苏州西门子一级代理商触摸屏供应商

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1 引言
丝网印刷与平印、凸印、凹印一起被称为四大印刷方法。丝网印刷基本原理是：利用丝网印版图文部分网孔透油墨，非图文部分网孔不透墨的基本原理进行印刷。印刷时在丝网印版一端上倒入油墨，用刮印刮板在丝网印版上的油墨部位施加一定压力，同时朝丝网印版另一端移动。油墨在移动中被刮板从图文部分的网孔中挤压到承印物上。由于油墨的粘性作用而使印迹固着在一定范围之内，印刷过程中刮板始终与丝网印版和承印物呈线接触，接触线随刮板移动而移动，由于丝网印版与承印物之间保持一定的间隙，使得印刷时的丝网印版通过自身的张力而产生对刮板的反作用力，这个反作用力称为回弹力。由于回弹力的作用，使丝网印版与承印物只呈移动式线接触，而丝网印版其它部分与承印物为脱离状态。使油墨与丝网发生断裂运动，保证了印刷尺寸精度和避免蹭脏承印物。当刮板刮过整个版面后抬起，同时丝网印版也抬起，并将油墨轻刮回初始位置。至此为一个印刷行程。丝网印刷设备简由五大要素构成，即丝网印版、刮印刮板、油墨、印刷台以及承印物。丝网印刷适应性强。丝网印刷不但可以在平面上印刷，也可以在曲面、球面及凹凸面的承印物上进行印刷。另一方面，丝网印刷不但可在硬物上印刷，还可以在软物上印刷，不受承印物的质地限制。除此之外，丝网印刷除了直接印刷外，还可以根据需要采用间接印刷方法印刷，即先用丝网印刷在明胶或硅胶版上，再转印到承印物上。丝网印刷墨层厚实，立体感强，质感丰富，是其它印刷方法不能相比的。。丝网印刷的墨层厚度一般可达30微米左右，远远过其它印刷工艺，专门印制电路板用的厚丝网印刷，墨层厚度可至1000微米。用发泡油墨印制盲文点宇，发泡后墨层厚度可达300微米。丝网印刷不仅可以单色印刷，还可以进行套色和加网彩色印刷。丝网印刷的耐光性强比其它种类的印刷产品的耐光性强，适合于在室外作广告、标牌之用。一般印刷方法所印刷的面积尺寸大过全张尺寸就受到机械设备的限制，而丝网印刷可以进行大面积印刷，当今丝网印刷产品大幅度可达3米×4米，甚至大

