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    浔之漫智控技术(上海)有限公司

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  • 公司认证: 营业执照已认证
  • 企业性质:私营企业
    成立时间:2017
  • 公司地址: 上海市 松江区 永丰街道 上海市松江区广富林路4855弄52号3楼
  • 姓名: 聂航
  • 认证: 手机已认证 身份证已认证 微信未绑定

    6ES7232-0HB22-0XA8诚信经营

  • 所属行业:电气 工控电器 DCS/PLC系统
  • 发布日期:2024-07-23
  • 阅读量:18
  • 价格:面议
  • 产品规格:模块式
  • 产品数量:1000.00 台
  • 包装说明:全新
  • 发货地址:上海松江永丰  
  • 关键词:西门子代理商,西门子一级代理商

    6ES7232-0HB22-0XA8诚信经营详细内容

    6ES7232-0HB22-0XA8诚信经营


    1前言
            随着我国城市轨道交通的迅猛发展,运量日益增长,列车运行密度不断加大,为了运营系统的、,配置一套科学、合理的信号系统成为大家关注的。
             目前,对于信号系统设计方案的取舍,注重其功能的实现和价格的高低,而很少甚至没有从和性方面进行分析比较,其结果是造成系统性能和用途不协调,投资大小和投资方向的准确性下降,通俗地说不是“大马拉小车”就是“小马拉大车”。本文将从列车检测方式、机车信号选择、设备控制方式等的和,陛方面进行分析,希望能够对信号系统的方案设计提供—些借鉴。

    2 系统方案的策略
             信号系统的性体现在两个方面,即方案的性和设备的性。—一般人们只注重了设备的性,而忽视了方案的性比较,也就是说在不同没备提供同样的性指标时,巾于方案选择的不同,也会造成整个信号系统性能的差异。
    2.1 列车检测方式的选择
            实时的列车检测是实现列车运行和其他系统工作的基础,合理选择列车检测方式也就成为确保运营、的关键课题。列车检测的方法有模拟轨道电路、音频数字轨道电路、查询应答器、感应电缆环线、计轴以及无线通信等。
            传统的模拟轨道电路用于检测列车位置,虽然具有较高的性,但是由于不能提供“车—地’传输的足够多的信息,较长的应变时间也无法把行车间隔时间进一步缩短,而且存在钢轨绝缘接头,增加了维修工作量,并影响乘坐的舒适性,所以已几乎不在城市轨道交通的正线中运用。
            音频数字轨道电路采用微处理器对地面信息进行数字编码,再传递到钢轨上,由于其编码可包含的信息量大,不仅可以检测列车位置,还可以作为“车—地’通信的方式,对列车进行较的控制,并且由于数字轨道电路的高度灵敏度和性,所以该系统的性能是很高的。另外取消了钢轨绝缘接头,已使之成为城轨交通工程中采用的ATP系统的主要方式。 查询应答器也属于较实用的系统,在国外有较多的运用,我国上海莘闵轻轨交通工程已设计采用此方式。该系统工程造价较低,维护,使之具备较强的竞争力。虽然查询应答器系统不能提供紧急制动功能以及钢轨的断轨检测功能,但是城市轨道交通属于封闭线路,一般能够进行良好的行车组织、车站管理和线路维护等工作,在一定程度上弥上述不足之处。当然,在繁忙的线路上,这种不连续的列车检测方式将降低整个运营系统的陛和效率,在系统设计时应充分考虑采用相应的设备,譬如在必要地点设置电缆环线。
            感应电缆环线的检测列车的方法大多被用于移动闭塞系统中,它可以实现“车—地”的双向通信,并可以非常地定位列车的位置。目前,正在建设中的武汉轻轨一号线就是采用的这种设备。但与查询应答器一样,它也无法对钢轨的完整性进行检测,所以其本身是存在性缺陷的,当然可在采用这种系统时,增加轨道电路作为,可以提高运行的性。另一个问题是,感应电缆环线存在串码干扰问题,特别是在某段环线被损坏时,而环线的铺设也对工务维修带来不便,这些因素都是设计时应考虑的。
             计轴设备一般作为主设备故障情况下的备用设备使用,它的性缺点在于无“记忆性”道区段有车占用情况下,当停电再恢复供电时,计轴信息会丢失,造成轨道区段无车的象使用计轴设备时,一定要采用不停电措施或者其他手段以保证运行。
    无线通信则由于技术和管理上的因素,目前尚难以在城市轨道交通工程中运用。
    2.2 机车信号的选择
            由于在城市轨道交通的正线运营中,已基本取消地面信号,列车凭借ATP机车信号运行。依据ATP机车信号的“车—地”信息传输方式,可分为连续式还是点式ATP系统,虽然点式ATP系统和连续式ATP系统都属于“故障—”系统,并且在信息量、信息传输速度,信息码性等技术参数均能满足城市轨道交通的需求,但是两者的区别仍对运行的性和行车效率产生影响。
             点式ATP系统意味着“车—地”之间的信息传递是不连续的,显然这样造成了后续追踪列车无法及时得知前行列车的运行区段,也就不能及时改变运行速度,以保列车运行的性并提高线路的通过能力。另一方面,由于“车—地”之间的信息传递是间断的,反过来,将对“车—地,’通信的设备的性要求高,以免遗漏某个点的信息。点式ATP系统对列车的高密度运行、加率以及紧急 停车等都是不利。但考虑到工程投资和维护成本的约束,点式ATP在低密度等项目中仍具备一定的优势。
            连续式ATP系统克服了点式ATP的缺点,能够及时得知前方区段占用或故障情况,以及时改变运行速度,保运行的和。连续式ATP系统即能适用于固定闭塞,也能适用于移动闭塞。
             需要指出的是,为了确保行车,“车—地”的信息传输可以是间断的或连续的,但列车的速度是连续的,只有连续的速度才能保列车运行速度实时地控制在范围内。另一方面,在配有ATO系统的列车上,虽然ATO系统具备很高的性,但其本身不是“故障—’设备,所以仍需要ATP系统的车载设备能够提供列车行进速度和速度的指示信息,以便司机监视和控制。
    2.3 设备控制方式
             设备控制方式指的是对沿钱各种信号设备控制点的设置方式,一般分为集中控制和分散控制两种。虽然控制方式的不同选择对设备本身的性并不会产生变化,但对于整个系统运行的可用性带来影响。
             采用设备集中控制方式,可以减少系统维护工作,并且减少沿线工区和人员配置;而采用设备分散控制,则可以减小系统故障时的影响面,从而提高全线运营的性。由此在系统设计时,可依据设备不同的重要性来选择,例如:ATS设备的故障—般不会对全线运行产生影响,采用集中控制方式有利于发挥其优势;而ATP设备的故障可能造成全线范围的停运,其的后果是严重的,所以对于性不是很高的ATP系统采用采用分散控制方式是个明智之举,即便设备故障其影响也是局部的,可以容忍的。
    2.4 系统的通信
            现代化的信号系统依赖于计算机之间大量的信息传递,所以系统通信的、性得到。通信网络运行的问题是一个综合、复杂的问题,值得注意的是除了提供商所描述的系统功能外,用户必需关注系统的通信接口、升级能力、失败/恢复技术以及我国对密码进口的制度等等。

