福州西门子中国一级代理商触摸屏供应商

福州西门子中国一级代理商触摸屏供应商

1、引言

随着电力电子技术的发展，电力电子器件从20世纪60年代的SCR（晶闸管）发展到HVIGBT（耐高压绝缘栅双型晶体管）。继VVVF变频之后出现了矢量控制变频、直接转矩控制变频，其共同缺点是输入功率因数低，直流回路需要耐高压大容量的储能电容，再生能量不能回馈电网。矩阵式交—交变频能克服以上不足，近年来越来越受到人们的广泛关注。

与传统的交—直—交变频器和交—交变频器相比，矩阵式变频器有如下几方面的显著特点：

（1）输出电压幅值和频率可立控制，输出频率可以、输入频率，理论上可以达到任意值；

（2）在某些控制规律下，输入功率因数角能够灵活调节达到0.99以上，并可自由调节，可前、滞后或调至接近于单位功率因数角；

（3）采用四象限开关，可以实现能量双向流动；

（4）没有中间储能环节，结构紧凑，；

（5）输入电流波形好，无低次谐波；

（6）具有较强的可控性。

矩阵变换器的控制策略包括开关函数S的确定、实现和换流，开关函数的确定方法有直接变换法、空间矢量调制法[1>和滞环电流跟踪法，目前空间矢量调制法研究的比较成熟。在换流方法的研究上有四步法、三步法、两步法、软开关换流。

2、拓扑结构的发展

矩阵变换器的电路拓扑形式在由L.Gyllglli提出。直到1979年，M.Venturini和A.Alesina[7>提出了由9个功率开关组成的矩阵式交—交变换器结构，并指出矩阵式变换器的输入功率因素角是可以任意调节的，但后来发现这种变换器存在固有限，大电压增益为0.866，并且与控制算法无关。由于矩阵式变换器的主回路采用9个双向开关，还存在着双向开关的实现与保护问题，其难点在于开关换流时，既不能有死区又不能有交叠，否则，任何一种情况都将导致开关管的损坏。为了实现换流，N.Burany提出了一种四步换流策略，可实现半软开关换流。

2.1 拓扑结构

矩阵变换器初提出时指的是M相输入变换到N相输出的一般化结构，因此曾被称为通用变换器。根据M、N取值的不同及输入输出端电源性质的不同，人们提出了许多拓扑结构

（1）由三相交流变换到两组直流，或者一组可变换性的直流；

（2）从三相交流变换到单相交流；

（3）从单一直流变换到三相交流，也就是通常所说的逆变器；

（4）由交流三相变换到交流三相，它的输入输出端之间采用双向开关互相连接，即9开关矩阵变换器，它是研究得多的一种拓扑；

（5）由交流三相变换到交流三相，但输入输出端之间采用3个全控桥进行连接，称为电压源型矩阵变换器。它的结构比9开关矩阵变换器复杂，但性能优。

它含有9个双向开关，通过对其逻辑控制，可实现对电源电压和频率的变换，以向负载提供幅值和频率可调的电压和电流。

2.2 元器件的发展历程

矩阵变换器元器件的发展充分体现了电力电子技术的进步和发展趋势。总的说来，主要经历了以下几个过程

（1）双向功率器件的研究[8>

由于矩阵变换器所要求的双向功率器件目前并不存在，于是就研究利用其他电力电子器件来合成双向开关。已知的合成方法有：在整流桥内嵌入全控开关；并联电流开关；串联电压开关；共集电反并联全控开关；共发射反并联全控开关。

在制造矩阵变换器的双向开关常见的有共发射结构如图2所示。

图2 共射双向开关电路

（2）功率模块的研究

采取与IGBT模块类似的做法，将多个双向开关器件集成在一块硅片上，有的甚至将保护电路、触发电路也集成在一块，使得变换器的体积减小，重量下降。

（3）装置集成的研究

将功率器件或模块、驱动电路、保护电路、电源都集成在一起，形成所谓的功率电子积木（PEBBPower Electronics Building Blocks）。它使得整个变换器装置的体积进一步减少，重要的是，它使变换器的性大大提高，而损耗变得很少。

