无锡西门子授权代理商CPU供应商

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   电力操作电源是为发电厂和550KV、220KV、110KV等各类变电站提供直流的电源设备，包括供给断路器分合闸及二次回路的仪器仪表、继电保护、控制、应急灯照明及各类低压设备用电。

    目前我国电力所使用的直流分合闸电源大部分采用相控电源，但相控电源在纹波、效率、体积等方面不尽人意，监控系统不完善，主从各分，用户使用不便，对电力系统新的要求达不到标准。另外由于充电设备与蓄电池并联运行，当纹波系统较大、浮充电压波动或偏低时，会出现蓄电池脉冲充电放电，对电池不利。

    90年代以来，美国、德国等西方国家新建电厂和变电站已全部采用开关电源，其蓄电池也由原来的镉镍电池改用铅酸免维护蓄电池，由于新的断路器(真空开关或弹簧储能式)的采用，合闸电流大幅减少，双母线也逐步用单母线取代。

    高频开关电源以其体积小、重量轻、、输出纹波小、模块叠加、N+1热备份设计，及便于计算机管理等优点，迎合了现代电源的潮流。在计算机、航天、通信、仪器仪表方面，开关电源已得到广泛应用。近年来，国内用的电源已逐步由开关电源取代相控电源，可以预计，在电力操作电源方面，开关电源逐步取代相控电源会成为趋势。

    随着高频开关电源在我国电力系统的日益普及，越来越多的变电站（所）发电厂的常规直流电源屏被高频开关电源所取代。原电力部、水利部也明确下文推广（变）电站小型化、无人值班化模式。这一发展趋势使直流电源设备市场上出现了众多厂家。那么，如何选择你所需要的直流电源屏？笔者就多年从事相关工作的体会，谈谈如下看法。

    1.所选设备是否适用

    许多人在选择高频直流电源装置时，常有这样的认识，即技术等级越高越好，价格越贵越好，其实并非如此。任何产品从试制到完善成熟都有一个过程，这其中需要用户对实际运行中出现的问题反馈给厂家以不断地改进，并且高频开关电源原理已经很成熟，大部分厂家都采用经典电路。因此你选择的装置是该厂家有一年以上稳定运行经验的产品。另一方面要考虑自己(变)电站的技术要求适配性，如我国大部分农村（变）电站不具备无人值班的条件，就没有必要选择四遥功能齐全的装置，如考虑以后可能的联网，实现通讯的要求，则订货时可要求保留通讯接口，以便于今后的改造。其次电池选择也很重要，电池分为防酸式、密封式、全密封式，现一般选择全密封式。

    2.设备的抗干扰性及性

    随着科技的日新月异，近年来，微机技术新成果在电站综合自动化装置中得到广泛采用，使其自动化程度大大提高。但是电力系统要、根本的要求乃是设备的性、性。为此，在选择直流电源装置时，应特别注意其抗干扰性的主要措施。如充电机和控制器的抗高频干扰性能如何，系统的抗雷击及系统接地的性如何等等都是要严格考核的。

    高频开关电源都采用微机控制，如有的厂家采用工控机，有的采用可编程控制器，有的采用单片机，而计算机技术发展很快，因此常常出现的情况是：代表当年技术生产的产品却缺少必要的运行时间，其性如何就是一个疑问。一般来说，用可编程控制器性高，但价格贵。

    3.操作维护是否简单方便

    用户在采用高频开关电源肯定其性能时，还应考虑其操作是否简单易学，维护是否方便，因此控制器的控制软件不论如何如何复杂，都应使其界面直观，操作简单、方便。在出现故障时其显示屏能自动显示故障性质、发生时间、发生位置等主要参数，有较强的自检功能，以便于用户进行维护。所以在选择直流电源屏时要注意观察厂家的软件显示，并结合自身今后运行维护的实际情况，考察其中控制器的操作、显示否简单、直观。

    4.价格是否合理

    合理的价格是大多数用户要考虑的因素之一。很多用户在考虑直流电源屏时，常对同一类型设备不同厂家价格差异过大感到不解，其实这是由几个原因造成的：其一，高频开关模块的造价不同，有的厂家的高频开关模块是采用进口元件，其模块的成本较高，而有的厂家的高频开关模块是采用国产元件，其成本较低。其二，控制器的造价不同，有的厂家的控制器是采用可编程控制器(PLC)，这是现在大多数厂家所采用的，而可编程控制器的生产厂家也不同，其中国产的价格较低，进口的价格较。其三，不同厂所用的模块输出电流大小不一样，如模块的输出电流小，配的模块数多，性高，但增加成本。对于以上种种因素，用户在订购设备时，要综合考虑。

