企业信息

    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

    宁波西门子中国代理商DP电缆供应商

  • 所属行业:电气 工控电器 DCS/PLC系统
  • 发布日期:2024-12-04
  • 阅读量:14
  • 价格:666.00 元/台 起
  • 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

    宁波西门子中国代理商DP电缆供应商详细内容

    宁波西门子中国代理商DP电缆供应商


    一、前言

    在许多数控设备中,经常要用变频器去控制交流电机的转速、转向。在某些地方,需要用一台工控PC机灵活地控制多台变频器,以达到控制各交流电机的目的。针对这一需要,一些公司(如德国的西门子、日本、三菱等公司)推出了带有RS485通信接口的变频器,使用户能够方便灵活地选择变频器的强大功能。

    在bbbbbbs98下开发工控软件,可以利用bbbbbbs98的丰富资源,方便地生成各种菜单及美观大方的图形界面,软件产品质量高且开发。Visual Basic6.0是Microsoft公司推出的功能强大的bbbbbbs开发软件,只能在bbbbbbs环境下运行开发32位的应用程序。但在bbbbbbs环境下,系统接管了各种硬件资源,不允许用户直接控制串行口的中断管理。如何在bbbbbbs环境下开发微机的底层资源,已成为当今工业控制软件的一大热点和难点。

    本文利用VB6.0的ActiveX控件——Microsoft Communication控件,方便地实现bbbbbbs98环境下与多台西门子MicroMaster变频器的串行通信接口,成功地实现了用单台PC机对多台交流异步电动机的灵活控制。

    二、系统的总体设计

    图1为系统的总体方框图,这里只PC机与变频器RS485的接口部分。RS485的驱动器可带32个,在波特率为 100Kbps时,通信距离可达到1.2km;通信距离为15m,波特率可达到10Mbps 。在工业现场,RS485是应用较多的一种通信
    方式。图中PC机通过RS485接口卡与多个变频器相连接,多达到32台。每个变频器被赋予各自的地址码用以识别身份,这样上位机便能通过RS485通信线,对挂在上面的变频器进行控制操作。


    三、变频器的串口通信协议

    对于西门子MicroMaster变频器。其通信方式为RS-485,波特率可达19200bps;1位起始位,8位数据位,1位奇偶效验位,1位停止位。变频器接收控制的通信协议如下:


    STX:起始字符,02H。

    LGE:发送字节数,对于MicroMASTER,为0CH(12个字节)。

    ADR:变频器的地址码,取值范围为0-31(bit:0-4位),bit5为1时为广播发送。

    PKE:为一16位的字,用来控制变频器的运行参数设置,各bit的含义如下:


    对于MicroMaster,控制位为0001时,读变频器的参数;控制位为0010时,写参数到变频器的RAM和EEPROM。bit11未用,置为0。变频器的参数值详见说明书。

    IND:为16位的字,未用,置为0。

    VAL:为16位的变频器参数,与PKE一起将运行参数写入到变频器中。

    STW:为16位的字,用来控制变频器的运行动作。各位的具体含义详见说明书。

    HSW:为16位的字,用来控制变频器的输出频率。满频的值为16384(400HZ)对应**的输出频率,大满频的值为32767,即200%的输出频率。当取值为32768-65535时,表示反向的输出频率从0-200%变化,电机反转。

    BBC:效验字符,为所有字节的异或和。

    若变频器#2(地址码为02H)以满频的25%输出频率,则以上各参数的值如下:


    同时,变频器也向上位机回送状态数据,其通信协议如下:


    与上位机向北变频器发送的控制字相比,变频器回送的状态字只是以ZSW代替了STW,HIW代替了HSW,其余字的含义是一样的。

    ZSW:为16位的字,用来指示变频器的当前运行状态。各位的具体含义详见说明书。

    HIW:为16位的字,代表变频器的输出频率,其定义与HSW是一样的。

    因此,对于变频器能通过面板按键的设置功能,通过以上的通信协议也一样能实现。并且通过RS-485通信线多能同时控制32台变频器,同时各变频器的运行状态也能实时地回送给上位机,这就大大地方便了用户,增加了控制系统的灵活性。

    四、Viscal Basic 6.0下对变频器进行串行通信控制

    1、VB6.0中的ActiveX控件MSComm

    在bbbbbbs环境下,操作系统接管了各种硬件资源,不允许用户直接控制串行口的中断管理。以往程序员只能通过数目众多的API函数来控制串口。 VB6.0下提供了一个ActiveX控件Microsoft Communication Control 6.0,简称MSComm控件。用户可以在自己的应用程序嵌入MSComm控件,利用它可以方便地进行计算机串口的通信管理。