2 自动化工艺控制系统设计
机器状态分为AUTO（连动）状态和MANU（手动）状态。表1（设备DI/DO表）给出了系统基本运行与控制状态定义。
2.1 AUTO工艺运行方式设计
（1）AUTO/CONTINUE模式。真空吸附分为AUTO（自动）模式和CONTINUE（连续）模式。真空吸附在CONTINUE模式下，不论机器在何种状态下，持续的吸附印刷物。真空吸附在ATUO模式下，会随着印刷的周期，往复地吸附和非吸附动作。AUTO时的四种印刷模式：1-SINGLE，2-DOUBLE，3-2PRINT，4-INTERVAL。
（2）SINGLE印刷模式：当电源开启后，机器状态设定在AUTO，真空吸附设定在AUTO，印刷模式设定在SINGLE，踏一下脚踏板，机器自动印刷一回后停止。
（3）DOUBLE印刷模式：当电源开启后，机器状态设定在AUTO，真空吸附设定在AUTO，印刷模式设定在DOUBLE，踏一下脚踏板，机器会自动连续印刷2回后停止。
（4）2PRINT印刷模式：当电源开启后，机器状态设定在AUTO，真空吸附设定在AUTO，印刷模式设定在2PRINT，踏一下脚踏板，侧臂无须上升，机器会自动地印刷2回后停止。
（5）INTERVAL印刷模式：当电源开启后，机器状态设定在AUTO，真空吸附设定在AUTO，印刷模式设定在INTERVAL，踏一下脚踏板，机器便在连动状态下启动。每印刷完一回维持由‘INTERVAL--连动定时调节器’所设定时间的停顿后，继续周期运行。
2.2 MANU工艺运行方式设计
机器在MANU时，可以对如下按钮进行个别动作操作：回墨回墨上升，刮下降 按钮操作；刮 回墨下降，刮上升按钮操作；丝网（SCREEN UP）上升 按钮操作；丝网（SCREEN DOWN）下降 按钮操作；刮/回墨（S/Q FORWARD）前进按钮操作； 刮/回墨（S/Q BACKWARD）后进 按钮操作。
2.3 辅助工艺运行方式设计
其他自动化功能包括：
吸附马达开关。按一下按钮，指示灯亮，马达启动；再按一下，指示灯熄灭，马达停止。
脚踏板：自动状态下，做循环操作的启动按钮，机器运转时，踩一下脚踏板，机器返回初始位置。EMERGENCY ：机器紧急停止按钮。
PRINTING：印刷速度调节器，即丝网升降的速度。(范围：100~800mm/sec)。
INTERVAL+：连动定时调节器（设定范围：0~7秒）。
COATING+：油墨涂布正向速度调节器（范围：100~800mm/sec）。
COATING：油墨涂布反向速度调节器（范围：100~800mm/sec）
COUNTER：计数器，对印刷的数量进行计数。
3基于DELTA机电产品的系统架构设计
3.1 硬件架构

硬件架构体系结构参见图2。台达机电产品选型包括：
伺服驱动器：ASD-A0421LA ；伺服电机：ASMT04L250AK ；PLC：DVP24ES00R2 ；DI/DO扩展：DVP08XP11R。

图1 恒压供水系统简图
2全自动恒压供水控制原理
当主水管网压力传感器的压力信号4~20mA送给数字PID控制器，控制器根据压力设定值与实际检测值进行PID运算，并给出信号直接控制变频器的转速以使管网的压力稳定。当用水量不是很大时，一台泵在变频器的控制下稳定运行；当用水量大到变频器全速运行也不能保管网的压力稳定时，控制器的压力下限信号与变频器的高速信号同时被PLC检测到，PLC自动将原工作在变频状态下的泵，投入到工频运行，以保持压力的连续性，同时将一台备用的泵用变频器起动后投入运行，以加大管网的供水量，保证压力稳定。若两台泵运转仍，则依次将变频工作状态下的泵投入到工频运行，而将另一台备用泵投入变频运行。当用水量减少时，表现为变频器已工作在速信号有效，这时压力上限信号如仍出现，PLC将工频运行的泵停掉，以减少供水量。当上述两个信号仍存在时，PLC再停掉一台工频运行的电机，直到后一台泵用主频器恒压供水[4]。另外，控制系统设两台泵为一组，每台泵的电机累计运行时间可显示，24小时轮换一次，既保证供水系统有备用泵，又保证系统的泵有相同的运行时间，确保了泵的寿命。

二、系统原理图
1.PLC系统原理图，如图2所示：

图2 PLC系统原理图
2.外部设备接线图，如图3所示：

三、 恒压供水控制系统的编程
本程序用富士的FLEX PLC编程器编译[1]，利用梯形图清晰直观地展示各设备的运转状况等等。具体编程思想如下：
选择利用FLEX PLC的输入继电器、输出继电器以及内部继电器，确定本设计方案所包括的仪器仪表。即一台富士NB系列PLC、两台7.5KW水泵、一台富士G11/P11变频器、一台压力传感器、一台SR90系列PID调节器、若干个空气开关、断路器、中间继电器等。根据PLC接线原理图（如图2所示），进行详细接线，并参考FUJI NB系列可编程控制器得参考手册，对PLC输入输出端子进行定义。
部分梯形图
PLC的恒压供水控制系统部分梯形图如下[2]：