    5.售后服务

    售后服务的好坏直接影响用户选择高科技产品的决心，也终决定了制造厂家的销售市场。对此，一些厂家在前期市场看好的条件下，忽略售后服务，终导致企业形象下降、市场萎缩，有着深刻的教训。因为高频直流电源屏属于高科技产品，用户特别是技术水平较为落后的用户在次作出这一选择时，本身已带有一定的风险，如果厂家不做好售后服务，使用户存在后顾之忧，则势必影响其积性，终影响产品的推广应用。电力系统内部信息交流较多，用户在选型时，可以先了解厂家用户的使用情况及意见，作为选择厂家的参考。

    (3)系统停车

    停车分主动停车、故障停车和紧急停车3种：这3种情况在"燃烧系统"画面和"系统测试"画面中均有指示。

    (a)主动停车

    主动停车是人为停止热媒炉运转。只需按下控制柜前的"停车"按钮。PLC自动执行后处理程序，包括：关进油阀，开回油阀；风阀全开，进行大风吹扫；打开蒸扫阀，进行进油阀后的油管线吹扫；同时关闭蒸扫阀和雾化蒸汽阀。

    (b)故障停车

    故障停车是由于发生故障，执行热媒炉联锁停车，同时在触摸屏上的报警画面中显示报警联锁点。PLC自动执行后处理程序。

    (c)紧急停车

    由于发生紧急事故，导致热媒炉停车，需按下控制柜前的"紧急停车"按钮。PLC不但会自动执行后处理程序，还会执行停风机、油泵、热媒泵的操作。

    2.热媒炉负荷调节画面

    热媒炉负荷调节包括5个调节回路：助燃风调节回路、油量调节回路、烟气残氧调节回路、热媒总管出口温度调节回路。为便于操作，将这些调节回路置于一画面中"负荷调节"(见图3)。

    (1)风量、油量调节回路

    手动调节：PLC在上电后，调节回路自动锁定在手动状态。若要从其他控制状态切换至手动调节，只需用鼠标点"手动"键，此时"手动"键变成灰色，而其他控制方式键恢复原状，表示下次可切换状态，在状态显示区内显示"手动"。手动调节时，只需从"MV："的数据区内输入所需要的MV值(当鼠标点中MV数据区时，屏幕中会自动跳出数字键盘)，并按"确认"键。

    自动调节：按下"自动"键，调节方式即会从其他控制方式切换至"自动"状态，"自动"键变灰色，"手动"键变，表示下次可切换的状态为"手动"。调节回路会根据设定值自动调整阀门开度，以使测量值与设定值保持一致。SP值的给定有两种方式：一种是直接人为给定SP值，可通过数字键盘在"SP："的数字输入区域输入所需SP值，或直接拖动条状指示栏内的SP指示器设定，即内给定；另一种是在热媒总管出口温度调节回路选择"自动"、"定烧"控制方式时，风量、油量的SP值由热媒总管出口温度回路计算外给定，不需操作人员设定。

    (2)热媒总管出口温度调节回路

    在此调节回路画面中，有两种控制方式："自动"、"定烧"。

    "自动"控制方式：在负荷调节画面热媒温度调节回路中按"自动"键。油量、风量调节回路显示为自动状态，氧量默认设置为修正状态。油量、风量的SP值由热媒出口温度调节回路外给定，显示"自动(外)"状态，不需操作人员设定，热媒炉控制系统即投入全自动运行状态。

一、热媒炉控制系统及网络构成

    控制系统采用PLC和上位机方式实现热媒炉自动控制功能。PLC与上位机采用OMRON公司Controllerbbbb方式通信，构成同级网络结构。上位机使用热媒炉组态软件组态人机界面，画面美观、交互性强。控制系统采用两台上位机可实现双机热备，一台为主机，一台为从机。主、从机采用TCP/IP协议构成局域网，从机适时从主机获得数据进行数据刷新。正常运行状态中，只有主机可下发操作指令，从机只具有显示功能；当主机运行中出现故障，系统会自动将从机切换为主机，代替原有主机实现下发操作指令。当任意一台PLC与上位机通信出现故障时，在上位机报警画面中会出现响应的报警文字提示。当故障主机排除故障恢复正常，系统会自动将主、从机切换回原始状态。系统运行时，在界面左上角会有登陆用户名、操作权限、本机状态指示。