    在vb6.0开发环境中,MSComm通信控件可直接从VB的ToolBox中加入窗体bbbb,即可用其进行通信。若ToolBox中无此控件,则用Tools的Custom Controls将MSComm.VBX从bbbbbbs的System子目录中加入VB的ToolBox中。

    MSComm控件有许多属性(Property),其中一些重要的属性如下:

    CommPort:设置串口号;类型:short 。

    Settings:设置串口通信参数;类型:Csting 。

    PortOpen:设置或返回通信口的状态;类型:BOOL 。

    bbbbbMode:设置从缓冲区读取数据的格式;类型:long 。

    bbbbb:从接收缓冲区读取数据;类型:VARIANT 。

    Output:向发送缓冲区写入数据;类型:VARIANT 。

    InBufferCount:接收缓冲区中的字节数;类型:short 。

    OutBufferCount:发送缓冲区中的字节数;类型:short 。

    CommEvent:设置或返回bbbbb每次读出的字节数;类型:short 。

    CommEvent:串口事件;类型:short 。

    其中串口号(CommPort)设置为1、2等表示COM1、COM2。参数设置(Settings)的格式为“B,P,D,S”B表示波特率,P表示奇偶校验(N:无校验,E:偶校验,O:奇校验),D表示字节有效位数,S表示停止位数。串口状态为BOOL变量,TRUE表示打开串口,FALSE表示关闭串口。bbbbbMode使程序能方便地选择从缓冲区读取数据的格式,设置为0时,为字符串格式(Text),设置为1时,为二进制格式(Binary)。bbbbbLen设置或返回的是用bbbbb从缓冲区读字符串时每次读出的字符个数,这个性质对于读出数据块中长数据串非常有用。

    另外,MSComm控件提供了两种方法来处理串口通:上面属性的InBufferCount和OutBufferCount用于串口的查询方式;对于较复杂的通信任务,可通过SetCommEvent()函数设置串口要响应的事件,当相应事件或串口错误事件发生时,系统会OnComm()事件,在OnComm()中添加用户的处理代码,则可实现类似DOS中断的串口处理程序。

    2、变频器串口通信控制检测的软件编程

    在项目窗体中嵌入MSComm通信控件之后,为了用该控件控制一个串口进行通信操作,还在应用程序中插入该控件。为此为程序的某个对话框插入MSComm控件,控件名为MSCOMM1,并为其添加两个定时器控件(TimPeriodic和TimNonPeriodic)和一个命令按钮控件CmdNonPeriodic 。通信控件用于访问串口、发送和接收数据;周期定时器控件(TimPeriodic)用于控制每秒由计算机向各数据点发送周期性命令;命令按钮控件与非周期定时器控件(TimNonPeriodic)用于发送非周期性命令。MicroMaster变频器回送的状态信息一帧位14个字节。为此,程序编制上采用事件驱动的通信方式,串口每接受14个字符边一个OnComm()事件,在OnComm()消息处理函数中加入相应的处理代码,用来读取状态字ZSW和HIW各位的状态参数,并做出相应的处理,如显示、报警等等。下面简要给出用事件驱动方式读出变频器回送状态字的程序源代码。设RS-485的口地址为PC机的串口2的地址,波特率为9600bps 。

    (1)窗体中各控件初始设置:TimPeriodic为1s,TimNonPeriodic为0.5s

    Sub bbbb_Load()

    mPort=2 ’选用COM2串行口

    MsComm1.setting=”9600,N8,1” ’波特率为9600,无奇偶校验,8位数据位,一位停止位

    Mscomm1.bbbbbLen=0 ’bbbbb将读取接收缓冲区的全部内容

    Mscomm1.bbbbbLenSize=1024 ’设置接收缓冲区的字节长度

    Mscomm1.PortOpen=0 ’打开通信口

    Mscomm1.InBufferCount=0 ’发送缓冲区数据

    Mscomm1.OutBufferCount=0 ’接收缓冲区数据

    TimPeriodic.intbbbb=1000 ’设置1s定时间隔,使遥测命令每隔1s发送1次

    TimNonPeriodic.intbbbb=500 ’设置0.5s定时间隔,查询命令按钮是否处于状态以确定是否发送周期性命令

    CmdPressed=False ’命令按钮为未状态

    DuringPeriodic=False ’周期命令尚未开始

    DuringNonPeriodic=False ’非周期命令尚未开始

    End Sub

    (2)非周期性命令的发送:根据命令按钮状态及周期性命令状态,在TimNonPeriodic定时器的中断程序中发送非周期性命令。

    Sub CmdNonPeriodic_Click()