四、系统操作说明
4.1自动控制
1. 设定用户需要的目标压力值
系统送电之后，控制柜面板上的电源指示灯点亮，其下方的温控表将会有显示：PV---.---、SV---.---。其中PV---.---表示水管网中的实测压力值,SV---.---表示用户需要的目标压力值.用户可按动▲、▼键使 SV---.--- 中的数字发生改变，直到显示用户需要的水管网的压力值时按下ENT键，结束目标压力值设定。
2.选择需要开启的泵组
自动/停/手动开关向左45度扳动一次时，泵组处于启动状态，系统将选择1号泵组启动；控制柜面板上的自动/停/手动开关扳到垂直位置时，四台泵组均处于停止状态。当将自动/停/手动开关再次向左45度扳动一次时，系统将选择2号泵启动；
3.变频自动工作开始
当系统检测到某台泵组的启动信号以后，便会使变频器开始升频工作，此时水管网中的压力开始上升，即PV---.---中的显示值开始上升，并不断趋向于用户设定的SV---.---中的目标压力值。当水管网中的压力和用户的设定的目标压力值相吻合（即PV---.---中的显示值和SV---.---中的显示值相吻合）时，变频器的输出频率便会稳定[3]。
4.2自动控制中的部分功能
1.自动切换至工频
2.故障泵组自动退出运行
3.定期倒换工作泵组
五、恒压供水控制系统的优点
1.采用变频恒压供水，了主管网压力波动，保证了供水质量，而且节能效果明显，并延长了主管网及其阀门的使用寿命。
2.用稳压减压阀经济地解决了不同用水压力的问题。
3.拓宽运用变频恒压控制原理，较好地解决了加压泵房与抽水泵房的远程通讯总是并达到异地连锁控制的目的。
4.在抽水泵房设置连续液位显示，并将信号传与PLC，防止泵缺水烧坏电机，设定的取水位置，确保水的质量。
5.电机既有电机保护器，又有软起动器，克服了起动时的大电流冲击，相对延长了电机制使用寿命。
6.由于采用PLC控制的压力自动控制，可以实现无人远程操作，系统的PLC预留有RS485接口，可与公司总调度室计算机网络进行连接。

我公司石灰石矿新破碎系统HDX型钢绳芯胶带输送机(下简称下山皮带)带宽1m,机长676m,高度差100m,倾角12°～15°,速度2m/s,输送量600t/h,是该矿的一条石灰石下山输送线,是全厂生产工艺的咽喉。在它投产使用两年之后,突然接连三次发生飞车事故,损坏380V、215kW绕线式电动机2台,造成了很大损失。通过对事故分析发现,飞车是由于控制系统设计选型疏忽造成的。
1 事故表现
根据现场调查了解,有以下几点事故现象可作为事故分析的依据和出发点。
(1)下山皮带使用的前两年没有飞车现象,但次出现飞车事故之后,又接连二次发生飞车事故。
(2)三次飞车事故规律基本相同,都是在重载开车的过程中发生的;
(3)事故后拆开电机检查,转子绕组被严重甩散并将定子绕组擦伤和拉断,但却没有通常所见的被电流短路烧焦的痕迹,这说明飞车时电机处在断电状态;
(4)为维持生产,现场改用380V、215kW鼠笼型电机,同时将系统原设计的速保护延时由2s缩为0.1s之后,飞车情况得以抑制。
2 事故分析
2.1 原电控系统简介
2.1.1 硬件配置
为确保运行性，系统硬件配置比较。如：采用三菱FX2系列PLC，有利于减少继电器系统的故障率；采用两套各自立的无触点脉冲计数测速装置并用，并以软件进行测控，可避免测速环节引发电气故障；主机采用真空接触器供电，有利于提高接触器的使用寿命等等。但是，从调查中发现，硬件设计有欠妥的地方，例如PLC输出Y120与600A真空接触器的采用直流24V HH52P型小型灵敏继电器，其触点容量明显不够（见图1），现场将触点接成并联使用，触点仍然严重。

