产品描述
上海西门子授权代理商触摸屏供应商
4 系统的软件设计
由图1可知,染色工艺可以分为几个曲线段,不同的曲线段对应不同的目的温度、升降温时间、保温时间。对染色过程的温度控制主要是对染槽升温、保温、降温,结合生产的实际要求又将升温分为直接升温到温度和按斜率准确地升温到温度;同理,降温也分为直接降温到温度和根据斜率准确地降温到温度。因此温度控制分为五个子程序:直接升温、按斜率升温、保温、直接降温、按斜率降温。直接升温还是斜率升温、直接降温还是斜率降温根据实际需要通过中控机设定,而后由现场控制器PLC 的主程序调用相应子程序。由于间歇式染色机的染缸体积较大,加热管道与冷水管道相对较小,造成比较大的温度惯性,一般可将其认为是一种具有纯滞后大惯性的被控对象,因而在升/降温段采用趋势判断补偿法,如果是升温,则在温度到达T 目标温度-△Ti 时停止升温;若是降温,则在温度到达T 目标温度+△Tj 时,停止降温,其中△Ti、△Tj 为补偿温度。由于温度控制的程序都在现场控制器PLC中,但是染色工艺参数是从中控机下传给PLC的,因而在PLC 的主程序中,需要根据接收到的来自中控机的数据进行判别,再执行相应的子程序。在下传的数据中包括目标温度、斜率、保温时间等,因而PLC 可以根据这些数值判断升温、保温、还是降温。但是判断升温、降温、保温,光凭目标温度、斜率、保温时间不能得到的判断,因而使用曲线段的目标温度辅助进行判断。由下面温度控制判断表1 表示。(说明:T*为本曲线段的目标温度,T*′为曲线段的目标温度。)
根据表1,PLC 可以进行染色过程的温度控制。
下面以斜率降温为例,说明 PLC 的温控过程。在主程序中判断当前目标温度是否小于上一步目标温度,再判断斜率不等于零,若满足这两个条件,就按照斜率降温。在斜率降温时,将降温段曲线按时间分成若干个相等的小间隔,对每一小间隔计算出相应的温度作为这一小段的温度给定值,因而工艺曲线的降温段可以用阶梯性表示,如图3 所示,又因为染机的大惯性,因而降温曲线段可由图4 表示。只要每一间隔的时间足够小,则计算的每一间隔的温度给定值与理想值的偏差就可忽略。本系统采用采样时间将降温段曲线分成相两次。
目标温度比较斜率K 保温时间t 当前动作图示。
K≠0 t=“0” 按斜率升温
T*-T*′>0 K≠0 t≠0 按斜率升温后保温
K=0 t=“0”直接升温
K=0 t≠0 直接升温后保温
K≠0 t=“0” ERROR
T*-T*′=0 K≠0 t≠0 保温
K=0 t=“0” ERROR
K=0 t≠0 保温
K≠0 t=“0”按斜率降温
T*-T*′<0 K≠0 t≠0 按斜率降温后保温
K=0 t=“0”直接降温
K=0 t≠0 直接降温后保温
相等的小间隔,每个间隔的温度设定值可由下式计算(其中 T 设J 为每一间隔的温度给定值):
T设J=T设J-K?Tt
同理,根据采样周期、降温斜率计算出降温时间 t,再计算总采样周期数N、温差△T(其中T0 为温控前的实际温度,KJ 为降温斜率,Tt 为采样周期,T 为当前温度):
T=(T目标温度-T0)/K
△T= T-T设J
在斜率降温时,为了能准确的控制温度值,设定了差温报警值Te 和控制输出域值Tc,根据温差△T 与它们的比较,得出以下控制规律:
a. △T>0
1. △T≥Te,则全开冷却阀并显示“降温太慢”,同时报警。
2. Tc<△T<Te,则开始PID 控制,得出控制量U 作为冷却阀开启时间。
3. △T<Tc,自然动作,当前采样周期数加1。
b. △T <0
1.|△T|≥Te,全开加热阀并显示“降温太快”,同时报警。
2.|△T|<Te,关闭冷却阀,并将当前采样周期数加1。