    CmdPressed=True ’命令按钮

    End Sub

    Sub TimNonperiodic_Timer()

    If DuringPeriodic=True OR Cmdpressed=False Then Exit Sub ’如周期命令尚未结束或命令按钮处于

    状态,则退出发送非周期性命令程序。

    CmdPressed=False ’命令按钮恢复为未状态

    Call SendData(NonPeriodic_COMMAND) ’发送非周期性命令

    Mscomm1.Rthreshold=R_NONPERIODIC_BYTE‘发送非周期性命令后,设置Rthreshold属性,使主站接收所设定的字节数

    后引发OnComm事件

    End Sub

    (3)TimPeriodic定时器程序:在TimPeriodic定时器的中断程序中发送周期性命令。

    Sub TimPeriodic_Timer()

    If DuringNonPeriodic=True Then Exit Sub ’如非周期命令尚未结束,则退出发送非周期性命令程序。

    DuringPeriodic=True ’设置周期命令状态为正在进行中

    Call SendData(NonPeriodic_COMMAND) ’发送非周期性命令

    Mscomm1.Rthreshold=R_PERIODIC_BYTE’设置Rthreshold属性,使主站接收R_PERIODIC_BYTE个字节,引发OnComm事件

    End Sub

    (4)OnComm事件程序:根据Rthreshold属性设置值,当接收缓存区内接收到相应字节的字符时,引发OnComm事件,在中断程序中接收数据。

    Sub Mscomm1_OnComm()

    Select Case mEvent ’在此插入处理各种不同错误或事件的代码

    Case MSCOMM_EV_RECEIVE

    Receivebbbbbb$=Mscomm1.bbbbb

    Select Case Mscomm1.Rthreshold

    Case R_PERIODIC_BYTE‘周期性命令的应答数据

    Call DisposeDate(NonPeriodic_CommAND) ’处理接收数据

    DuringPeriodic=False ’设置周期命令状态为结束

    Case R_NONPERIODIC_BYTE ’非周期性命令的应答数据

    Call DisposeData(NonPeriodic_CommAND) ’处理接收数据

    DuringNonPeriodic=False ’设置非周期命令状态结束

    End Select

    End Select

    End Sub

    上述程序中,因MicroMaster变频器回送的状态信息一帧为14个字节,所以R_NONPERIODIC_BYTE和R_PERIODIC_BYTE 。对于变频器回送的状态信息则利用bbbbbbs的消息处理函数OnComm()进行处理。在消息处理函数中,将变频器回送的14个状态字一次全部读到所定义的变量参数中,然后程序再从变量参数中分别读取各状态字,在屏幕上显示、判断并报警。

    五、结束语

    本文利用VB6.0下的ActiveX控件和MicroMaster变频器RS-485的串行通信功能,实现了在bbbbbbs09环境下用单台PC机控制多台变频器的任务,并能实时检测各变频器的运行状态。整个控制系统灵活方便,具有很大的实用性。


    一、系统概述
    转炉自控系统为西门子可编程序控制器(PLC)和上位工业计算机构成的两级微机控制系统。同时在需要调速的转炉倾动和氧系统驱动部分采用交流变频器以取代直流调速系统。控制方式上采用的三地控制,即操作台、上位机、机旁操作箱,任一方出现故障时,不影响系统正常工作。PLC与计算机采用通讯模式,上位工业控制机装WINCC人机接口软件。通过各种参数曲线的描述及设备运行状态的显示和可操作性能,使系统具备自动化水准。同时在屏蔽隔离、滤波和纠错技术的前提下,保证系统运行的性能。
    在转炉倾动,氧定位及控制系统中采用我公司为转炉生产专门研制的DIS-V型转炉倾动角度显示仪和ZNLK智能主令控制器和YSX-Ⅲ型智能语音报警器。大大提高了转炉自动化水准和性。
    此自控系统将完整地实现炉体倾动,氧升降与横移,烟罩和挡火板的控制,散装料、合金料装配料控制,钢包车及稀油站控制的炼钢过程自动化。同时车间采用五路摄像监视系统,实现对车间的重要岗位进行不间断的监视。
    转炉的仪表系统全部由传感器进入PLC自控系统中,使在计算机上对车间的所有仪表参数一览无疑。
    经我们精心设计同时综合了多年从事转炉自动化控制的经验我们相信这个设计是一个简洁、、性能价格比高的转炉生产自动化控制系统。