    3 系统的性分析
            在信号系统的设计时,除了系统性外,性评估也是非常重要的,高度的性也是高性的一个重要。为了能够放心地在实际中运用,设计一个完善的信号系统定量地分析出系统的性指标。例如:在国铁规范中,已明确了列车速防护的车上设备的平均无故障时间(MTBF)不104h,地面设备的平均无故障时间不105h。
             在城市轨道交通中由于ATP系统在正常驾驶模式下使用,是惟一能连续控制列车运行,并长期确保列车运行的驾驶模式。降级驾驶模式是ATP系统出现故障情况下,在限速条件以人工驾驶来降低列车运行风险所采用的一种驾驶模式。不过,诙漠式并不能避免所有风险,特别是不能保护列车不闯关闭的信号机,所以要求正常驾驶模式非常稳定,以尽量减少采用降级驾驶模式。鉴于上述因素,在国外城市轨道交通工程中,提出ATP系统正常驾驶模式的99.99%。其中,月为系统性概率;T为系统设计寿命;MTBF为平均无故障间隔时间。

    4小结
             系统的、性都应以整个系统为对象,而不是某个具体设备。这就要求系统设计、设备制造和设备维护三位一体,以保证系统使用中的性能指标。 在许多发达国家都设有专门的系统工程师在方案设计时对整个系统的、性作出科学的评价。我国虽然没有专门的系统设计工程师,但不应轻视对于信号系统的、性分析,正确的分析有助于系统设计、设备选型以及科学投资,并为维修工作量的确定和日常维护的提供参考。



    引言
            现代冶金工业的型材、棒线材和板带材轧制生产中,普遍采用了张力控制技术用以改善产品的质量。尤其是在板、带材连轧生产中,张力控制技术的发展很快。带钢热连轧生产上粗轧机多机架间张力控制技术、精轧机组的活套张力厚度控制技术;冷连轧的张力厚度控制技术等都已经能够进入成熟应用的阶段。但是目前在粗轧机单机架轧制中,张力控制的应用还很不成熟,应用上还在试验阶段。
            本文介绍一种目前在生产中应用的粗轧单机架张力控制方案。粗轧轧件属于中间坯,尺寸一般比较大,厚度和宽度指标的要求不需要,热连轧带材时不宜采用大张力,所以这里采用的是微张力的开环控制。微张力控制的目的主要是利用现有的生产设备,适当改善中间坯宽度和平直度,以利于精轧轧制,而且可以适当起到调整轧机主电机负荷的作用。

    1 工艺设备
            热连轧粗轧机的布置采用一架四辊可逆水平轧机,轧机前带小立辊。轧制工艺流程一般采用三道次的往复半连续式轧制。小立辊轧机的作用主要控制板卷的宽度,同时也起着对准轧制线的作用[1]。水平辊机架和立辊机架的压下规程由计算机通过数学模型进行设定,速度规程也按一定程序进行控制。由于立辊与水平辊形成连轧关系,为了补偿水平辊辊径变化及适应水平辊压下量的变化,所以要求立辊能进行调速。立辊轧机采用上传动的型式,万向接轴式连接。立辊的传动调速控制系统采用西门子变频调速装置。