5 结束语
本系统结构灵活,通过PROFIBUS-DP 总线将现场控制器互连成网,用户可以在中控机上编辑各种条件下的温度曲线,通过总线快速下传给现场的控制器,使其依据接收到的温度曲线控制染色过程中的温度,同时可通过PROFIBUS—DP 控制网络实现现场数据的上载。
本系统不但可以实现温度控制,而且根据需要还可扩展其他染色工艺过程的控制如水位、液位等参数的控制,具有良好的发展前景。
本文作者点:采用S7-200PLC 作为生产现场的控制器,完成温度控制,本系统能及时准确地控制染色产品的质量,将产品的质量隐患消灭在现场,保证染色一致性和一次准确化;通过PROFIBUS—DP 总线实现快速响应、率、生产,大大提高染整设备的自动化、连续化、智能化水平,同时,应用网络通信技术可为间歇式染色机与染色厂企业信息管理层、互连网的连网提供了基础,使设备的控制系统具有开放性的体系结构。
图1 典型的工艺曲线
由图1可知,染色工艺可以分为多个曲线段,不同的曲线段对应不同的温度。对染色过程的温度控制主要是对染槽升温、保温、降温,结合生产的实际要求又将升温分为直接升温到温度和按斜率准确地升温到温度;同理,降温也分为直接降温到温度和根据斜率准确地降温到温度。因此温度控制分为五个子程序:直接升温、按斜率升温、保温、直接降温、按斜率降温。直接升温还是斜率升温、直接降温还是斜率降温根据实际需要通过中控机设定,而后由现场控制器PLC 的主程序调用相应子程序。
3)报警及显示功能
为系统设置了一个 TD 200 文本显示器,显示染色过程中的一些操作和报警信息,该显示器适用于所有西门子S7-200 系列的PLC。
4)中控机监控要求
采用西门子公司的WINCC 实现中控机对现场PLC 的监控,主要实现当前温度显示、动态温度曲线显示、温度等参数设置、报警记录和打印报表等功能。
3 系统的硬件构成
本系统采用西门子公司推出的 S7-200PLC 作为现场控制器,选用CPU226 主机模块;通过CP5613 卡完成现场控制器同中控机之间的通信。现场控制器S7-200 扩展了一块智能温度数据采集模块EM231,该模块带有4 个模拟输入点,集成有16 位/转换器,分辨率达0.1℃,能自动进行线性化处理,有冷端补偿功能,不再需要外部变送器,一个模块就能完成数据采集及数据处理功能。系统的温度信号的检测采用铂电阻PT100,铂电阻具有测量精度高、性能稳定的特点,在工业上广泛用于-200℃~+500℃之间的温度测量。由于现场控制器S7-200 不能直接同PROFIBUS—DP 现场总线相连,因而为S7-200 外扩了PROFIBUSDP 模块EM277。
对于不同的染色品种,对应的温度工艺曲线也是不同的,若将所有可能用到的温度曲线存入现场控制器中,则对现场控制器的内存要求很高,因此本系统设计通过中控机,将工艺人员设定的不同的温度工艺曲线,全部由工作人员在中控机上输入后经PROFIBUS—DP 现场总线下传给现场控制器,现场控制器根据接收的温度工艺曲线进行温度控制,同时现场控制器可以随时向中控机申请修改温度工艺曲线的参数。在网络中断时,现场控制器可以保存当前的温度工艺曲线,并且具有断电长期保存当前温度曲线的功能,同时可以将现场的温度等信号上传至中控机,形成监控界面,如果需要可以通过网卡将中控机同工厂信息网以及Internet 网相连,实现底层到高层的信息共享。系统的结构图如图2 所示。
1引言
在电镀、刷镀或电解等行业要求工件表面光泽好、致密、附着力强的场合,其供电电源在正向工作一段时间后,通过一定时间的反向电流进行表面活化。即要求电源具有自动换向的功能。另外,随着电镀、电解工业的发展,用户不仅要求电源设备具有稳压、稳流及稳电流密度的功能,还要求电源设备操作简便,运行,自动化程度高。