    1、 PLC系统
    此炼钢的主控制系统采用西门子S7系列的S7-300PLC。目前控制系统中称量部分,我们采用了西门子称重模块,它集成在S7-300PLC系统中。电信号由现场3个传感器(每个电子称3个压式荷重传感器并联,安装在平面三角形的三个角)传给称重模块,再经称重模块计算后变为重量值,通过PLC总线直接传送到CPU ,然后在上位机上显示出来。这种模式为目前工业称重的系统,以传感器的毫伏信号直接进入PLC,免去了变送器和仪表等中间环节从而增强了系统抗干扰能力。校秤使用西门子提供的称重组态软件,通过计算机串行接口进行校秤,过程简单、快捷,生产过程中如需校秤,可用控制系统程序由上位机下达指令,通过S7-300 PLC直接进行。
    此称重系统是我公司在多个冶金自动化工程中应用的实例,均得到了十分满意的效果。



    2、 上位机系统
    上位机采用研华IP 610工业控制机,这是一种工业上简捷的通讯方式。这种工业控制计算机是适应于工业控制场合的计算机,可以24小时连续工作,抗干扰、抗灰尘、散热、运行速度等各方面一般计算机。
    由于此炼钢工艺需要的画面较多,因而我们采用两台工控机进行实时显示,从而加快了速度,一台显示控制转炉工作过程,一台显示仪表数据。两台计算机可以实现数据共享,同时达到了故障分散的目的,增加了系统运行的性。
    3、 系统驱动部分
    炉体倾动驱动及氧提升驱动,采用交流变频器。交流变频器取代直流调速设备在90年代末已广泛采用。它在满足生产工艺性能要求的前提下使系统造价大大降低,同时也带来系统的简捷,维护方便,容易掌握,操作方便等诸多的优点。所以,采用交流变频取代直流驱动是一个优的方案。
    4、 操作界面
    上位机操作界面采用西门子人机接口软件WINCC,因其功能强大、易于掌握、使用方便、性好、操作简单而受到欢迎。所有操作皆可由鼠标完成,可进行参数显示、修改、设定,可以方便制作出动态工艺画面,操作画面,历史曲线、实时曲线等功能完善的画面。
    对所有的工艺参数如:压力、流量、温度、重量等值在上位机上用实时曲线、历史曲线、直方图、参数表等方式显示,并进行报警、统计、打印报表等处理。同时在上位机可随时设定温度、流量等报警值。
    所有设备的启动与停止均可在上位机上完成,同时也可根据实际情况,在操作台上或在机旁操作箱上完成。但每次只能一方操作不能同时进行。
    每台设备的运行状态,可在工艺流程图中动态显示,并可在状态表中显示其运行、停止、故障、手动、自动等状态。可以用鼠标在计算机上手动操作(根据工艺要求)每台设备,使其运行、停止。
    实时的动画与实时曲线显示生产过程,实时显示钢温,水温,水流量,液位等生产工艺参数。
    5、 智能语音报警器
    智能语音报警器是我公司自主开发的一种高科技产品,除有灯光外还有语音输出,不同报警有不同的语音内容输出,可随时根据需要录制、修改、报警内容,声音清晰、宏亮。
    系统中的智能语音报警器,加强了系统报警能力,出现故障时,可用语音直接指出故障
    四、主要完成的功能
    主要完成散装料、氧、转炉倾动及仪表三大部分的自动控制及称量自动补偿。
    1、 散装料部分:
    ① 在上位机上可随时根据炼钢的要求设定各称量斗的重量值,显示其每次的称量值、误差值、班累积、总累积,自动计算下次设定值,并作历史曲线,交班时可对班累积清零,随时打印报表。
    ② 称量过程,由于程序中有提前量设定,且有自动误差补偿功能,系统将会根据每次需振料的重量与上次的误差与提前量等各参数自动算出下次所需振料的重量,从而准确的停止振料机。实现对石灰、矿石、合金的自动称量,每批料间都进行自动补偿,差报警并自动修正补偿量,零点自动跟踪。
    ③ 经误差自动补偿后,长时间的生产,累积误差小于 5Kg,(人为因素及设备故障除外)。
    ④ 称量时间不大于60秒,混配时间不大于50秒,且具有卡料不停机,报警自动解除,自动延时配料功能。
    2、 转炉倾动部分
    ① 为了提高电机的同步性能,在转炉倾动中选用单台变频器供多台电机方式,从而减少了同步通讯带来的不同步性。
    ② 转炉的左右倾动,我们采用手动主令来控制。由于转炉炼钢过程中每炉钢的不确定因
    素很多,若实现自动控制无疑会增加整个系统的故障率。整个转炉倾动过程我们将实现多段速度控制,低速启动、低速停止。通过手动主令的通断给上位机和PLC发送信号,PLC接收到主令信号后,进行处理与分析,PLC的输出点控制变频器,不同的输出点对应变频器不同的输出频率,从而使电机实现了多段速度运行的目的。当需要调整电机速度时只需在变频器的操作面板上修改变频器内部参数即可,而不需要调整整个系统。
    通过我公司专为转炉研制的DIS-V型转炉倾动角度显示仪来动态的显示转炉倾动角度,操作人员可以通过观察角度显示仪清楚的知道转炉当前的角度,从而减少的事故发生率。
    3、 氧升降部分
    氧主与备的控制采用智能主令控制器,它是老式主令的取代产品,其定位的度可以达到毫米级。通过与卷扬机相连的电子编码器,采集现场数据信号,在S7-200PLC内部进行处理与分析后输出,智能主令控制器的输出点进入主控系统,主控系统的输出点控制变频器的运行,从而达到对上限点、上变速点、待吹点、下变速点(开氧点)、吹炼点、下限点的定位。通过西门子汉化操作面板TD-200在操作面板上调整各输出点对应的点数,达到定位的目的。
    4、仪表部分
    仪表进入PLC,取消了系统中原有的二次仪表,所有数据通过PLC处理后在上位机显示并由打印机打印。由于传感器采集过来的信号直接进入PLC而没有经过二次仪表处理从而减少了信号在传递过程中的失真因素和不确定因素。使信号加稳定,系统加。
    5、摄像监视系统
    为了提高整个系统的与性,我们采用了摄像监视系统,它主要由云台、可变焦镜头、彩色摄像机、电子调温户外防护罩、云台与镜头控制器、画面分隔器、等设备组成。
    可变焦镜头与彩色摄像机连接后,装入户外电子调温防护罩内,然后把其整体固定在云台上。通过四画面分隔器把多路采样镜头送入工业彩色显视器中,同时操作人员还可以根据情况选择想要观察的画面,对画面进行放大或缩小。
    操作人员通过放在主控室内的云台与镜头控制器,来操作云台的左右与上下移动,实现360度的旋转与控制,从而扩大了视野增加了整个监视的范围。