    2 控制系统
    2.1控制系统构成
    基础自动化级控制器采用GE Fanuc公司的 PAC SystemTM RX7i系列作为主控制器,传动调速控制系统采用西门子6SE70系列变频器控制系统,其控制器组成包括工艺板T400,控制单元CUVC。基础自动化与调速控制器采用现场总线Profibus-DP进行通讯。
    2.2控制方案
    在四辊水平轧机和小立辊轧机之间建立张力,张力的大小由两者速度差决定,通过调节立辊轧机的速度控制张力大小。对于传动设备而言,速度是由速度控制器控制调节的,在微张力控制系统中,为了在轧机间建立恒张力,在速度控制器之后引入转矩控制限幅环节,也就是对速度控制器的输出进行限幅,降低电动机的输出电磁转矩,减小电动机的实际转速,进而达到建立轧机间速度差,实现微恒张力轧制。


    图1.控制系统框图
    2.2.1数据收集
    在立辊咬钢之后和平辊咬钢之前的这段时间作为数据采集的周期,立辊咬钢后延时一段时间开始立辊电机转矩实际值,共采集12点数据作为转矩采样值。
    2.2.2数据处理
    将采集到的12点数据通过累加,比较,求均值等计算得出后的转矩锁定值。计算公式如下:
    (ΣTsum-Tmax-Tmin)/10=Tlock
    其中:ΣTsum——为转矩实际采样值的累加值
    Tmax——为采样值中小值
    Tmin——为采样值中大值
    Tlock——为转矩锁定值
    2.2.3数据发送
    将计算所得的转矩锁定值作为转矩限幅值传给传动系统控制其输出的电磁转矩,控制电机转速。另外对转矩限幅值[2]的大小也做了限幅处理,防止传动系统故障发生。
    2.2.4连锁条件
    工艺上加入微张力控制的连锁条件,主要目的是控制微张力的作用时间,使得系统实现有张力和无张力的平稳过渡,对立辊电机转矩的进行及时的补偿,防止故障发生。其作用是对转矩限幅环节的投入和切除进行控制。
    3 应用效果
            在进行微张力控制中,由于张力的实际值很难测量,因此采用间接的方法观测张力作用效果。这里主要依据轧机后测宽仪提供的宽度偏差波形图和轧机负荷情况来分析微张力控制的效果。图2 所示为转矩限幅值在1000Nm时宽度偏差的波形图。可见在微张力控制下的中间坯的宽度均匀,而且平直度也得到了改善。在图3中所示,在微张力控制中立辊轧机电动机的负荷随之降低,从而延长了设备的使用寿命。


       从人类早发明的雕版印刷以来,到毕昇发明活字印刷术,再到德国柯尼西鲍尔发明金属活字凸版印,经历了几的改进才达到当代印刷机的水平。30年代初,单张纸凸版印已经成为印刷业的主力军,由于印刷过程是不连续的,印刷速度的提高受到设备结构的限制,速度提高受到制约,于是一种连续印刷的印刷机出现,使印刷速度大幅度提高。单张纸印刷机的动力源是一种机械式的无机变速机构,多数设备采用滑差电机,卷筒纸印刷机的动力源功率强大,无级调速需要采用新的动力源,于是产生了直流电机和可控硅调速。这种设备在实现印刷过程自动化以后,又陆续解决了纸张控制、折页、传纸、收纸、套准、上版、清洗等作业的自动化。但是,卷筒纸印刷机仍是靠一个或两个并列的动力源,通过一个长轴驱动整个设备的各种运动和功能的实现。这是印刷机械传统的“有轴驱动”,也是基本的传动原理。
             随着当代数控技术的发展与应用,取消这根长轴的条件已经成熟,这就是每个印刷(或功能)机组都有一个或几个伺服电机驱动,同样可以达到印刷的要求,印刷机械行业常说的“无轴技术”、“无轴驱动”、“电子轴传动”或“立驱动”就是这个概念。

    无轴技术,无轴驱动技术

            无轴印刷技术早在报刊、商业表格及包装印刷业中已流行多年,对于提高印刷的灵活性及质量颇有作用。现在有进一步发展趋势。它传机由的适应性提高,时间缩短,而且传统机械传动与齿轮链等的局限性与缺陷,使印刷质量改进。在无轴印刷机上,每一机组分别由的交流词服电机驱动,而所有的印刷动作又统一由一个主电动控制由实行同步控制。没械传动轴,就不会有扭力与齿轮反冲的影响。

            98年9月高宝公司为美国加州世界彩印厂安装了48台Compacta 618无轴商用印刷机,全部采用Indramat的AC词服驱动及控制系统与技术。Indramat采用数字驱动标准接口Seicos(即oeial neat.time communication syotem 系列性实用通讯系统的缩称),通过务噪音声干扰的光缆使每一驱动同步。还有合适的辅导设备把终端用户锁入一个单一的控制源。而另一方面由是开放性结构,这就使培训、产品支持及全厂生产管理简易化。同时,由于开放式平台,便能够协调好几台不同制造商生产的印刷机的控制,甚至印后设备的自动化。

           无轴驱动技术提高印机的灵活性、适应性,因为印机的每一部分或每一组可以单进行控制。以往,在印刷机组与报纸台之间(这是指多纸张轮转印刷机而言,详注)要么是一对一,要么是全集中到一个报纸台去;而现在,可以任意组合到任何一个报纸台。另一种灵活性体现在印刷机组的选择变化,同时还有其他加工单元联线。调机辅助时间的缩减是因为可以分别单调试折页部分、冷却部分或各别机组;而换版子、汰柏皮布及折页设定却又可以同时进行,比依次进行节省了时间,提高生产效率。 各机组之间及转力馄之间的同步改进在变速时以来很大好处,因为以往由于齿轮反冲及转动轴扭力所以来的反种失误或缺陷都被。所以很多新式印均采用电子控制系统来监察并校正印刷中的不稳定不一致因素,无轴传动技术在商业印中的应用就为此创造了有利条件,也是其日益获得推广应用的道理。