图1 PLC输出控制原理

2.1.2 软件设计
为提高运行平稳性,系统设计了两套刹车装置,其中气控盘式制动器为主,电液闸瓦制动器为后备,通过程序控制制动器输出力矩,使下山皮带在启动和制动过程均有适量的制动力矩的调节,有利于升速降速的平稳。另外,对于异常运行,包括速均有相应的保护程序。但是,软件设计也存在严重疏忽,例如工作在再生制动状态下会因电机失电而引发飞车事故,仅以速保护作为防范,显然不够,而且将速保护加2s的延时,也是没有根据的。
2.2 事故诊断
2.2.1 引起飞车的直接原因
下山皮带开车程序部分梯形图如图2所示。其工作步骤是:发出开车指令后在各种就绪信号、联锁信号都正常的前提下,松开刹车、接着测速,若电机速度n=0,即皮带无滑动,由M73作轻载启动,电机先电动状态再转入再生制动状态;若n≠0,即皮带有滑动,为重载启动,此时,先不给电机上电,而是等到滑行达到电机等于或大于同步转速时,再由M78、M79使电机上电,直接进入再生制动状态。若一切正常,则电机制动力矩与负载下滑力矩相平衡,皮带按设计的2m/s匀速运转。但是,若Y120上电指令发出后,真空接触器CKJ5不能如期合闸,则电机不能得电,也不会建立制动力矩,于是负载就会在重力加速度的作用下产生飞车。引起真空接触器不能及时合闸的直接原因就是由于HH52P小型灵敏继电器触点被烧坏所致,特别是处在接触器合闸期间电流较大易引起接触不良,所以出现飞车是必然的。由于HH52P的触点是经过较长时间使用之后逐渐烧坏的,这就证明了为什么投产的前两年未发生飞车事故。
 

图2 开车程序部分梯形图

2.2.2 速保护的虚设
本来速保护可以对飞车加以抑制,但不适当的增加速保护延时,又使其如同虚设。设Y120发出上电指令后接触器接不通而产生速,从速响应到刹车动作约需2.5s的时间,其中2s为软件设计确定的保护延时,0.5s为测速采样周期,2.5s之后下山皮带速度为:
V=V0+gt=2+9.8sin(12°～15°)×2.5=7.09～8.35(m/s)
即可达到正常运行速度的3.6～4.2倍,同样负载的瞬时功率也随之增到额定功率的3.6～4.2倍。已知制动装置的大制动力矩为5400N·m,为电机额定转矩的2.6倍,大大速的倍数,所以此时制动装置的作用已无法实现。
3 改进措施
3.1 下山皮带主电机选型改为高压鼠笼电机
选用绕线式电机主要是为了提高启动转矩和降低启动电流,多用于启动相当困难的场合,例如起重、上山皮带等,而下山皮带没有这些矛盾,可以选用鼠笼电机。实践证明,鼠笼电机抗甩能力强,适合于有飞车危险的场合。采用高压电机,则可使控制系统为简化,不仅可以解决启动问题,而且还可降低山上变压器容量,提高运行的经济性和性。应用JS128-6、380V、215kW鼠笼电机后,一直使用很好。
3.2 系统增加飞车预防程序
下山皮带仅设速保护是不够的,因为它只不过是事故发生后的一种补救措施,如若速动作值整定不当,电机仍有可能被甩坏,事故还是要发生。应采取措施将事故杜绝在萌芽之中。因飞车是由于接触器未及时合闸引起的,我们设计防飞车程序插入主程序中(如图3)。