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    二、除尘系统结构和要求
    铁合金分公司除尘项目包括的区域有原料倾翻机、液压混料机、机械混料机、翻饼区、放渣区、钛铁筛粉机、成品破碎区、钛铁筛粉\破碎机、加料站、炉筒打结、分料器、反应室门、钛铁加料平台、中频炉、球磨机、破碎机、石灰破碎机、双辊破碎机、颚式破碎机、破碎区域1、破碎区域2等。
    现场由两台由变频带动的电机,各负责一部分除尘任务,当有一台变频故障暂时无法工作时,可以打开中间的连通阀门,由一台电机实现所有区域的除尘。
    各区域都有运行信号指示,传给PLC的DI。各区域都有自的风门,风门处于自动状态时由PLC控制其开和关,处于手动状态时由现场控制开和关。当风门打开且对应的电机处于运行状态时就可以对该区域进行除尘了。
    各区域风门面积不一样,现在要求打开的风门面积总和和变频器输出频率成一定阶梯关系。并要求各区域开始工作后延时一段才开风门,各区域停止工作后也延时一段才关风门,各区域对应的时间不尽相同。
    要求在工作日的每天上午8点开启变频器,每午5点半关掉变频,当设备处于自动运行且风门已经打开时对应变频器会自动启动。
    在变频柜和PLC柜面板上有系统状态/报警指示灯,报警蜂鸣器、急停按钮、启动/停止按钮等,方便观察和紧急处理。
    上位机工程师/操作员站要求能直观、地展示整个系统的运行状态,显示参数,实时报警、并能查询历史数据和历史报警,还要求能在局域网的其他机器通过IE能浏览工程师站的数据和画面。
    三、自控部分硬件和软件选取
    1.硬件选择
    PLC采用西门子300系列,CPU为314。S7-300是模块化中小型 PLC 系统,它能满足中等性能要求的应用。模块化,无排风扇结构,易于实现分布,易于用户掌握等特点使得S7-300成为各种从小规模到中等性能要求控制任务的方便又经济的解决方案。多种的性能递增的CPU和丰富的且带有许多方便功能的I/O扩展模块,使用户可以根据实际应用选择合适的模块。 当任务规模扩大并且愈加复杂时,可随时使用附加模块对PLC进行扩展。314CPU集成一个MPI接口,供编程和与上位机通讯。由于本系统IO模块较多,用到了一对IM365作两组模块之间的桥接。
    两组变频器都采用了西门子MM430。MM430传动平稳,是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载。功率范围7.5kW至250kW。它按照要求设计,具有高度性和灵活性。控制软件可以实现功能:多泵切换、手动/自动切换、旁路功能、断带及缺水检测、节能运行方式等。牢固的EMC设计; 控制信号的快速响应;线性v/f控制,并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制(FCC),多点 v/f控制; 内置PID控制器; 快速电流限制,防止运行中不应有的跳闸; 数字量输入6个,模拟量输入2个,模拟量输出2个,继电器输出3个; 具有15个固定频率,4个跳转频率,可编程; 采用BiCo技术,实现I/O端口自由连接; 集成RS485通讯接口,可选PROFIBUS-DP通讯模块。