    电子传动轴

            电子轴传动也常称为立传动、无机械传动、无轴传动或分步传动等。电子轴传动凹印机是凹印领域在过去近30年时内引人注目的技术进展之一。

             电子轴传动技术应用单的伺服电机驱动替代了原有的机械长轴传动,通过程序(软件)形成了内部虚拟的电子轴,各电子轴之间通过高速的现场总线进行,各个版辊随虚拟的电子轴运转,保版辊相位严格同步。电子轴传动技术与各类印刷方式的结合将带来印刷业变革,也是对付目前日益增长的短版活的解决方案。

             除了少用或不用印版滚筒及其相关设备以充分减外,电子轴印可以大限度的提高灵活性。滚筒的无限可变性使像Cello-Pack的软包装加工商通过采用凹版印刷的印刷效果,从而在市场上有竞争力。 

            与普通机械轴传动相比,电子轴传动的优点是显而易见的。它有高速的套色功能,电机每转动一圈有好几百万脉冲可以藉此作非常精密的定位、比例及速度的控制,配上智能型驱动器及高速微处理器,对套准精度的控制可大幅度提高。另外,快速预套准功能也十分优越,采用齿轮及轴杆传动系统时所不可避免的扭力不稳定性及齿轮的滞后性,都会导致套准有所飘移,尤其是在加速或减速时甚。在使用过程中又难免发生机械磨损,误差就会加大。齿轮又是印刷中出现条纹(或称杠子)故障的主要根源。

            另外,印刷机上滚筒的转动不再受齿轮节距的限制,印刷品的重复长度就没有固定的局限,而可以随意加以调节。机器控制实现高度自动化,除了可省去大功率的驱动电机,降低电力消耗外,同时还取消了一系列机械传动机构。


      近年来,新技术的不断涌现和应用正改变着我们的生活,在给排水领域,恒压(变压)变频调速电气控制技术的出现正在改变着给水的方式,它使加压有了新的选择,也使传统的泵的概念有了新的延伸。有了这项技术,作为泵特性的流量和压力不再因叶轮固定而固定,而都有了弹性的空间,尤其由于变频技术实现的压力恒定而流量按需供给特性,通过改变电气控制的频率,影响改变泵转速的快慢进而实现恒压变流量(下简称“恒压变频”),已越来越成为生产生活给水设计的宠儿。

            作为生活生产给水的延伸,今天恒压变频的设计也已延伸到了消灭火系统,正如每一项技术都要经历的过程,对于这个技术在消防领域的延伸,褒贬不一,赞赏与排斥并存,许多人在问:在涉及公众的领域,这个技术能应用吗?

            事实上,恒压变频技术发展到今天,已经涌现了综合各种功能的产品,通常的几种形式包括纯变频、结合气压罐、结合稳压泵、结合稳压泵和气压罐、结合高位水箱等。

            这几种型式中,纯变频的恒压变频系统可以在小流量时主泵休眠,而增加后自动唤醒;结合气压罐的恒压变频系统可以延长主泵的休眠时间;结合一台稳压泵的恒压变频系统能适应大的系统;结合两台稳压泵、结合一台稳压泵和一个气压罐等则是根据一些特殊要求而作,实际上对变频的利用已放到了次要的位置,或者说已无大必要了。

             看着变频技术的日渐成熟,以传统的主泵加稳压泵和气压罐系统(以下简称稳压泵系统)为对照,试着将它的一些优缺点作了一下整理,列于下文。我们认为应用恒压变频技术作为稳压设施的消灭火系统(以下简称恒压变频系统)的颇有优势,其优缺点大致如下:

    优点包括:

    一、节省用地

            由于恒压变频系统可以不另设稳压泵、气压罐,其占地面积大大减小,通常要比稳压泵系统节省一半以上,这种优点,对于小型的消灭火系统体现得特别明显。比如,定一个流量10 l/s,扬程为30m的泵房,采用恒压变频,泵房的面积基本上和半个楼梯间面积相,而稳压泵系统则在增加5 l/s的稳压泵和备用稳压泵、50 l的稳压罐后,没有大出一倍的面积就不大放得下了。

    二、环保

             恒压变频系统由于是调速运行,泵的转速较小,所以相应对噪声和振动也大大减轻,系统噪声小,系统运行的振动小,是一种环保的技术。 这种减噪的功能,再配以低噪音泵,可以轻易地将噪声的影响控制在标准以内。 低噪声低振动不仅有益于人的健康,同时对于机械的损耗也大大减轻,另外对建筑的振动损害也大大减小。 需要说明的是,如果该系统与生活或生产结合,可以免设水箱,以有效减少水箱的二次污染。

    三、启动平缓

            恒压变频设备启动后,变频器输出逐渐上升的频率和电压,电机开始旋转,转速逐渐升高,这个过程比较平缓,因此联动的泵的转速、由泵带动的水的压力也是逐渐升高的,这对于电网的压力波动、管网的压力波动和水锤都是很有益的。

    四、易于控制压力

            恒压变频系统是一种压力控制系统,因此对于压力调节具有其得天厚的优势,它对于调节由水泵曲线造成的波动,对于调节在直接从**管网抽水时,由**水压波动而造成的压力波动,甚至在消防时通过调节某层火灾灭火时的使用水压改善消防人员的工况等场合提供了一个另外的选择。