3、矩阵式变换器的调制策略

目前，矩阵变换器的调制策略常用开关函数矩阵来描述，开关函数的确定即矩阵式变换器调制策略主要有以下三种方法：

（1）直接变换法

是通过对输入电压的连续斩波来合成输出电压，它可分为坐标变换法、谐波注入法、双电压瞬时值控制法。这些方法虽各有一定的优点，但也存在其不足，如坐标变换法矩阵变换器的输出电压偏低；谐波注入法计算量大，开关状态复杂，对控制系统要求很高。

（2）间接变换法

此法可称为交—直—交等效变换法、空间矢量调制法。目前在矩阵式变换器中研究较多也较为成熟。它将交—交变换虚拟为交—直和直—交变换，等效为整流和逆变，其具体实现时整流和逆变是一步完成的，低次谐波得到了较好的抑制。其控制方案较为复杂，缺少有效的动态分析支持。在此基础上，丹麦学者Christian Klumpner等人研究出一种多边形磁链调制法，这也是一种基于间接调制模型的新型调制方法。在采样期间，只用到逆变阶段的一个有效矢量和一个零矢量，使得定子磁链误差达到小；而在整流阶段，按照输入电流参考矢量角误差小的原则，单个电流矢量。因此，在采样期间，就可以减少开关的次数，尤其在低频调制阶段，可以提高输出电压的精度；同时又可以对输入电流矢量进行直接控制。该方法由于磁链按多边形投影，而多边形非常接近圆，因而使得电机漏磁减到少。其主要优点有可以准确估计输入电流；直接控制输入电流矢量角；减少开关次数，提高脉冲分辨率；提高输入端开关频率。

（3）电流控制法

它以输出电压为控制目标，一般要求电流为对称正弦量，因此变换器输出电流要跟踪给定电流呈正弦变化。它有两种基本实现方法：滞环电流控制法和预测电流控制法。

● 滞环电流跟踪法是将三相输出电流信号与实测的输出电流信号相比较，根据比较结果和当前的开关电源状态决定开关动作，它具有容易理解、实现简单、响应快、鲁棒性好等优点，但开关频率不够稳定，谐波随机分布，且输入电流波形不够理想，存在较大的谐波等。

● 预测电流控制法的基本思想是 利用变换器下一开关周期的期望电流值和当前的实际电流值可以计算出符合电流变化的变换器输出电压矢量，然后在变换器的虚拟逆变器中运用空间矢量法合成这一输出电压矢量，就可以达到跟踪输出电流的目的，但复杂性和计算量将有所增加。

以上所有这些调制策略均各有其优越性，不同程度地存在问题，而影响这些方法研究应用的深度和广度，在不同的场合下侧不同，应采用不同的调制策略来进行研究。

4、矩阵式变换器的技术新进展

矩阵变换器从提出到现在30年的时间了。国外已有不少文献提出矩阵变换器的实验样机，但是还没有真正进入实用的报道。目前变换器的大输出功率可达20kW，控制手段主要采用TMS320C30、C40数字信号处理器，80386微机及PLD器件。这方面做得比较好的是Aalborg大学矩阵变换器项目组。

上个世纪80年代末、90 年代初，南斯拉夫学者L.H-uber和美国D.Borojevic教授、日本学者A.I.Shiguro和T.Funjbbbbi教授、以及韩国学者W.H.Kwon和G.H.Cha等人的研究，使矩阵变换器的理论和控制技术逐渐走向成熟。L.Heber和D.Borojevic提出了一种基于空间矢量调制技术的PWM技术。

A.I.Shiguro和T.Furubbbbi提出的双线电压瞬时值法。韩国学者W.H.Kwon和G.H.Cha对设MC由非理想电流源和电压源组成，利用DQ电路变换技术对实用升压九开关MC的动、静态特性进行了分析，为MC的分析提供了有效的方法。1994年弗吉尼亚电力电子年会上展出了输入端具有功率因数校正（PFC）的三相一三相矩阵变换器，该变换器采用数字信号处理器（DSP）实现空间矢量调制，大输出2kW，开关频率20kHz，用MOSFET器件，负载为2kW的感应电动机，输入端功率因数为0.99，输出电压、输入电流均为正弦。1995～1996年，Peter．Nilsen 在他的博士论文中，以SIEMENS C166为控制器做出了试验装置，对矩阵式变换器的外围电路进行了一系列研究。 1998～1999年，1999～2000年，Christan两次作为访问学者在美国也研究出了一套装置，并对输入电压不平衡时，人工负载下矩阵式变换器的控制策略进行了研究。