    在组态王6.5中大丰富所支持的画面图形对象，包括实时报表、历史报表和报警窗等，逼真再现现场画面。IE端还可进行报表打印、报表数据下载等。的技术使数据，对操作Web的用户进行身份验证，保证操作的性。用户还可自己编辑发布网站页信息和图标。数据存储功能对于任何一个工业系统来说都是至关重要的，随着工业自动化程度的普及和提高，工业现场对重要数据的存储和访问的要求也越来越高。一般组态软件都存在对大批量数据的存储速度慢、数据容易丢失、存储时间短、存储占用空间大、访问速度慢等不足之处，对于大规模的、高要求的系统来说，解决历史数据的存储和访问是一个刻不容缓的问题。组态王6.5顺应这种发展趋势，提供高速历史数据库，支持ms级高速历史数据的存储和查询。采用新数据压缩和搜索技术，数据库压缩比20%，大大节省了磁盘空间，查询速度大大提高，一个月内数据按照每小时间隔查询，在100ms内完成。完整实现历史库数据的后期插入、合并，可将特殊设备中存储的历史数据片段通过组态王驱动程序完整的插入到历史库中；也可将远程站点上的组态王历史数据片段合并到历史数据服务器上，真正解决了数据丢失的问题。

    二、组态王软件使用说明

    1.热媒炉点炉操作画面

    点炉分自动点炉和系统测试(手动点炉)两种。

    (1)自动点炉

    按如下步骤执行自动点炉过程：

    (a)将上位机人机界面切换至"燃烧流程"界面中(如图1所示)；

    (b)复位--按控制柜面板复位钮A3；

    (c)开车--按控制柜面板开车钮A1。

    自动点炉执行过程中，画面右侧显示"自动点炉流程"分画面，随自动点炉执行时序，各个指示灯依次亮灭。自动点炉成功结束后，"自动点炉流程"分画面消失，方可进行负荷调节。在此画面中，管理员可进行点炉参数修改，使用鼠标将光标移到点火参数油阀或风阀开度处键入正确点火阀门开度后，按"确认"键即可。其他4个变量：油量PV、风量PV、油压PV、油压MV只作为指示变量。

    (2)系统测试(手动点炉)

    只有管理员以上级别者登录方可进行系统测试(手动点炉)操作。

Proficy Process System（以下简称PPS）是GE 推出的无缝整合的过程控制系统。综合了DCS、PLC的优势，基于成熟的技术，为过程控制、批量生产管理、工厂维护和信息化提供了一整套强有力解决方案。 PPS包括PAC多领域控制系统、iFix HMI软件、Historian 实时历史数据库等系列产品。PPS通过全局数据命名空间将控制器，人机界面和历史数据库无缝地整合在一起，了控制系统和信息系统之间的间隙，实现了的商业整合，为企业提供了一个真正综合的、开放的商务解决方案。PPS将 GE制造领域的经验和六个西格玛方法相结合， 提供了一个灵活、弹性、可控、的控制和优化生产过程，使得用户能进行实时操作，确保生产流程顺利、运转，并得到高的。

3.Proficy Process System过程控制解决方案在三明闽光二炼钢的应用

1．1 控制系统结构

控制站采用GE PAC system RX3i系列，CPU选用3i系列中的1Ghz处理器，64M内存的CPU320，满足程序算法高实时性的需求；IO站采用的PAC IO，具有基于机架式安装，维护方便、支持热插拔并带有完善的自诊断功能特点；这个系统无论是上位机网络还是IO总线均采用100M高速工业以太网，保证了IO和人机界面数据的刷新速率；另外PPS还提供了一个开发的平台，有方便的三方设备数据接口，在本项目中，氧、倾动、投料变频器则通过PROFIBUS—DP网连接到其主IO站上，其他三方PLC和仪表则通过Modbus RTU和PPS系统进行数据通讯，PPS作为工厂主控制系统能够方便有效地完成对三方设备的监控。整个装置（炼钢和公用工程）共用同一个控制网络，降低了工段间通讯的难度，方便了工段间的相互协调，易于实现全厂统一调度。操作站采用工业计算机配中文bbbbbbs操作系统，HMI采用了GE业内的IFIX，历史数据库采用了带有压缩能力的iHistorian产品。

1．2 控制系统的特点
系统具有以下特点：

(1) 电气控制系统、仪表控制系统和汁算机信息化系统采用网络连接，实现三者之间一体化，优化了数据的传统和共享。

(2) 电气控制和仪表控制采用相同的控制设备，编程和人机界面风格统一，降低了维护和备件成本，且挂在同一个网络上，实现了控制平台的统一，通汛方便，减少了通讯硬件接口，合理分担控制功能。

