。当用户要快速运行通过某一段程序时,可把光标移到需要停住的地方,再按F5键即可。在PICSIM调试环境中,用F5命令和F4命令(单步配合可方便地观察程序运行轨迹和效果。
4、I/0口模拟 PIC单片机把所有I/O口都当成寄存器来处理,故我们可通过I/O口相应的寄存器来模拟其状态。 在PICSIM中有一条修改寄存器值的调试命令:F{寄存器号}{数值} 例:在PIC16C57程序调试中,欲模拟RB口的状态为‘10100101’,可用命令获得: F 7 $A5
5、其他重要特点 断点设置,变量跟踪,程序修改等是PICSIM中重要的功能特点。这些功能和以上介绍几点结合起来可形成一套有力的软件模拟调试方法。
各行各业的产品在市场通都要行包装,所以包装机械理所当然的成为了产品生产的重要设备。包装机械的包装速度,包装精度,系统稳定性直接影响到产品生产的效率,全自动化的、控制功能的包装机是市场上的主导产品。某韩资企业委托北京凯控科技有限公司设计其一款枕式食品包装机的控制系统,设计指标是能实现自动温控,自动追踪色标,每分钟包装数量达到180包左右。
控制需求:
1实现触摸屏控制开机关机,在主电机的过载情况下进行过载保护,机器故障情况下紧急停车。
2实现点动输出,按住点动按钮,机器点动输出。
3停机时保证横封封抬起,不接触包装膜。
4自动控制横封上,横封下,纵封温度稳定。
5通过主电机测速齿轮的脉冲输入,控制步进电机与主电机速度同步。
6通过检测色标信号与封切位置信号之间的测速齿轮脉冲数,实现步进电机的自动正追反追。
7可通过触摸屏上的手动追踪按钮实现手动正追,反追。
8系统具有统计功能,可记录每日运行时间,累计运行时间,每日包装数量,累计包装数量。
设计方案:
系统采用北京凯控科技有限公司的CKT-S5730嵌入式工控电脑作为控制器。CKT-S5730采用的是新的PAC(可编程自动化控制器)概念设计的,自带16路开关量输入输出,8路模拟量输入,自带脉宽输出口和脉冲计数输入,集成5.7寸的彩色液晶触摸屏,实现了控制、人机交互一体化,相当于业界普遍流行的PLC+HMI控制。在软件上采用凯控公司自己研发的组态软件进行系统开发,采用嵌入式系统,组态软件、嵌入式数据库等技术相结合,可以快速进行系统开发,同时大大缩短调试时间。
开关量I/O列表
开关量输入 开关量输出
IO1 紧急停车 IO6 主电机启动
IO2 色标检测 IO7 点动输出
IO3 过载保护 IO8 横上加热开关
IO4 停机位置信号 IO9 横下加热开关
IO5 封切位置信号 IO10 纵封加热开关
模拟量输入
AI1 横上温度信号
AI2 横下温度信号
AI3 纵封温度信号
脉冲输入/输出
PWM2 测速齿轮信号
PWM3 脉冲输出
组态设计:
根据控制需求进行系统的控制逻辑设计,并设计显示界面。在这里共设计了三个界面,分别是运行监控界面、数据统计界面、系统帮助界面。我们把系统分为三个子系统来开发。
是开机关机的实现,在这里需要实现以下几点,开机时点击监控界面上的启动按钮,系统预热10秒钟,之后启动主电机;停机时点停机按钮,在位置检测信号为一时,系统停止,关闭主电机。而且,当出现故障时,按外置的紧急停机按钮时,系统停机;主电机的过载保护信号为一时,系统停机。按点动按钮,系统点动输出。
二个子系统是封切温度控制系统,在这里分为横上温度PID控制,横下温度PID控制,纵封温度PID控制。开机后系统自动对封切加热部件进行预热。对温度控制的各个参数的设定是通过点击运行监控界面中的“横上温度”“横下温度”“纵封温度”三个按钮分别设置各个参数。并且当温度出现异常时系统弹出温度异常报警对话框。
三个系统主要是实现控制步进电机与主电机速度同步,同时通过对色标信号和封切位置信号的,输出步进电机的正追或反追。主电机启动后,安装在主电机上的测速齿轮进行主电机的速度的测量,输出相应的速度脉冲信号给CKT-S5730控制器,控制器根据这个速度脉冲信号,输出相应脉冲控制步进电机以主电机相同的速度运转。自动跟踪通过以下逻辑实现,检测色标信号和封切位置信号,先计算这两个信号之间的测速齿轮输出的脉冲数,再根据色标信号和封切位置信号出现的先后,来判断输出相应脉冲正追还是反追。,系统还可以实现手动正追反追,通过按运行监控界面上的“手动正追”“手动反追”来实现。
系统还实现数据统计,通过数据统计界面可以显示本日系统的运行时间,本日的包装数量,系统累计包装时间,累计包装数量。并且每个数据都可以根据需要进行手动清零。
系统帮助界面用来显示系统的帮助信息。
总结
为客户提供满意的自动化解决方案是北京凯控科技有限公司的经营方向,枕式包装机控制系统项目,我们采用凯控自己研发的CKT-S5730嵌入式工控电脑作为控制器,同时实现了系统的开机关机控制,封切温度PID控制,步进电机与主电机同步的控制和光标追踪,实现了高度的一体化,节省了原系统中的温度控制仪表和步进电机控制器的预算,大大节约成本,满足了客户的工艺要求,提高了客户设备的性和客户设备的工作效率,客户反映非常满意。
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