图3 防飞车程序梯形图

图3中X107为真空接触器辅助触点,当Y120上电指令发出后,若真空接触器不动作即启动T54延时0.5s转入停车操作,制动装置立即启动,电机来不及升速就被刹住。其中0.5s是按测速采样周期选定,若接触器动作时间大于0.5s,则应稍大一点。
3.3 换大容量中间继电器
原系统HH52P型继电器触点容量太小,是飞车事故的隐患,换为D251-22、24V中间继电器。
3.4 取消原系统速保护延时
原系统速保护设置延时没有必要,应予取消。除外,原系统就绪信号反常所设置的保护,如热继电器动作、空气开关跳闸等的延时也取消

1、概述：
        近几年国内外印刷机市场发生了很大的变化，由于化的生产竞争，印刷用户逐渐转向了出口和市场，以追逐高的利润，因此对印刷设备提出了高的要求。目前印刷机市场已逐渐趋向于使用带有电子轴的印刷设备，欧洲市场已经开始淘汰传统的长轴印刷机，其中具有代表性的印刷机生产厂家是德国海德堡公司，该公司采用德国博世力施乐公司的电子轴控制系统生产的印刷机全世界，了的社会反响和经济效益。相反国产印技术水平还达不到中用户的需求，还处于传统型长轴印刷机为主的生产模式，新型的电子轴印研制还处于起步阶段。而随着欧洲印刷机制造商设计加工水平的逐步提高，加上各种新技术的应用，相继推出了技术指标高，自动化程度高的印刷机，由于多种新技术的应用，进口新型电子轴印正变得越来越精密和越来越复杂，其制造成本和维护成本也相应大幅度增加，复杂机器的故障率和性也越来越成问题，而且维护修理工作也由于复杂结构和新技术应用而变得加困难。

2、系统主要工作指标：
版辊周长： 300mm～1000mm
检测精度：0.012mm
套印精度：0.1mm
伺服电机功率：3.7KW～5KW
车速：300m/min

3、系统组成：
1）系统工作原理：
        本系统采用通用的印刷印品误差检测标记（马克线），检测印刷标记由于浸墨、烘干、料膜卷径的变化等因素所引起的料膜张力变化，从而导致印品的套色发生偏差。因为标准的印刷标记两两间隔20mm，所以当印品套色发生偏差时，印刷标记两两间隔必然大于或小于20mm，利用光电眼所测量到的实际印刷标记间隔信号，分机工作站处理该实际数据，获得实际印刷标记间隔距离，并通过现场总线上传主站监测；由主工作站本身处理误差数据，发出电机相位调整信号，控制各色位伺服电机运转。
A、系统主站由欧洲运动控制器和10英寸触摸屏组成，该运动控制器可同时控制多达16轴分站，由于将伺服电机位置环上移至主站处理，所以整个电子轴系统的执行单元（伺服电机）可以工作在速度环模式下，系统反映灵敏，印品套印误差在主站中处理，调整及时，升降程中可保持很好的跟随性能，可