我国在矩阵变换器方面的研究开始的较晚，基本上从20世纪90年代开始，南京航空航天大学，西安交通大学，上海大学，哈尔滨工业大学先后开展了这方面的研究工作，了令人瞩目的成绩，达到了一定的水平。1992年，南京航空航天大学的庄心复教授采用空间矢量调制法分析直—交和交—直变换器，合成后求得交一交变换器的调制方法，并以一台32位数字信号处理器TMS32014作为控制器，设计并制作了一台实验样机。1998年，上海大学的陈伯时、陆海慧等通过把矩阵变换器等效为交一直一交变换器，利用逆变器中广泛采用的空间矢量PWM调制技术，并利用8OC196KC作为控制器，以IGBT作为开关器件，采用四步换流的方法，成功的制作出了三相交一交矩阵变换器的实验装置，综合指标达到了水平。南京航空航天大学的穆新华等对A.I．Shigur所提出的双电压瞬时值控制技术进行了仔细的分析整理，提出了原点开关的概念，使其开关状态的转换和电流合成过程规律化，并通过计算验证了其正确性。2000年，哈尔滨工业大学陈学允、有等建立了矩阵变换器的等效电路，得到了输入电流、功率因素、电压增益、输出阻抗等性能指标的解析表达式。1999～2000 年，福州大学对电流滞环的矩阵式变换器进行了一系列研究。2001年，华中科技大学也提出了一种新型的三相—三相的矩阵式变换器。上海大学陈伯时提出了输入非平衡时改善输入电流谐波的调制策略。2002年，浙江大学的贺益康等提出了矩阵变换器在风力发电方面的应用，国外也早在1997年有文章提到。清华大学邓毅晟等提出了用DSP和PLD实现四步换流。2003年，湘潭大学朱建林等开始研究提高矩阵变换器电压传输比。

总的来看，目前世界范围内矩阵式变换器的研制还停留在理论研究和实验室样机阶段，尚未形成实用化的成熟产品。我国的矩阵式变换器的研究工作无论在理论上还是在实际研制上，与水平相比，都还有不小的差距。

目前矩阵变换器的研究热点主要在两个方面：

（1）在理论研究方面，继续探讨电压传输比的提高和新型调制策略，还可以结合智能控制的有关理论，如模糊控制、神经网络控制、自适应控制、模糊神经网络控制等进行研究；

（2）在实际应用研究方面是将其实用化和工业化，例如换流实现及保护、双向开关的实现与封装以及输入滤波器的设计等。

5、矩阵变频器的应用前景

矩阵变换器由于具有输入电流为正弦量、双向功率流动、输入功率因数可调等优越性能，其应用研究与前景可从几个方面来探讨：

（1）应用于转速较低的传动系统

矩阵变换器的电压传输比受到一定限制，在输出频率较高时会出现输出电压不足的现象，不太适合调速范围较高的场合；它不需要换电解电容的，因而可以在低频大功率变频调速系统中长时间工作。

（2）作为电源产品

与目前的电源产品相比，矩阵变换器有一定优越性，如功率因数高、无中间储能环节、结构紧凑寿命长，在这方面，矩阵式变换器的研究有良好的市场前景。

（3）用于高压大功率变换

在需要高压的场合，可以将矩阵式变换器串联使用，达到高压大功率输出的目的。

（4）用于功率因数校正

由于矩阵式变换器的输入功率因数可以任意调节，其调制策略和实现技术在某些场合可以用于校正电路的功率因数。由于它具有柔性变换能力，可以作为一种通用的电力变换器来实现电力变压器的某些性能，作为无功补偿器来提高电网利用率。