(3) 远程IO通讯
控制站RX3i CPU320和远程PAC IO之间的通讯采用百兆以工业太网进行通讯，具有高速率，低延时和高性等特点，保证了现场IO数据快速地新。

(4) 三方设备通讯
变频器和氧等设备现通过Profibus-DP和控制器进行通讯，大地减少了设计工作量、电缆施工量等，提高系统的性和维护方便性。

(5) 历史数据存储和生产管理系统数据接口
PPS提供了带数据压缩功能的实时历史数据服务器，可以长时间存储工艺数据和操作事件，并且提供OPC接口方便实现和生产管理ERP系统的通讯。

1．3 系统控制方式

转炉系统共有12套控制站，按每个转炉、公用系统分开的原则设置，以保一座转炉检修或故障情况下不影响其他转炉正常运行。单体设备的基本运转分为自动、手动二种方式，操作场所分为、现场两种选择。系统的运转分为计算机、自动、手动3种方式。在“计算机”方式下控制器接受计算机模型数据并进行实时控制，包括氧气流量、底吹气体种类及流量、氧高度、副原料种类及重量；在“自动”方式下，PLC根据内部保存的吹炼计划模式自动进行炼钢；在“手动”方式下，PLC根据人工设定数据控制炼钢生产。

控制程序的开发采用了模块化的方式，在编程前规划好需要使用的程序算法块，可将需重复使用的功能做成自定义算法库，在以后的编程过程中反复调用；不同类型的程序采用不同的组织块调用，吹炼时钟、流量累加、PID调节等。根据工艺特点，采用多种编程逻辑，如对过程控制采用功能块编程，对底吹控制采用顺序功能图编程，对逻辑连锁采用梯形图编程；对操作数据进行性检查，如对设定数据的合理性检验、变化速率的约束等。

4.总结与展望
GE PPS过程控制系统自投产以来运行稳定，各项功能，了补偿的经济效益和社会效益。结合三钢当前的具体情况及工艺要求，采用当代的技术设备的福建三钢闽光二炼钢1# 、2#转炉自动控制系统，使三钢钢炼钢厂转炉的自动控制和生产管理水平跃上丁一个新的台阶，满足了今后 产和新技术开发、生产管理和信息管理的需要。1# 、2#转炉及公用工程项目符合国家“低碳，环保“的发展主题，是集团公司创造“大型化、现代化、化”企业的重要性工程。

关于GE智能平台

GE智能平台是一个提供的企业，它为世界各地的用户提供用于自动化控制的软件、硬件和技术服务以及嵌入式计算。我们为用户提供一个特的，灵活的，的技术基础，使得他们在包括能源、水处理、消费品、和防御，以及通讯等产业领域获得持续的优势。GE智能平台是一家总部设在美国弗吉尼亚州的夏洛茨维尔的性企业，是GE企业解决方案集团公司的一员。

啤酒属于溶气的液体饮料，它所采用的灌装方法是在装料容器中预加压到气体相应饱和溶解压力的等压灌装法。灌装机的酒缸存在等压的气相区和液相区，酒缸液位的变化会直接影响到机器的正常运转和机器的生产能力，以致影响啤酒的质量和产量。而灌装机酒缸液位能否自动、控制又是衡量灌装机质量好坏的关键环节。灌装机酒缸液位的自动调节是灌装机动控制部分的一个重要环节。因此，研究酒缸液位的控制显得尤为重要。笔者着重探讨全自动灌装机酒缸液位的控制。

1啤酒灌装机酒缸液位控制算法设计

随着可编程控制器运行速度的不断提高，运行功能的不断加强，智能模块的不断增加，它已可以用来完成啤酒包装过程的闭环控制。在设计PID调节功能时要尽量根据原有控制系统可编程序控制器（即已经用于阀开启、灌装阀控制等控制要求的可编程控制器）的性能，充分利用其模块可以扩充的功能，兼顾系统的其它控制需要，在增加投入小的情况下实现液位的控制，以得到大的性能价格比。若原有可编程控制器带有PID功能模块（如西门子公司的S7一200系列PLC），则在硬件上只需扩展一块模拟量模块，在软件上，只需一条指令即可完成。若原有可编程控制器没有这种特殊智能功能（如欧姆龙公司的CZOOH），则可以通过软硬件结合（主要通过软件）的方式来实现。

目前，生产的PLC基本上都带有PID调节模块功能，这就大大方便了工程人员的设计，可以缩短调试周期。PID调节就是在连续的过程控制中综合利用用P、I、D三种调节方式输出与输入的偏差，达到控制目的。