由可编程控制器(PLC)控制的自动换向型电镀电源正是为满足用户上述要求而设计生产的。与传统的换向型电镀电源相比,该电源技术、性高,控制功能齐全,工艺参数调整十分方便。本文对该电源的控制原理与控制功能作以介绍。
2主电路的联结
电镀工艺要求电源输出的直流电压在6~48V,直流电流根据所镀工件的多少,可从几十安到几千安、几万安。对这种低电压、大电流,且要求自动换向的电源,其主电路采用两组反并联的晶闸管整流器,公用一台双反星带平衡电抗器的整流变压器。主电路的原理如图1所示。
图1换向型电镀电源主电路原理图
双反星带平衡电抗器这一主电路联结型式减少了晶闸管正向压降的损耗,有利于提高电源的效率。而且两组反并联的整流器公用一台整流变压器不仅减小了设备的体积,也降低了设备的造价,这都是用户所期望的。
3控制电路的原理
控制电路原理方框图如图2所示。
图2控制电路原理方框图
由图2知该电源控制系统主要由触发调节单元、信号变换及故障保护单元、以PLC为的脉冲逻辑切换单元及继电控制等部分组成。现分别介绍如下:
3.1触发调节单元
本触发器为数字触发器。触发电路用计数脉冲的方法实现整流脉冲的移相控制。当计数脉冲数到达512时即产生触发脉冲。触发器内部的压控振荡器,
实现数模转换,其频率与模拟控制信号电压幅值成正比,即f∝u,这样只要改变控制电压的大小,就可以改变移相控制角α的大小。
整流触发脉1。冲为相距60°的双窄脉冲,脉冲移相范围为0~150°(电角度)。移相电压为15V时α=0°,移相电压为0V时α=150°。触发器内部的高频振荡器对触发脉冲进行高频调制,从而降低了脉冲功放管的功耗,减小的脉冲变压器的体积。与锯齿波移相的集成触发电路相比,数字触发器输出脉冲的对称性好,抗干扰能力强。
本调节器为比例积分(PI)调节器,由图2知,数字或模拟给定电压信号经软起动环节与信号变换板输出的反馈信号在调节器的输入端综合,当电源直流输出的电流(或电压、电流密度)因电网波动或负载波动而变化时,调节器输出的Uk变化,触发脉冲相移,使输出值稳定在设定值允许变化的范围内。
3.2信号变换及故障保护单元
由图2知:信号包括取样与信号变换两部分。电流反馈信号从分流器或电流互感器,电压反馈信号从整流器输出端,电流密度的检测是通过在电镀液中所置标准基板,测得单位面积(平方分米)电流强度的大小。每一种反馈信号都经过信号变换板进行隔离、放大。
故障保护电路由光耦及集成电路器件组成。当发生快熔熔断、水压降低、过电流等任一故障时,故障保护电路封锁调节器和触发脉冲,使整个系统停止工作。此时触发调节板上的故障保护继电器动作,通过该继电器的触点与继电保护电路联锁。
3.3脉冲逻辑切换单元及继电控制
自动换向型电镀电源的脉冲逻辑切换及继电控制采用一台SIEMENS公司的小型LOGO PLC。标准型的LOGO 为6路输入,4路输出,其本身带有操作编程按键及一个LCD显示单元,不需专门的编程器。该PLC内部还有各种功能的辅助继电器、计数器、定时器等资源可以使用。LCD显示单元可实时显示各输入、输出点的状态及各定时器的运行时间。该PLC操作、使用、编程非常方便,是一种理想的小型自动化控制单元。
脉冲逻辑切换单元以可编程控制器PLC为,可由PLC上的按键设定电源的正向电镀时间、反向电镀时间及正反向换向时间。正反向电镀时间及换向时间可根据工艺要求设定。各段时间的设定范围为0~99小时,在运行过程中,LCD显示单元实时显示各工作段的运行时间。为保证设备的运行,PLC根据性判断的指令,对正向和反向两组整流器进行互锁,即当一组整流器工作时,另一组整流器封锁。 电源设备的起、停信号及故障综号等输入PLC,通过内部的程序进行继电联锁,减少了设备的外围元器件及外部接线,从而提高了整个系统的性与自动化的程度。