    五、节能

            恒压变频是一种按需供水的系统,其运行能耗与用水基本上是一种线性相关的模式,是节能的方式。这种优点,在生活生产的供水系统中体现得尤其明显,如果消防系统和生活生产系统结合,这种优势同样可以得到发挥,就是纯粹的消系统,由于恒压变频系统可以提供休眠态,对于小型系统也是一种节能的模式。

    六、经济

             如果比较稳压泵系统和恒压变频系统的一次性投资,恒压变频造价略高,但由于占地小,在大城市里,实际上一次性投资反而。另外,由于恒压变频是通过电子系统改变电源的频率来实现的,工作泵的机械损耗小,轴承及电机均不易损坏。恒压变频的使用寿命通常要长于8年,使用时间比较长。这样可以说是既节省投资费又节省维护费用。

    七、稳定

             由于恒压变频系统可以不另设稳压泵和气压罐,泵、阀门、管道的数量均大大减少,系统相对简单,从而使故障机会相应减少。当然,这也许会加大控制电路设计的复杂性,但笔者认为,这不应成为问题,因为无论电路的复杂到何种程度,应该不会过计算机,而计算机今天也成为随便组装的玩具了。

    八、

            由于恒压变频系统的主泵长期处于准运行状态,因而易于发现消防主泵的故障,保持消防系统的有效,而且一旦出现火情,其响应也敏捷。在以前的消防事故调查中,尤其是临时高压制的消防系统中,由于消防泵长期不使用而不能启动是事故原因中的一个大问题,这种状况对于恒压变频则不存在,因为恒压变频的主泵长期处于工况,一有问题马上发现。相对而言,稳压泵系统因为主泵长期处于非工况,要避免这种问题,需要另加消防巡检控制模块。

    总之,恒压变频在消防的应用中具有许多特的优点,尤其在小型的水灭火消防系统是前景广阔。

             比如在工业建筑中,丙类火灾危险性的厂房仓库是非常常见的,这类建筑的设计中,通常流量不大,10 l/s左右,扬程也不是很高,30~40m,在小流量的民用建筑中也常见这种型式,这些工程许多不能或不希望建高位水箱,而**的压力又常不满足消防的要求,对这些工程,建立稳高压消防给水系统是很有必要性的,在占地凸显珍贵的地方,这种占地小,又的消防系统,尤其受欢迎,对于这种类型,恒压变频系统应该算是的选择。 因此,讨论恒压变频系统在消防系统中的应用具有重要的现实意义。

            综上所述,笔者认为由于恒压变频系统具有许多特的优点,将之应用于消灭火系统将是一个有益的,该系统和稳压泵系统一样属于目前“建规”中的常高压给水系统,而非临时高压给水系统。鉴于目前“建规”中的一些概念未尽明晰,笔者建议引入上海市“水规”中的稳高压消防给水系统的概念,认为在区分给水系统的型式时,不应加入平时流量的标准,而应着眼于灭火时流量的实现措施。


       从上图我们可以看出,调节阀实际开度指令受三个指令源控制,是转速调节器的输出,二是辅助调节器的输出,三是阀位限制器的输出。这三个输出信号不是叠加,而是通过一个低选总线选择哪一个终作用到输出端。低选总线的作用是哪个控制模块给出的信号低,就用哪个信号,这就决定了汽轮机始终处于一个运行的模式,正常调节时不会过负荷,不会速。
    转速调节器的作用不言而喻,是用来控制转速稳定在给定转速值上;
            辅助调节器的作用505设计人员是向用户开放的,不局限与控制哪个参数,看用户的需要。如果你的汽轮机连的是风机或者水泵设备,那么辅助调节器可以调节母管压力,温度,风量等受控参数。505默认为发电机应用,因此辅助控制我们没有使用,需要时我们也可以引入调节信号,如发电机功率,可以给定一个较小的发电机功率,让汽轮机实际运行时只能在给定功率的下面运行(因为低选总线的作用)。辅助调节器在某种意义上讲相当于某一个参数的限制器。
             阀位限制器的作用可以理解,是属于保护范畴,就是硬生生的给一个限制开度指令,不论你上面两个调节器输出多大的指令,只要我限制器的值,就给你刹车,拒绝你的指令通过,如#2机,由于调节阀设计上不合理,目前开度只需60%左右就能达到满负荷,针对这个实际情况,为了防止汽轮机功率运行,我们可以给一个65%的阀位开度限制指令,作为一道保护防止汽轮机负荷。(可以预计到的有两种情况会导致汽轮机负荷运行:是投入排气压力自动控制时,这时发电机功率是由汽负荷决定的;二是虽然不在排气压力自动控制方式,但运行人员给出了错误的高负荷指令,而这个指令又处于调节器可接受的范围上限)。
    为了分析转速自动控制方式,我们设辅助PID没有使用,阀位限制器没有限制,如图3。