    2.软件选择
    上位机软件选择的是组态软件力控PCAuto网络版。力控软件是一个高度集成化、可视化及具有友好的界面风格的软件,其功能特点如下:
    1 动画功能
    软件的开发环境具有多种动面功能,使浏览器画面加的生动形象。
    2 图库
    集成化的开发环境、增强的图形功能,丰富的图形元素及级子图精灵图库集,提供子图精灵开发工具,用户可以方便地生成自己的图库;优化设计的图库,提供了丰富的子图和“子图精灵”。
    3 趋势曲线
    实时趋势曲线:能够显示采集来的实时值的当前趋势情况
    历史趋势曲线:能够显示数值的历史趋势情况,可能作为查询采集数值的历值的工具,也可以作为分析工具。
    4 内部组件
    视频组件:进行视频的捕捉和回放;
    温控曲线组件:可以进行温度的自动升温和保温控制;
    浏览器组件:可以作为标准的浏览器客户端;
    标准bbbbbbS组件:支持标准的文本框、单选框、列表框等组件;
    增强的报警组件:集成的报警管理和查询;
    X—Y曲线组件:可以自由的进行曲线分析和查询;
    幻灯片组件:灵活的幻灯片播放,可进行自由控制;
    自由曲线组件:方便的绘制各种曲线和动画连接;
    报表组件:类EXCEL的报表工具,方便您完成管理报表;
    立体棒图组件:直方图的分析工具;
    历史追忆组件:可以追忆带毫秒标签的数据,方便事故查询;
    手机短信组件:简单的手机短信发送组件;
    5 报表组件
    历史报表,报表,内置数据表等多种报表形式。
    6 查询功能
    7 打印功能
    支持多种打印功能主要有:浏览面面整体打印、选择区域打印以及对打印机的在线设置等。
    8 与其它数据库系统的数据交换
    提供了包括ODBC、OPC、ActiveX控件编程接口在内的多种开放接口。
    9 网路发布功能
    力控网络版发布后的内容通过IE能在局域网或互联网上进行浏览。

    四、控制系统的体系机构
    如下图所示,控制系统由变频柜I、变频柜II,PLC柜、上位机组成。
    PLC与上位机通过MPI协议通讯,采用了一根西门子的MPI串口适配器,上位机为研华工控机,操作系统为Win2000SP4 Professional,并安装了Step7-V5.3编程软件和力控组态软件。力控软件的驱动程序内置了MPI协议,可直接与PLC通讯。
    CPU的DO和AO端子直接与变频器的端子相连,控制变频器的起停以及变频转速给定。
    变频器带有485串口,直接与上位机组态软件通讯,把变频器的温度,电流电压等信号传给上位机,让用户直观地了解变频器的工作状态。通讯协议为USS,力控软件中也同样内嵌了USS协议,不需要用户自己另外开发。

    1引言

    电子束焊机用高压电源的小型化是电子束焊机的发展需要[1]。电子束焊机从当初的试验室应用发展到应用于工业领域以来,其高压电源亦经过了近50年的 发展历程。从高压电源的发展阶段看,初的高压电源由调压器人工开环控制和调节高压,整流器件为闸流管,这种原始的控制和调节仅满足于试验研究和要求不高 的应用场合。体积大、效率低、操作复杂和性差是该种电源的主要缺点。随着近代电子技术及电力电子技术的快速发展,一些的元器件如晶闸管被成功地应 用到高压电源的设计和制造领域。由于电源采用闭环控制,实现了高压的自动控制和调节,这使电源的稳定性、纹波电压及性等技术指标都得到了显著的提高, 而高压电源性能的提高也改善了电子束焊机的焊接质量,促进了电子束焊机的发展。