矩阵变换器在风力发电、热电机组直流电源、感应电动机调速、电力系统应用（如统一潮流控制器UPFC）以其优越的性能都可以做些可行的应用研究。

6、结束语

矩阵式交—交变频器作为一种具有优良控制性能和发展前途的新型变频电源。它的研究工作在国内外引起了广泛的重视，己经了较大的成果。虽然矩阵式变换器依然存在很多的问题有待进一步解决如输出电压传输比低是矩阵式变换器存在的主要缺点；如IGBT成本较高、控制电路较复杂，适合用于大功率的应用场合。然而，矩阵变换器可以在变频调速中的应用研究既可产生节能的重大经济效益，又避免了因谐波污染带来电力系统环保问题，是一种“”的变换器。随着研究的不断深入，电力电子器件和应用技术以及微机控制技术的发展，控制理论的日益完善，成本的不断降低，矩阵式变换器必将以其特的优点在未来产品化方面形成优势，日益接近实用化

2.3软件介绍

（1）control Builder——Control Builder是一种图形化的、面向对象的、基于窗口的工程工具，用于过程系统控制处理器的控制执行环境和应用控制环境的控制策略的设计、组态、和实施。用于组态硬件，如网络、I/O模件、控制器、和现场总线设备，以及组态控制点，如调节控制、设备（马达）控制、逻辑控制、顺序控制和特殊的用户定义的功能等。

（2）QUICK BUilder——QUICK Builder使得用户可以组态三方的控制器／RTU，以及它们的点、组态操作站和打印机。Quick Builder使用关系数据库引擎，提供筛选数据库的用户显示、多点编辑工具、和直观的窗口风格的用户界面，大地提高了组态效率。关系数据库还捉供用户自定义的域，可以用来设置终止调度，记录接线编号等，同时还提供标准的报表。ExperiOn PKS过程系统数据库的添加和修改均可以在线进行。

（3）HMIWeb Display Builder ——HMIWeb Display Builder是面向对象的，全集成化的用户画面组态工具，用于生成用户的显示图形画面。动态显示可以简单地通过鼠标点击生成。系统还提供一个图形库含有如容器、管道、阀门、罐、马达等通用的工厂设备，帮助用户进一步加快图形设计的速度。此外，对于一些多处用到的相似的画面，可以用模板画面的功能减少组态时间。提供的过程对象和调色板功能可以帮助用户快速简便地创建用户对象，并可以带有三维效果。通过使用脚本程序(bbbbbbbb和Jbbbbbb)组件，可以显著地增强图形画面功能，如高速动画、工具提示、操作站程序执行的控制作用等都可以通过脚本程序完成。许多ActiveX的组件类型，如播放声音和视频图像等都可以插入在画面中被调用。

（4）Knowledge Builder——Knowledge Builder,在线的电子资料，采用HTML结构的浏览器阅;内容，包括了FSC，PKS等详细的介绍。

2.4 系统开放性

[1> 集成Honeywell的先前产品：TDC2000, TDC3000, Plantscape, S9000,Logix60

[2> 与PLC通讯（如：SIMENSE,AB,ABB）

[3> 与现场总线技术的集成（Profibus-DP, Fieldbus, Modebus,HART等）

[4> 标准化的数据访问程序

[5> AEC：服务器，直接与OPC服务器或客户机进行数据交换。

3．系统应用

系统应用于钻井平台上，主要有船体监测和逻辑关断两部分功能。

船体监测：包括发电机、泥浆池、水泥罐、重晶石罐、海水压载舱、风闸、风机、消防泵、公共设备等的状态监测。

逻辑关断：包括火气系统报警、手动报警等报警所产生的逻辑关断。

1．引言

B&R丰富的控制部件和DCS系统被广泛应用在各大的污水处理控制系统中，目前已有上千套贝加莱的污水处理系统运行在的各个国家，系统性能。

2．污水工艺及特点

污水处理的工艺流程大体分为：格栅处理、泵房提升、沉砂处理、一次沉淀池、曝气池处理、二次沉淀池处理、泥浆制备、昭气利用。需要控制的区域主要有进水泵房，鼓风机房，脱水机房，变电所，加药间等区域。有栅格、总泵房、沉砂池、生物反应池、沉淀池、加氯间、污泥处理装置、变电站等控制对象。

在进水泵房，系统需要检测粗、细格栅前后的液位，及设备的故障工况，手动/自动控制粗、细格栅的运行；采集泵房内及水泵运行工况及液位参数，并根据泵的运行时间，先后开启水泵机组。