    图3

            这是一个简单的单回路调节器,它接受转速给定指令与实际转速的偏差信号进行PID运算(实际是PI运算,因为99%的调节器不用D信号――微分信号,我们实际应用也没有设置D参数)。
    转速指令有三个地方可以产生,但同一时间后有效的指令才是终的给定指令。
              来自505操作面板,就是在SPEED设定窗口人工输入的转速设定值,包括用ADJ按钮基于当前转速上升或下降的转速指令;
             二来自DCS远程设定,就是我们配置的DCS上DEH操作面板,上面有升降转速指令和模拟量转速设定指令(慎用DCS模拟量给定这个指令,因为在切换过程中程序设计不严谨,在一定条件下有概率可能会产生危险,这里不详细分析);
             三来自505程序控制自动产生的转速给定指令,如自动开机时,转速给定值会按照505设定的开机曲线自动生成,人为干预。前两种定义为操作人员就地/远程手动给定。
             这三种指令是如何并行工作的呢,如果都来调节器怎么办,举开机的例子,505有一个转速给定值选择模块,在设计严谨的保护逻辑下选择有效的转速给定指令。如自动开机,则505进入自动模式,转速指令从0自动升速到500转停留,即进入低速暖机状态(停留时间是通过程序员设定的参数和汽轮机停机的时间用内插法由505自动计算出来的),低速暖机时间到就自动提高给定值指令,以一定的升速速率上升到2800转,高速暖机目标值(可编程改变这个值)。在转速指令自动变化的过程中如果接受到来自505面板或DCS的干预指令,则立即切换到手动模式,接受有效的人工操作指令,人工干预完后仍可通过面板切换到自动模式。我们可理解为谁后一个来谁有效(与的低总线选择不一样,这里不是谁低谁有效,因此要人工干预时要注意你给的指令会直接响应,这样有可能会导致汽轮机处于危险状态,如在冷机状态下你直接给出3000转的指令,505会不折不扣的执行而不管汽轮机有没有暖机,因此建议一般状况下不要干预程序开机,除非有特殊情况。我们有的运行人员提出非要在800转或者1200转或者2000转再来个中速暖机,我不太清楚这是否是汽轮机厂的要求还是一贯的操作习惯,难道505的设计人员就没考虑到这一点,增加这个程序段也不是什么难事,也不会增加多少成本,这个我在相关的资料上也找不到答案,因此我理解为中速暖机不是必要的,人工干预弊大于利。当然505也并非无条件的执行你的指令,如果你给的转速指令在临界区或过505设定的上限值,505也是拒绝接收的)。
             在转速自动控制模式下,汽轮机的转速始终与给定转速保持一致,给1000转就维持在1000转,给3000转就维持在3000转,在运行模式下任何时候你都不能把转速PID切成手动而直接操作调节阀,只有在停机时编程人员可通过密码进入拉阀模式,此时转速PID的输出被切断,可以直接给阀位开度指令把调节阀拉起来,用于静态调试,标定阀位开度和测试电液转换器是否能正常工作。在操作员的层面上,自动/手动并非指调节器处于手/自动状态,而是指调节器的给定值是处于自动给定状态还是手动给定状态,一般的调节器给定值都是操作员人为给定的,如汽包水位、主汽温度。但505设计成全自动的,所以就比一般的调节器多了一个自动给定给定值的程序。
             现场实际应用时出现开机过程转速晃动的现象,这是调节品质造成的,并非程序失灵,程序是永远不会失灵的,除非死机和硬件故障(死机还有开门狗电路监测自动重启CPU呢),所以不要轻易的判断为505出了问题。调节品质有多方面的原因造成的:PI设定参数是否匹配、放大器是否稳定输出、电液转换器是否正常工作、调节阀开度是否线性无卡涩、进汽、排汽、油压参数是否稳定等等,都会影响到调节品质。

    2、 负荷自动控制方式
            505进入负荷自动控制方式是受外部条件控制的,这个外部条件就是发电机油开关和线路出线开关,当这两个开关都处于闭合状态时,也就是我们所说的“并网”后,505则自动进入负荷自动控制方式。在这种方式下,我们曾经有过这样的疑惑,负荷自动控制方式和转速自动控制方式究竟是什么关系,既然转速PID永远是闭环的,而加负荷给的也是转速指令,为什么调节器不会上升到操作员给定的转速而也能稳定在一个相对平衡状态呢?
             从调节原理讲,当给定值与反馈值有偏差时,调节器会一直增大或减小输出直至偏差为“0”,如果直接用上面的转速调节PID回路来控制负荷,显然是行不通的,即使给定值只给了3005转,由于发电机挂在网上,实际转速只有3000转,开大调门转速也不得提高,那么调门就会一直开下去,一直开到阀位限制器的上限,功率就到满负荷了,这样负荷显然是不受控的,也不是我们能接收的方式。讲过505内部只有两个PID调节直接作用在调节阀上,而辅助PID又不在使用,调节器是如何控制负荷的呢?通过图4我们来逐一分析。