比例部分的作用是误差函数的放大，即和误差函数成比例，随着误差函数的存在而存在；当误差函数消失后对输出的作用也立即消失。对输出影响的大小取决于比例放大系数K。及误差函数e。积分部分对输出的作用是与误差函数的大小与作用时间之乘积成比例，因此作用的时间越长其作用的影响也越大。

误差函数消失，但它的作用并不消失，只是作用的增长消失，作用增长的快慢既取决于误差的大小，也取决于系统参数所决定的文章来源华夏酒报K，与T值，可以比例调节的静态误差；微分部分的调节作用是比例于误差的变化率，因此当误差处于一个稳定状态，即使有误差存在，它对系统输出亦无影响；其次它对输出的影响是反作用的，即反对误差的变化，作用之大小是随误差变化的快慢与系统参数K，与Td有关，它的作用是减小调，使偏差尽快于萌芽之中。为了在可编程控制器上实现该控制算法，将方程离散化，利用数学中的差分原理将方程离散化。

2啤酒发酵控制系统硬件设计

随着可编程控制器智能化的发展，各种控制算法的相对完善，现在的可编程控制器基本上都带有PID模块功能。其内置的PID模块一般是通过软件固化而实现的，也有的PID模块是通过硬件实现的。不管采用哪种可编程控制器，其控制原理和工作过程基本上是一致的，都有模拟量输入模块和模拟量输出模块。其硬件部分包括一台能扩充模拟量输入输出模块的，具有连网通讯功能的可编程控制器（CPU芯片华夏酒报:邮发代号23-189当地邮局可订阅、输入输出电路、内存及电源）、一个模拟量输入单元和一个模拟量输出单元，开关量输入和开关量输出可以利用可编程控制器的基本单元上的输入、输出位。

3啤酒发酵控制系统软件设计

利用可编程控制实现生产过程的闭环控制，和其它控制方式一样，应参加用户程序的巡回扫描，在采样参数后按照PID运算规律予以处理，并将有关输出以实现控制作用。

4PID液位闭环控制的及参数整定

PID控制算式的参数整定主要是确定采样周期、KP、Ki、K。的取值，在PID调节过程中，系统的参数K1、Kd的取值直接影响到控制效果的好坏，PID控制算式的参数主要取决于被控对象的特性以及对控制系统动态与静态性能的要求。

在自动控制理论中，PID控制参数的整定方法很多，常见的整定方法有试凑法、阶跃曲线法等,但这些参数整定方法耗时较长。随着计算机技术的发展，各种软件的应用，为PID参数的整定提供了方便。利用动态软件MATLAB的SIMUbbbb模块技术可以对系统的情况进行，并通过对结果的观察，找准控制的结果,得到各控制参数的值，即完成系统参数的整定工作。

利用控制系统软件MATLAB中的SIMUbbbb提供的子模块及在其环境下编写S函数的方法。可得出系统的控制模型。

在该系统模块创建过程中，定该全自动灌装压盖机酒缸的液位设定值为250mm，该系统的其它控制参数处于正常的情况下。该控制系统由三大部分组成，即PID调节模块（采用了传统PID的调节方式，参考SIMUbbbb工具包中的P功模块设置而成）、一个VALVE模块（用来给定闭环比例阀的预开口量，包含了一些内部比较信息）、一个系统被控对象的传递函数模块（包含了该系统特有的信息，也是液位P功控制过程设计的所在）。

在设计过程中，采用了变步长的方法，范围是0—10秒。通过示波器可观察到控制器输出的波形，也可将数据存储到MATLAB的工作空间work印ace中，再利用绘图命令plot画出输出曲线，是对某种型号全自动灌装压盖机酒缸液位用PID调节液位的所得到的曲线。（Kp=10，K=0.5，Kd=3）

由输出曲线可以看出系统在很短的时间内就趋于稳定，因此采用PID调节来控制全自动灌装压盖机酒缸的液位是切实可行的。本文应用做TLAB软件设计啤酒灌装机酒缸液位的P功控制，其结果还可以表明：采用MATLAB软件的S工MUbbbb设计可以取代繁琐的反复实验和整定，缩短设计周期、提高设计精度。这对于提高啤酒灌装机的灌装精度，保啤酒自动包装生产线的平稳运行具有深远的意义。

5结论

采用PID控制液位的方法有利于在啤酒包装生产线控制管理系统上直接用组态的方式，利用组态软件提供的PID模块，将现场I/O站上采集的液位实时数据传递给上位机监控系统，并加以控制，有利于实现整个啤酒包装生产线的集散控制。