    自上世纪90年代以来,新型电力电子器件(如IGBT)、数字控制技术及自动控制技术的快速发展和广泛应用,加促进了电子束焊机电源的发展。西方国家开 始应用现代新技术和新材料研制电子束焊机,如比较大型的电子束焊机及电子束技术应用生产线均采用计算机控制,实现人工智能化操作和管理。一般小型机则采用 PLC控制,由于PLC具有较强的抗干扰能力及控制功能强等特点,容易实现对电子束焊机的控制。

    2高压电源的主电路系统和参数

    高压电源的系统框图如图1所示,其主电路如图2所示。它主要由以下电路组成。


    2.1EMC滤波电路

    开关电源工作时会产生传导噪声返回到市电网络,影响电源控制电路的正常工作,并对其它的电器设备产生干扰,因此加以克服[2]。本电源采用EMC滤波 电路,主要由L和C组成的电源线路滤波器,包括差模抑制和共模抑制电路,能有效抑制差模和共模噪声。

    2.2可控整流电路

    可控整流电路由集成一体化智能调压模块组成,电感L1和电容C3组成滤波电路以获得较为平稳的直流电压,Rc和Rd组成精密的反馈取样电路,确保输出电压在控制电路的作用下保持稳定。

    2.3IGBT逆变电路

    逆变电路由半桥电容C、IGBT、高压变压器、保护元件等组成。IGBT为富士公司的快速系列模块,其型号为1MBH600-100。T为高压变压器,经 IGBT逆变后的方波电压经高压变压器升压到40kV左右的高频交流电压。由于高压线圈的匝数较多,在高频时,寄生电容和自感会影响电源的输出特性 [3],因此须对线圈采取静电屏蔽,另外由于对地电容的作用,束流取样电阻上会叠加一高频交流信号[4],采取补偿措施加以。本电源采用双屏蔽措 施来束流干扰信号,即在高低压线圈之间加装双层屏蔽,层屏蔽接地,二层接在束流取样电阻上。VL11、R9、C9、VL21、R19、C19组 成IGBT的尖峰电压吸收电路,确保IGBT的工作。

    2.4高压整流电路

    高压整流电路由高频高压硅堆、高压滤波电容器、保护电阻及取样电路组成。由于经高压变压器升压后的电压具有较高的频率,所以选用高频高压快速整流硅堆以满 足高频高压整流的需要。滤波电容器选用高压聚苯乙烯电容器,这种电容器具有较小的tgδ及高频性能,对电源的输出特性影响小。为有效地限制短路电流及电源 内部过电压的限流电阻和保护电阻,均采用具有热性能稳定、自感小、通流容量大,具有较强的耐受过电压、电流冲击能力的实体电阻。取样电路中的高压取样信号 由精密电阻分压器获得,分压器由精密线绕无感电阻制成,部加装屏蔽电,保证取样电压的稳定。电子束流取样亦通过精密无感线绕电阻制成,两种取样电阻均 放在电磁屏蔽盒里,防止干扰信号进入控制电路。


    3控制电路

    控制电路由PI给定调节电路、PWM及其驱动电路等组成。整流控制电路保市电整流后输出电压的稳定。PI给定调节电路和PWM及其驱动电路实现直流高压的稳定和自动调节。各部分电路的工作原理如下。

    3.1整流移相控制电路

    整流控制电路为集成在调压模块内的厚模集成电路。整流后的直流电压经电阻分压器取样并经电量隔离电路送入PI调节器的反馈端,PI调节器在给定和反馈的共 同作用下,并经放大后输出一直流信号给智能调压模块控制端,以控制晶闸管的触发角,实现直流输出电压的稳定调节。辅助电源采用集成一体化线性电源, 各电源地分别立,以减小地电流干扰信号对控制电路的影响。

    3.2PI给定调节电路

    PI给定调节电路由PLC和D/A模块、PI调节器、反馈信号取样及隔离电路等组成。给定信号由PLC程序设置,它包含了上升斜波函数及下降斜波函数,运 算后的数字量经D/A模块输出到给定电位器,调节电位器能调节PI调节的给定信号的大小。反馈信号取自高精密电阻分压器的低压臂并经电量隔离电路输入到 PI调节器的反馈端。PI调节器由TL494[6]内部放大器和外接电阻电容组成,具体原理电路如图3所示。