以做到基本不发生跑偏现象。整个运行过程中系统线速度平稳，低速套印完成后，印品张力基本稳定，调整量很小；
B、系统分站主要实现印品误差的实时测量以及与主站之间的误差数据通讯（CAN BUS）。该分站由本公司自制的处理单元组成，大规模现场可编程逻辑阵列（FPGA）可以实现系统高低速误差的一致性测量（对应于同一印品误差），测量误差不过0.01mm，系统反应，该芯片的测量信号从输入到输出可以达到10ns，保证了系统的需求，可实现在1200m/min的系统速度下测量准确；
C、系统张力采用成熟的四段七电机张力控制系统。
张力检测式张力控制系统一般由张力检测器、张力控制器和执行机构组成。针对浮棍张力系统的弱点，采用张力传感器检测，并配有张力控制器所构成的张力控制系统则能有效的克服浮棍张力的缺点，该方案主要的优点如下：
 以材料张力直接作为监控对象，实时检测，控制对象明确，效果明显；
 检测辊自重影响可自动，材料包角影响自动，微张力也可监控；
 张力设定可用电位器设定，也可有PLC等上位机控制，通讯方式多样；
 内含如锥度张力，非线形锥度补偿、加减速补偿、机械损耗补偿等控制功能软件。
张力检测式张力控制系统的构成要素
张力检测式张力控制系统一般由张力检测器、张力控制器和执行机构组成。
 张力检测器
以“张力传感器的检测灵敏度高、温度漂移小、过载能力强、工作性好”等要点作为评价质量好坏的标准，此外，完善的售后服务也很重要，可以免去很多后顾之忧。
 张力控制器
公司采用的是三菱LE-40MTA型张力控制器作为组成张力检测式张力控制系统的关键设备。
其特点有如下几点：
LE-40MTA张力控制器性能优良、操作调节简便、PID参数有手动设定和实时自调谐功能，还随机带有锥度控制、机械损耗补偿功能、加减速补偿，换卷控制等诸多的附加功能，使我们很容易应用到各种软包装设备上。如分切机、模压机、涂布机、印刷机；
LE-40MTA张力控制器在输出端不但有0-24V的DC输出可直接驱动各种型号的磁粉离合器制动器、磁滞离合器制动器，还同时输出有0-5V/0-±5V/4-20mA的控制型号，用户可容易的连接伺服电机，矢量变频、气动离合器制动器等其他执行机构。
 执行机构
张力控制系统选用的执行机构强调控制性能，以“转矩控制精度高，细腻柔和”的控制特性为关注要点。张力控制的大小应视材料的厚薄、质料宽窄来决定。被印材料越厚、张力值越大；反之，张力值要小，
如印薄材料张力值要求高，因为要顾及被印材料起皱拉伸、变形等问题，一般情况下合适的张力调节是以多色“十字规线”全部套准，不来回“移动”为标准，如果印刷时“十字线”套印不稳定，可适当调整放卷和收卷的张力，使各色组“十字线”套准稳定为止，当然印刷时低速、中速、高速情况下张力值是不相同的，建议在正常的速度下微调张力值为好，印刷过程中经常出现“走位”现象，人们习惯去寻找设备、材料等原因。其实不然，影响套印精度的，往往为张力不适。如果能够仔细调整张力，一般情况下，套印不准可以迎刃而解。
D、系统信号增益的自适应以及滤波：
该电路选用ALTERA公司的大规模可编程逻辑阵列（FPGA）完成，采用硬件描述语言（VHDL HDL和VERILOG HDL）在FPGA内部生成增益自适应电路以及滤波电路；
E、快速预套印功能
机械传动印每次在换版后，运行前都要进行预套印调整，以减少初期套印的废品，通常采用旋转编码器定位，浮动辊调整期间过料长，操作繁琐，时间长，精度不高，印品损失大；电子轴传动系统通过程序计算出各个版辊需旋转的相位，版辊只需随意装入印元而不需要再恢复“零位”，随后伺服电机会自动将版辊转到“零位”从而实现真正意义上的预套印；随后进入自动套印印刷状态，整个过程简单方便、快速；

燃烧控制系统是电厂锅炉的主控系统，主要包括燃料控制系统、风量控制系统、炉膛压力控制系统。目前大部分电厂的锅炉燃烧控制系统仍然采用PID控制。燃烧控制系统由主蒸汽压力控制和燃烧率控制组成串级控制系统，其中燃烧率控制由燃料量控制、送风量控制、引风量控制构成，各个子控制系统分别通过不同的测量、控制手段来保证经济燃烧和燃烧。

2、控制方案

锅炉燃烧自动控制系统的基本任务是使燃料燃烧所提供的热量适应外界对锅炉输出的蒸汽负荷的要求，同时还要保证锅炉经济运行。一台锅炉的燃料量、送风量和引风量三者的控制任务是不可分开的，可以用三个控制器控制这三个控制变量，但彼此之间应互相协调，才能工作。对给定出水温度的情况，则需要调节鼓风量与给煤量的比例，使锅炉运行在燃烧状态。同时应使炉膛内存在一定的负压，以维持锅炉热效率、避免炉膛过热向外喷火，保证了人员的和环境卫生。