图3限电流曲线
4 技术指标及结构特点
由PLC可编程控制器控制的PKDS系列自动换向型电镀电源已投入工业运行数台,从运行效果看,其各项技术指标均达到或过JB/T1504—93行业标准《电镀用整流设备》的有关规定。设备的主要技术指标如下:
(1)额定输出直流电压Udn:±6、±9、±12、±18、±24、±36、±48V
(2)额定直流输出电流Idn:100~10000A
(3)调压范围:0~Udn
(4)允许负载值:在额定电压的67%及以上按I级负载连续运行。设备在额定电压的67%以下运行时,承载能力按图5递减。
(5)稳流精度:±1%
(6)稳压精度:±0.5%
(7)电流密度的稳定误差:不过±5%
本电镀电源不仅技术指标,控制及保护功能齐全,在结构上用户也可灵活地选择。中小功率电源有柜式风冷、柜式水冷和箱式防腐型三种结构。大功率电源整流变压器多为柜外式油浸自冷。在现场备有远控制操作台
5 主要PID控制回路(1) 炉膛压力调节系统
此系统为单冲量调节回路。按系统工艺,炉膛应保持一定的负压值(PT101),故需对引风机(PV101)进行PI 调节。为防止引风机变频器运行过大或过小,造成锅炉熄火,调节系统中引入高、低限幅模块。
(2) 干燥炉排温度调节系统
此系统为单冲量调节回路。按系统工艺,进入焚烧炉一燃室1#炉排的垃圾含有一定水分,直接影响炉膛温度,增加1#-2#燃烧器的负担。因此,从三燃室引入混合烟气进行干燥。由于三燃室混合烟气的温度较高,故通过调节干燥风机(TV108)使干燥炉排温度(TE108)维持在设定的工作范围。
(3) 再循环烟气温度调节系统
此系统为单冲量调节回路。通过调节再循环风机(TV109)使四燃室烟气温度(TE109)维持在设定的工作范围。
(4) 一燃区炉膛温度调节系统
此系统为条件切换多输出调节回路。按系统工艺,焚烧炉一燃室分为起炉运行和正常运行两个阶段。在起炉运行阶段,炉膛温度(TE101)主要由1#-6#燃烧器的燃油量来控制,通过调节1#-6#燃烧器回油调节阀(HV107、HV111、HV117、HV121、HV127、HV131)来维持系统对炉膛温度(TE101)的要求。在正常运行阶段,炉膛温度主要靠1#-4#炉排上垃圾的燃烧来维持,通过调节1#-4#炉排的排风调节阀(HV104、HV114、HV124、HV134)(送风机转速一定,排风调节阀可调节送风量)来控制1#-4#炉排上垃圾的燃烧,从而达到系统对炉膛温度(TE101)的要求。此调节过程将直接影响炉膛负压,为防止炉膛负压的减少对系统的影响,当炉膛负压突破一定值时(如小于1kpa),对排风调节阀限幅。
(5) 锅炉汽包水位调节系统
此系统为三冲量调节回路。通过采用给水流量(FT101)、蒸汽流量(FT103)和汽包水位(LT102)主信号一起对给水调节阀(LV102)进行PI调节,使汽包水位保持在设定范围内,以适应锅炉的蒸发量。
(6) 过热蒸汽温度调节系统
系统将减温器后蒸汽温度(TE116)作为前馈信号引入调节,与过热蒸汽温度(TE119)主信号一起对减温水调节阀(TV119)进行PI调节。
(7) 汽机前压调节系统
此系统为条件切换输出调节回路。正常发电时,利用汽轮机与旁路系统平衡配置,通过汽轮机同步控制器调速汽门来调节主汽门前压力(PT302),使其稳定在工作压力上下。当发电机甩负荷时,控制旁路蒸汽调节阀(PV302),退出自动状态。