    3.3PWM及其驱动电路

    PWM及其驱动电路的电原理图如图3所示。PWM信号由TL494调制,TL494内部的另一放大器外接电流信号作为过流保护用。电流传感器采用LEM公 司生产的电流检测隔离器件,能保证控制电路和主电路的隔离,具有动态响应快、取样电流信号与输出电流线性度好的特点,能有效克服高压电路的干扰信号对 取样电路的影响。反馈信号和给定信号在PI调节器调节后经TL494调制成两路互补的PWM脉冲。TL494输出的脉冲送入到IGBT的驱动模块 EXB840的输入端,IGBT的驱动电路采用富士公司的EXB840驱动1200V、70A的模块,内部采用2500V光电隔离电路,其输入电压为 +20V,其中+15V作为IGBT的正向驱动电压,-5V是IGBT关断时加在IGBT的栅与发射之间的反向电压,使之关断。脚14外接 TL494输出的PWM信号驱动IGBT,脚6通过二管接到IGBT来检测IGBT的过流信号,脚4外接控制电路把过流信号输入到PLC,PLC对其进 行运算和处理后发出过流信号。控制电路的工作过程为经PI调节器作用后的信号输入到TL494内部,TL494输出PWM脉冲,其占空比由PI调节器输出 信号的大小来决定,具有一定占空比的PWM脉冲经EXB840作用后驱动IGBT,从而实现变压器输出电压的稳定调节。

    4保护电路

    高压电源在工作时,电源的内部会产生过电压或过电流以致损坏电源或IGBT,因此设置保护电路来保证电源的。电源设置了过压保护、梯度上升及下降 电路和过流保护电路。过流保护采用了三级保护:级是EXB840电路本身的过流保护检测功能,即在IGBT过流时,IGBT驱动模块的脚6会检测到过 流信号而直接封锁输出脉冲,关断IGBT,同时EXB840的脚4经过外接电路输出信号给PLC,PLC经过程序运算后,一方面发出过流信号指示,另一方 面给晶闸管移相控制电路提供封锁脉冲信号,关断晶闸管主电路。二级保护是利用TL494的内部放大器的脚15、16外接电流隔离传感器,当检测到的电流 信号过设定值时,TL494封锁输出脉冲,从而实现对IGBT的关断。三级保护是高压侧电子束流过流保护,当出现过电流时,束流取样信号反馈到控制电 路,控制电路发出过流信号给PLC,PLC分别发出关断主电路和过流显示信号,从而实现过流保护。电源还设置了过压保护电路,能有效地对电源的过电压进行 保护,在高压电源的内部还加装了限流电阻及保护电阻,能有效地限制过电流和过电压。为了克服开机时市电对电源的冲击,通过PLC内部程序设置了软启动斜坡 函数,经D/A模块运算后作为PI调节器的给定,实现电源的软启动。

    5电源系统的技术指标

    电源的技术指标如下:

    输入电压220V,50Hz;
    输出电压0~60kV,纹波系数<1%,稳定度10-4;
    电子束流0~167mA,纹波系数<1%;
    逆变频率20kHz;
    输出功率0~10kW;
    效率>80%。

    6结语

    经试验,电源的各项技术指标均达到了预期的设计目标。电子束焊机用高压电源采用逆变式高压电源,有利于整个设备的小型化,特别适用于便携式电子束焊机,提高了设备的使用效率,较容易实现对高压的自动化联锁保护,使得设备操作加简单。

    大功率电子束焊机用高压电源采用逆变电源还需要进一步地研究。对于大功率焊机电源(30kW以上),体积和能耗处于相对非位置,另一方面大功率电源的 高压放电时的保护技术、高频变压器的制造技术、逆变控制技术等有待于进一步地研究和开发。

    由于性和电源效率的提高,中等功率的焊机采用本设计的高压电源(3~15kW)值得推广和应用。在高压打火时电源对低压电路的影响、IGBT的过流和过压保护、EMC等方面采取了有效的措施,保证了电子束焊机的工作需要。

    高压焊机用高压电源(150kV)采用逆变高压电源,在高压联锁保护方面优点明显,对电子束斑品质的改善、焊接工艺的提高方面尤其如此。开展高压焊机用高压电源的研究是我国电子束焊机制造业的新课题,本电源的经验和设计数据对高压焊机用高压电源的研究具有参考意义。



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