2.1 控制系统总体框架设计

燃烧过程自动控制系统的方案，与锅炉设备的类型、运行方式及控制要求有关，对不同的情况与要求，控制系统的设计方案不一样。将单元机组燃烧过程被控对象看作是一个多变量系统，设计控制系统时，充分考虑工程实际问题，既保证符合运行人员的操作习惯，又要大限度的实施燃烧优化控制。

P为机组负荷热量信号为D+dPbdt。控制系统包括：滑压运行主汽压力设定值计算模块（由热力系统实验获得数据，再拟合成可用DCS折线功能块实现的曲线）、负荷—送风量模糊计算模块、主蒸汽压力控制系统和送、引风控制系统等。主蒸汽压力控制系统采用常规串级PID控制结构。

2.2 燃料量控制系统

当外界对锅炉蒸汽负荷的要求变化时，相应的改变锅炉燃烧的燃料量。燃料量控制是锅炉控制中基本也是主要的一个系统。因为给煤量的多少既影响主汽压力，也影响送、引风量的控制，还影响到汽包中蒸汽蒸发量及汽温等参数，所以燃料量控制对锅炉运行有重大影响。燃料控制可用图3简单表示。

图3 燃料量控制策略

其中：NB为锅炉负荷要求；B为燃料量；F(x)为执行机构。

设置燃料量控制子系统的目的之一就是利用它来燃料侧内部的自发扰动，改善系统的调节品质。另外，由于大型机组容量大，各部分之间联系密切，相互影响不可忽略。特别是燃料品种的变化、投入的燃料供给装置的台数不同等因素都会给控制系统带来影响。燃料量控制子系统的设置也为解决这些问题提供了手段。

2.3 送风量控制系统

为了实现经济燃烧，当燃料量改变时，相应的改变送风量，使送风量与燃料量相适应。燃料量与送风量的关系见图4。

图4 燃料量与送风量关系

燃烧过程的经济与否可以通过剩余空气系数是否合适来衡量，过剩空气系数通常用烟气的含氧量来间接表示。实现经济燃烧基本的方法是使风量与燃料量成一定的比例。

送风量控制子系统的任务就是使锅炉的送风量与燃料量相协调，可以达到锅炉的热效率，保证机组的经济性，但由于锅炉的热效率不能直接测量，故通常通过一些间接的方法来达到目的。如图5所示，以实测的燃料量B作为送风量调节器的给定值，使送风量V和燃料量B成一定的比例。

图5 燃料量空气调节系统

在稳态时，系统可保证燃料量和送风量间满足

选择使送风量略大于B燃烧所需要的理论空气量。这个系统的优点是实现简单，可以来自负荷侧和燃料侧的各种扰动。

2.4 引风量控制系统

为了保持炉膛压力在要求的范围内，引风量与送风量相适应。炉膛压力的高低也关系着锅炉的和经济运行。炉膛压力过低会使大量的冷风漏入炉膛，将会增大引风机的负荷和排烟损失，炉膛压力太低甚至会引起；反之炉膛压力高且高出大气压力的时候，会使火焰和烟气冒出，不仅影响环境卫生，甚至可能影响设备和人生。引风量控制子系统的任务是保证一定的炉膛负压力，且炉膛负压控制在允许范围内，一般在-20Pa左右。

控制炉膛负压的手段是调节引风机的引风量，其主要的外部扰动是送风量。作为调节对象，炉膛烟道的惯性很小，无论在内扰和外扰下，都近似一个比例环节。一般采用单回路调节系统并加以前馈的方法进行控制，如图6所示。