(8) 减温减压器温度调节系统
减温减压器共有两项调节任务:调节喷水量维持减压后蒸汽温度在工作范围内;调节减压阀的开度维持减压后蒸汽压力在工作范围内。
本调节系统通过减温水调节阀(TV327)来调节减温减压器后温度(TE327),使其稳定在工作温度上下。
(9) 减温减压器压力调节系统
此系统为条件切换输出调节回路。在低负荷状态时,本调节系统通过调节蒸汽旁路调节阀(HV302)来维持减温减压器后压力(PT325),使其稳定在设定工作范围内。当处于甩负荷状态时,调节系统来调节蒸汽调节阀(PV325)。
(10) 低压分汽缸压力调节系统
此系统为双调节器条件切换单输出回路。低压分汽缸的蒸汽在正常发电模式下来自汽轮机的抽汽;当发电机处于甩负荷状态或汽轮机故障状态时,则来自于主蒸汽经减温减压器后的一部分蒸汽(而另一部分蒸汽则进入高压冷凝器)。本调节系统根据系统要求,通过调节蒸汽调节阀来合理的分配这两部分蒸汽。
当高压蒸汽冷凝器的压力(PT327)小于0.2Mpa时,调节系统通过调节蒸汽调节阀(PV326)来维持低压分汽缸压力(PT326),使其稳定在设定工作范围内。当高压蒸汽冷凝器的压力(PT327)大于0.2Mpa时,调节系统通过调节蒸汽调节阀(PV326)来维持高压蒸汽冷凝器的压力(PT327),使其稳定在设定工作范围内。
(11) 除氧器液位调节系统
此系统为条件切换输出调节回路。正常发电模式时,大量的凝结水由凝汽器通过低加直接送回到除氧器,不通过疏水箱,除氧器的补给水通过调节进水调节阀(LV304_1),实现除氧器液位(LT404)的恒定。当汽轮机故障状态时,大量的凝结水从高压冷凝器聚到疏水箱,除氧器的补给水则通过疏水箱输送,除氧器液位(LT404)通过调节进水调节阀(LV304_2),实现液位的恒定。
6 结束语
该PLC集散控制系统经两年多的运行证明,各项技术指标均达到水平,主要表现如下:
(1) 燃烧:垃圾在炉排上与空气混合均匀燃烧充分,垃圾燃尽率高;
(2) 回热:余热锅炉分布在主炉膛和烟道中,可充分吸收垃圾燃烧热量,正常燃烧热效率80%以上,即使水份很大的生活垃圾,燃烧热效率也在70%以上;
(3) 处理垃圾范围广泛:能够处理工业垃圾、生活垃圾、医院垃圾废弃物、废弃橡胶轮胎等;
(4) 运行维护:炉排采用了整块设计维护量小,自动控制水平高,运行人员少;
(5) 性高:经过近2年运行表明,此焚烧炉故障率非常低,年运行8000小时以上,利用率可达95%以上;
(6) 排放物控制水平高:由于采用二级烟气再燃烧和的烟气处理设备,使烟气得到了充分的处理。经长期测试,烟放物中CO含量1~10PPM,HC含量2~3PPM,NOx含量35PPM,符合欧美排放标准。烟气在二、三级燃烧室燃烧时温度达1000℃,并且停留时间达2s以上, 可使基本分解,烟气中的含量为0.04ng/m3, 远欧美标准0.5ng/m3。
3 上位机监控系统配置
系统共设4台操作员站,1台工程师站。其中2台操作员站用于炉侧设备的监控,包括焚烧炉、锅炉两套系统,烟气脱硫系统,除灰系统;另2台操作员站用于机侧设备的监控,包括汽机系统、制给水系统、废水处理系统、电气及其它部分。炉侧的两台操作员站和机侧的2台操作员站均为双机热备。炉侧和机侧的操作员站之间功能立,不能互换操作。工程师工作站,进行系统软件开发组态和警报顺序事件记录,工程师站将能够作为任一操作员站完成相关控制监测功能。工程师站、操作员站及PLC之间采用OSM/ESM环形100兆工业以太网光网进行互连通讯。操作系统采用中文bbbbbbs NT 窗口操作系统。
上位机采用Intouch7.1组态软件进行系统组态。人机界面主要设计有以下内容:
(1) 系统工艺流程显示:依据设计院提供的系统工艺流程图,按照功能组区域划分;
(2) 顺控系统操作指导显示:有顺控步序显示,即顺控程序步骤的状态显示,以及操作提示等;
(3) 调节系统、调节画面:回路手操站,调节参数与参数趋势的集中显示;
(4) 重要参数趋势显示:有实时趋势与历史趋势两种显示;
(5) 汽轮机状态等参数的棒图显示;
(6) 全局报警显示:系统按照功能区分为若干个报警组,各个报警组的报警窗口分布于相应功能显示窗口的上方,全局报警显示提供集中查看系统所有报警的能力,或按级、报警组过滤查看,并具有全局报警确认;
(7) 报表管理:提供日报、月报打印功能,打印方式有:定时打印、事件驱动打印、运行人员召唤打印,提供历史报表数据查看功能;
(8) PLC系统状态显示:提供系统硬件网络的查错、维护功能;
(9) 多级地图式菜单显示;
(10) 系统级别定义
为了保证系统的操作,设计有三级权限:工程师级、操作员级、操作员级,操作员级用户可进行系统正常操作,操作员级用户除具有操作员级的功能外,还具有修改调节参数、修改时间、查看历史报表、召唤打印等功能,程师级拥有权限,具有操作员级所有功能,还可进入开发环境进行组态修改。
4 PLC控制系统配置
整个系统分1#、2#PLC主站。1#PLC主站分别控制1#及2#锅炉焚烧炉;2#PLC主站分别控制汽机系统、制给水系统、废水处理系统、电气及其它部分。每个PLC主站分别由2个CPU416-2DP(订货号:6ES74162XL010AB0)组成双机热备,通过实时冗余软件实现控制系统无扰动换,确保系统稳定运行,2个CPU通过MPI接口进行相互监视和数据备份,每个CPU分别通过CP443-1工业以太网通信模块与上位机进行通信。Siemens的416CPU组成双机热备,只能通过软件来实现,因此称之为软冗余,原则上CPU315以上的CPU都可以组成软冗余。用户必需自己编写冗余管理程序,把需要冗余的数据放在特定的DB里,在每个扫描周期里主CPU就把这些特定DB里的数据影像到从CPU中。软冗余与硬冗余具有开发人员可以自定义冗余数据库的优点,这样可以大大缩短在每个扫描周期中冗余数据的影像时间。
制信号的输入/输出由相关ET200M 分布式I/O模块完成,采用“就近原则”,以减少现场的硬布线。每个ET200M分别有两块IM153-2通信模块,分别挂在DP总线上,组成冗余的DP总线。ET200M采用是Siemens 300系列分布式I/O模块,价格低廉。每个ET200M可扩展8个I/O模块,容量可高达128字输入/128字输出,大传输速率为12Mbps。
本控制系统由西门子400系列的CPU416-2组成双机热备,进行数据冗余,300系列分布式I/O组成双冗余的DP总线,是的集散控制系统,在今后的各种环保电厂主机控制及大型发电机组的辅机控制领域中具有大的推广。
CPU416具有非凡的性能,它二进制指令的执行时间为0.08μs(CPU417H为0.12μs),大的数字量IO或模拟量IO高达65536或4096点。本集散控制系统有8000余条逻辑控制语句,30个PID控制回路,其中:带微分前馈控制的回路2个,条件切换输出的回路10个,三冲量调节回路2个,单冲量调节回路26个。系统实时性性要求较高。
本集散控制系统中,PLC完成全厂逻辑顺序控制及所有PID回路控制。其中, 逻辑顺序控制分以下几个部分:
(1) 1-2-3级吹扫:其目的是为了确保1-2-3级燃烧室风烟系统相关设备正常且信道畅通,是炉膛保护要求的重要操作之一; (2) 风机启动; (3) 焚化炉—锅炉吹扫:其目的是为了确保焚化炉—锅炉整个风烟系统相关设备正常且信道畅通,是炉膛保护要求的重要操作之一; (4) 二级预热:其目的是为了提高二级温度使其达到设定值,是级预热及燃烧室燃烧器投入的前提条件; (5) 级预热:目的是为了提温度使其达到设定值; (6) 顺序停运;(7) 燃烧器顺序点火/停运; (8) 给料系统自动循环; (9) 除渣系统自动循环; (10) 渣坑水位联锁控制; (11) 吹灰系统顺序控制; (12) 锅炉保护; (13) 主燃料跳闸; (14) 料油跳闸; (15) 正常发电模式; (16) 孤立运行模式; (17) 汽轮机故障模式; (18) 化学水处理控制; (19) 污水处理控制。
3.3 控制策略利用三菱PLC丰富的指令编制控制程序,对于现场调试及不断完善、优化控制程序具有重大意义。整个控制程序的流程框图如图三所示。
3.3.1 具有启闭运动规律的调节给定量
圆形筒阀在启闭过程中,根据其安装结构及位置可知:在运动到全行程的中间段时,各缸允许发生的偏差小,为了保证液压调节系统的调节品质,可将给定量降低,放慢筒阀运行速度。在动水关闭过程中,为了控制蜗壳水压上升率,筒阀关闭速度可分段进行设置。其他启闭规律可在筒阀的运行实践中总结得到,通过编制具有启闭运动规律的调节给定量实现。
3.3.2 基准缸判断
把每一次开关动作完成后的慢及行程小的一缸作为下一次筒阀启闭运行的基准缸,因为此缸响应调节量的能力弱,让它只接收固定的给定输出,调节其它缸的输出量以适应基准缸。
3.3.3 油压参与调节
当某缸油压上升速率过设定值,说明此油缸侧运动受卡阻,此时应降低基准缸的给定值,使系统调节变得加平缓,顺利完成启闭操作。
3.3.4 保护及信号设置
油缸油压或四油缸油压之间的差值过某一整定值油压保护动作;链条张力过载保护通过行程开关接点进行调整;全开、全关限位置也是在相应位置安装行程开关实现。为了防止油路系统的油垂效应,在临近全开、全关位置时减小比例阀开度,并延时返回开启和关闭中间继电器。现场控制柜装设有以下信号:全开、全关、中间位置、1#-6#链条张力过载。
3.3.5 相关参数显示
因为现场控制柜安装了操作显示终端,通过PLC算术指令的运算可以得到多个有关筒阀运行的参数并在一个画面内显示,如各缸的行程、各缸比例阀阀芯位置反馈电压、比例阀阀芯位置(占各阀全开的百分比)、油压、运行速度、筒阀下滑、每次开关经历时间以及各个故障信号、全开全关信号、中间位置信号、下滑信号以及各缸油压、控制量、比例阀开度与位移的关系曲线等。
4、设手动调节功能,保证控制系统的性
当链条张力过载筒阀卡死在中间位置或PLC控制系统故障时,可将“手动/自动”切换开关置“手动”位,各缸比例阀直接由功放输入给定电位器调整。
5、与计算机监控系统通讯,提供现场多信息
为了与计算机监控系统各机组LCU的工控机通讯,特在PLC内开辟一个连续的数椐寄存器与中间继电器寄存器区,将要上装的数据和状态变量放在一起,以便工控机快速读取。工控机与PLC的通讯协议是MITSUBISHI PLC通讯协议;格式:RS422 异步;通讯速率:9600bps;转送的字符:ASCII字符,其中1个起始位,7个数据位,1个奇偶校验位, 1个停止位;字符奇偶校验:偶校验偶数据;数据转送校验方式:和校验。
6、结束语
PLC控制技术运用于筒阀的控制,有效地解决了筒阀多只油缸的同步问题,提高了系统的性,减少了油缸数量,节省了投资,充分发挥了筒阀在水轮机运用上的多方面优势,而且实现了与计算机的通讯,为计算机远方监控提供了功能完善的现场单元。
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