    图4
             我们发现当发电机油开关和出线开关同时闭合时,505内部的SW1开关会自动闭合,此时505就进入了负荷自动控制方式,SW2是双通道切换开关,设在外接功率信号位置上(这个开关是编程事先定义好的),此时在转速PID的给定值输入端引入了另外一路信号――DROOP信号(直译为偏差校正信号,大部分翻译资料称作为不等率)。通过这个回路我们来分析一下转速PID调节器的动作过程:当并网后运行人员给出3030的转速指令时,调节阀会开大,但由于发电机挂在网上,转速不再升高,但随着调节阀的开大,发电机功率会逐步增大,通过功率不等率的比例设定,505内部计算出一个对应的转速偏差值(30)与给定转速3030综合,而作用到PID输入端的转速给定指令仍逐渐给定在3000转,此时PID无偏差,调节阀不再动作,汽轮机在一个新平衡状态下运行。如果功率有扰动,系统会自动调节稳定功率。这就是虽然我们看到的给定值与实际转速有偏差,调节器也能稳定的原因,并不是发电机挂在网上就能自动稳定,如果调节器没有这个偏差校正,功率是不得稳定的。
    转速不等率的计算公式:
    汽轮机额定转速3000×不等率(可程序设定5%)×功率量程比例
    按上面的计算公式可以得到汽轮机在3030时对应的负荷在20%,我们505功率量程设定为0—15000KW,20%也即3000KW。这个对应关系是可以通过编程改变的。由于不等率DROOP设置成5%,所以大的给定反馈指令是150转,也就是在加负荷时大的负荷转速指令是3150转。(505用于发电机应用时默认的功率不等率是6%)。
    这是505调节器内部SW2开关接收功率反馈信号的调节过程,而另外一个信号是来自阀位输出反馈,这里我们不得不提到阀位输出反馈,因为无论是#4机还是#2机,我们都是编程为阀位反馈方式,而没有接入实际的功率信号。先给出两个术语也是大家接触到而不是怎么太理解的。
    当SW2接收发电机输出功率反馈信号时,我们称这种负荷自动控制方式为“功控”方式;
    当SW2接收阀位输出反馈信号时,我们称这种负荷自动控制方式为“阀控”方式;
    这就是“功控”与“阀控”的定义,可见“功控”与“阀控”并不是指自动与手动,而是在同一负荷自动控制方式下接收两种不同反馈信号的控制方式,不论是“功控”还是“阀控”,负荷控制都是自动的,把“阀控”理解为就是运行人员手动调整负荷是错误的,你所做的是手动给定一个负荷指令,调节器会自动调整到对应的负荷,实际负荷并不需要你去调整,就如同你手动给定一个汽包水位定值一样,实际的阀门开度仍由调节器控制,并不会受你直接控制,说过505在任何时候都不会把阀门的操作权直接交给你,除非在停机拉阀试验状态。
    那么这两种控制方式有什么区别,为什么我们现场实际使用都设成“阀控”方式呢?
    当采用“功控”方式时,由于发电机功率受电网波动影响,会有一定程度的扰动,后作用到505转速PID调节器上相当于是转速给定值发生了变化,这样会导致调节阀不断的自我调整,功率是相对稳定了,但是对于以供汽压力为主的背压机来讲这不利于用户压力的稳定,牺牲一点功率的扰动来稳定排气压力是值得我们选择的。
    而当采用“阀控”方式时,反馈信号直接取自505阀位输出信号,这个信号是505自己运算出来的,不受任何干扰,它自己把它的输出当反馈,这个过程是而稳定的,当然受PID调节品质影响调节过程期间也会有一定程度的晃动,505用设定的比例来决定阀门的开度(基于并网前阀位开度上的叠加),如你给出了3030的转速指令,505就在原先阀门指令的基础上再增加20%的输出指令,这时所对应的功率就是我们所需要的功率,显然“阀控”的弊端是转速指令对应的负荷要受阀门实际开度与负荷关系的限制,这就是在同样的参数设置下,为什么#4机和#2机同样的转速指令不能得到同样的发电机功率的原因,因为调节阀的开度特性不一致,#2机已经与设计值差的太远,满负荷只要60%的开度不到(和实际低背压运行偏离设计参数也有一定的关系)。当然这样的偏差也可以通过编程来修正,但我们理解这并非是505的一个缺陷,修正与不修正意义就不那么大了。
    #4机南汽厂在出厂时就没有设计成功率控制,功率信号没有进505;#2机青汽厂出厂时设计了功率控制,但现场实际应用时由于电气来的功率信号乱跳,导致汽轮机根本不能稳定工作,所以在调试期间就直接改成“阀控”方式了。如果有必要,两台机我们都可以采用“功控”方式。对于运行人员来讲,“阀控”和“功控”是一致的,你所做的都是在DCS上给一个转速给定值负荷指令,所以我很难理解为什么初大家对采用“功控”和“阀控”的方式讨论的这么激烈,对于505而言,这并不是一个值得多加讨论的话题。可能大家把“阀控”理解为像汽包水位一样,不投自动就得运行人员死死盯着不断的手动调节给水阀。
    当处于功率控制方式时,505如果接收到错误的功率反馈信号(如变送器故障、断线等)则会自动转入“阀控”方式,记得有一次#2机调试期间调门乱晃的时候我把功率变送器的线一拆就正常了,当时只是抱着试试看的态度,现在从理论上证实了这样的解决方法。