图6 引风量控制子系统

图中为炉膛负压给定值，S为实测的炉膛负压，Q为引风量，V为送风量。由于炉膛负压实际上决定于送风量和引风量的平衡，故利用送风量作为前馈信号，以改善系统的调节性能。另外，由于调节对象相当于一个比例环节，被调量反应过于灵敏，为了防止小幅度偏差引起引风机挡板的频繁动作，可设置调节器的比例带自动修正环节，使得在小偏差时增大调节器的比例带。对于负压S的测量信号，也需进行低通滤波，以抑制测量值的剧烈波动。

3、系统硬件配置

在锅炉燃烧过程中，用常规仪表进行控制，存在滞后、间歇调节、烟气中氧含量过给定值、低负荷和烟气温度过低等问题。采用PLC对锅炉进行控制时，由于它的运算速度快、精度高、准确，可适应复杂的、难于处理的控制系统。因而，可以解决以上由常规仪表控制难以解决的问题。所选择的PLC系统要求具有较强的兼容性，可用小的投资使系统建成及运转；其次，当设计的自动化系统要有所改变时，不需要重新编程，对输入、输出系统不需要再重新接线，不须重新培训人员，就可使PLC系统升级；后，系统性能较高。硬件结构图如图7所示。

图7 硬件结构图

根据系统的要求，选取西门子PLCS7-200 CPU226 作为控制，同时还扩展了2个EM231模拟量输入模块和1个CP243-1以太网模块。CPU226的IO点数是2416，这样可以满足系统的要求。同时，选用了EM231模块，它是AD转换模块，具有4个模拟量输入，12位AD，其采样速度25μs，温度传感器、压力传感器、流量传感器以及含氧传感器的输出信号经过调理和放大处理后，成为0～5V的标准信号，EM231模块自动完成AD转换。

S7-200的PPI接口的物理特性为RS-485，可在PPI、MPI和自由通讯口方式下工作。为实现PLC与上位机的通讯提供了多种选择。

为实现人机对话功能，如系统状态以及变量图形显示、参数修改等，还扩展了一块Eview500系列的触摸显示屏，操作控制简单、方便，可用于设置系统参数， 显示锅炉温度等。还有一个以太网模块CP243-1，其作用是可以让S7-200直接连入以太网，通过以太网进行远距离交换数据，与其他的S7-200进行，通信基于TCPIP，安装方便、简单。

4、系统软件设计

控制程序采用STEP7-MicroWin软件以梯形图方式编写，其软件框图如图8所示。

图8 软件主框图

S7-200PLC给出了一条PID指令，这样省去了复杂的PID算法编程过程，大大方便了用户的使用。使用PID指令有以下要点和经验：

（1）比例系数和积分时间常数的确定。应根据经验值和反复调试确定。
（2）调节量、给定量、输出量等参数的标准归一化转换。
（3）按正确顺序填写PID回路参数表（LOOP TABLE），分配好各参数地址。

5、结束语

单元机组燃烧过程控制系统在某火电厂发电机组锅炉协调控制系统中投入使用。实际运行情况表明：由于引入负荷模糊前馈，使得锅炉燃烧控制系统作为协调控制的子系统，跟随机组负荷变化的能力显著提高，风煤比能够在静态和动态过程中保持一致；送、引风控制系统在逻辑控制系统的配合下运行的平稳性和性提高，炉膛负压波动减小，满足了运行的要求；在机组负荷不变时，锅炉燃烧稳定，各被调参数动态偏差显著减少，实现了锅炉的优化燃烧；采用非线性PID调节方式，解决了引风挡板的晃动问题。

采用西门子的PLC控制，不仅简化了系统，提高了设备的性和稳定性，同时也大幅地提高了燃烧能的热效率。通过操作面板修改系统参数可以满足不同的工况要求，机组的各种信息，如工作状态、故障情况等可以声光报警及文字形式表示出来，主要控制参数(温度值)的实时变化情况以趋势图的形式记录显示， 方便了设备的操作和维护，该系统通用性好、扩展性强，直观易操作