    3、 频率自动控制方式
    初和大家一样,认为频率控制不就是转速控制吗,为什么要区别成转速控制和频率控制呢,通过深入学习终于了解,频率控制的实质还就是转速控制,控制的参数和对象一致,的区别就是并网前叫转速控制,带负荷后(这里不叫并网后,是我们常说的孤岛运行,其特点是发电机油开关闭合、线路开关断开)就叫频率控制。见图2
    汽轮机有两种情况可以进入频率自动控制方式,是线路开关未合前先合发电机油开关,此时可带厂用电运行,汽轮机稳定在3000转(程序预选设定好的)而不管实际的负荷有多大,带到带不动为止(带不动会导致汽轮机转速下降,发电机低周保护动作);二是在正常负荷控制下,线路开关突然跳闸而发电机开关未跳,这时调节器也可以转入频率自动控制方式(这里注意是可以转入频率自动控制方式,并非自动转入,需要编程设定)。
    种方式进入频率自动控制时,转速指令一直是3000转,也可以人为给定(如欧美国家是3600转)发电机负荷的变化先是影响到汽轮机转速,然后转速PID再根据偏差稳定转速在3000转,此时发电机的负荷不是由505控制的,而是由实际需要决定的,运行人员也不能给出任何的负荷转速指令,如果你给了3030转速,那么汽轮机就会直接升到3030转速,而不是升的负荷,因为没有对应的负荷可以匹配。此时PID调节器的SW1开关已经切断,到了纯转速PID控制回路,没有DROOP偏差校正信号。505只管稳定汽轮机在实际给定转速,即保持频率的稳定。当需要并上大电网时,即合线路开关时,可以通过升降转速指令使频率与电网同步,再并入网内。
    二种情况进入频率自动控制方式时,由于转速指令不在3000转上,如当时在3030上,那么当505接收到线路开关跳闸时瞬间会自动将转速指令以一定的速率降到3000转并保持(可以编程设定),由于甩负荷的惯性汽轮机转速会瞬间升速,但同时调节阀也会逐渐关小,终稳定在孤岛运行方式。甩负荷能否成功,即孤岛运行方式能否成功取决于以下几个因数:
    A、 引入正确的线路开关作为甩负荷信号;
    B、 505并网后PID参数的整定;
    C、 电液转换器的执行性能;
    D、 调节阀包括油动机的响应特性;
    E、 电气各项保护参数的协调;
    F、 甩负荷的比例。
    由于孤岛运行需进行实际的动态试验,试验失败所承担的风险也比较大,会直接影响供热和发电,因此虽然我们两台机组使用了电液调节,但包括调试期间也一直没有进行这方面的试验,如果试验我有信心能成功。
    还有一种情况顺便提一下,当线路开关和发电机油开关都跳闸时,即全甩负荷,通过编程可以使505选择自动进入转速PID控制状态或者直接停机,进入转速PID自动控制状态时,转速给定指令会直接跳转到2950上,这时没有任何负载,稳定频率,只需要空转防止汽轮机速,因此转速指令也顾不了那么多了,直接来一个阶跃跳变使汽轮机能稳定空行,等待下次并网。

    4、串级背压自动控制方式
    串级背压自动控制方式顾名思义,就是在转速PID控制器串联排气压力调节器,排气压力PID调节器的输出指令终也变为转速给定指令从而控制阀门的开大和关小,如图5。


    图5
    背压自动投入的条件是在负荷自动控制方式下才能投背压自动,也就是说在发电机并网后才能投入串级背压自动。注意背压自动是受操作人员决定的,505不会自动投入背压自动,其它除转速自动外505都可以通过编程取外部逻辑信号开关状态决定是否自动投入,如负荷控制、频率控制,而串级背压自动控制得到运行人员的手动干预才能投入自动,但投入后如果出现不满足串级自动运行的条件,505会自动切除串级自动转到其它三种自动方式中的一种。从调节原理图看,背压串级自动改变的也是转速给定值信号,只不过原先的转速给定负荷指令是由运行人员人为给定的,如3030转,在串级背压自动下,转速给定值是由背压PID自动运算出来的,此时由于转速给定值是受背压控制的,因此发电机电负荷是跟随变化的,就如同你在操作面板上增减负荷一样。串级背压自动实现了真正意义上的以热定电。在背压PID调节器闭环回路里面我们发现也采用了DROOP不等率反馈,用于设定压力和实际排汽压力的偏差,所以当设定压力与实际运行压力有偏差时我们不要担心汽轮机调门会一直开到大或关到小,因为等到压力达到我们的设定值,背压PID就能新的平衡,同汽轮机负荷自动控制一样,串级背压自动调节也是有差调节。DROOP设定越小,静态偏差就越小,但汽轮机受排气压力的扰动就越大,不利于汽轮机的稳定运行,#4机设定为10%,#2机还为未编程设定。下面我们举例来说明串级背压自动调节的过程:
    机组并网后当功率和用户流量及排气压力相对稳定时投入背压串级自动调节,调节阀处于稳定状态,操作人员给出了1.47的背压给定值。
    当用户增加,排气压力逐渐降低,背压PID调节器输入端出现偏差,输出逐渐增加,转换成相应的转速给定值指令,调节阀开大,进气量增多,排气压力回升,发电机功率也跟随增加(用汽与功率成正比)。背压调节器由于有偏差校正,增加的幅度通过DROOP对应的偏差比例和逐渐升高的排气压力相,背压PID调节器输入端的偏差逐步减小,背压调节器PID在相应的范围内平衡,输出指令不再增加。转速PID由于有负荷偏差校正,无论在“功控”还是“阀控”状态,阀门开度增加或功率增加后自动平衡,阀门开度不再变化,系统处于一个新的平衡状态下。实际应用时阀门开度增加的比例同背压DROOP的设定比例及负荷DROOP设定的比例成对应关系,稳定时由于偏差校正的存在,排气压力将回到扰动前的值,但不会等于设定值,差值就是偏差校正的值。

    三、结束语:
            505控制器在我公司两台背压机上服役良好,但仍没有达到运行状况,如并网前后的参数匹配,是否自动进入频率控制方式以实现孤岛运行,线路开关的选择是否合理,采用“阀控”方式的利弊,与DCS的接口控制方式仍需进一步讨论完善,并通过实践检验,相信通过不断的学习和实践,505在我公司能应用到状态。



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