在鼓风机房，系统需要控制鼓风机组的开关机顺序，检测鼓风机组的故障报警，根据生化池中溶氧的浓度调节出风阀开启度，生化池等相关仪表的参数。在脱水机房系统需要采集脱水机房、污泥池内电气设备运行工况及附近的仪表参数并对相应电气设备进行控。在变电所需要采集鼓风机房高压变配电所设备的运行工况及对附近电气设备进行控制等。具有现场设备查询，故障及报警，各项数据曲线等功能。

3．贝加莱控制系统方案

根据项目的需求及特点，贝加莱方案为监控采用的管理控制技术，系统设计为控制层、监控层、管理层三层进行监测和控制。控制层分若干个PCC子站分别对厂内设备、及监测点进行控制、监测，采集信号，控制生产设备；监控层，在厂内设控制室，对于立运行的污水处理厂，中控室有二个功能，一是监控全厂的整个生产过程，二是将有关污水处理厂的运行状况上传污水处理厂监控；将污水处理厂监控执行指令下传各PCC，由PCC控制各现场仪器及仪表；管理层主要在污水处理厂监控完成。系统同时还充分考虑设计了特殊情况下的现场手动控制。

系统设计在现场采用贝加莱的PP400系列控制器，贝加莱的PP400是一款集成触摸屏，控制器于一身的控制器.一个设备同时实现现场的监控和操作以及I/O的处理.提高整个污水系统的灵活度.支持100米I/O扩展的X20系统。各PCC站的通讯，采用CPU自带的以太网接口，实现个站间的通讯和与监控的数据交换。设计自控系统的组成主要包括：

1) 1#PCC，2#PCC，3#PCC控制站

主控制器选用X20的X20CP1485控制器，自带以太网，和RS232或CAN通讯接口，其处理频率达到Celeron 400MHZ,达到400US的任务执行时间。通过预先编制好的控制程序，对现场控制站I/O模块进行数据采集和分析、运算并相应的输出。通过自带以太网接口实现与监控的数据通讯，并且采用容易扩展的X20的I/O单元，采用CAN，X2X通讯方式实现I/O的通讯，采集远程设备的数据信号。12路的I/O宽度仅为12.5mm,长为9.9mm.结构紧凑，功能齐全，，安装方便。

3个PCC站分别位于预处理站，鼓风机室，滤池和沉淀池。鼓风机房现场HMI采用贝加莱的PP100触摸屏，PP100采用266MH处理器，128MB DRAM，TFT 640*480 真彩10.4寸的大尺寸，IP65的等级。全金属外壳。模拟电阻式触摸屏其特性决定了命，正常使用可达6年以上。并且具有很强的抗干扰能力，并集成RS232，以太网，USB接口，方便用户的通讯或扩展。主控制器与触摸屏的通讯采用RS232。

2) 变电站

控制器选用贝加莱的PP400，贝加莱的PP400是一款集成触摸屏，PCC控制器于一身的控制器，采用高速266MHZ CPU ，可达8GB的大容量的存储器，具有IP65的防护等级，USB，以太网，RS232通讯接口丰富，256色真彩显示。10.4寸的PP400作为控制主站的控制器和人机界面的同时。还可通过屏查询设备状态，工作记录，数据报表，修改系统参数等功能。满足在变电站本地监控本地操作的功能，一体化的设计紧凑而小巧。I/O模块支持多种远程扩展方式，如CAN ，X2X， POWERbbbb，ProfibusDP，DeviceNet等。

3) ECU01-ECU10现场控制站

现场控制站的主要功能是远程I/O模块和通讯的功能，它主要包括模拟输入模块、数字输入模块、数字输出模块、以及通讯模块。采集10个滤池的信号监控等。控制器选用贝加莱的X20自带以太网，RS232，CAN接口紧凑型X20CP0291，达到2MS的快速扫描周期。采集10个滤池的控制信号，通过100M的以太网传输上下位的数据信息。I/O部分采用贝加莱的X20 I/O系统。如果滤池控制部分离其余控制部分有一定距离，并且I/O点不多。我们采用贝加莱的具有12M 通讯速度，站间距离可达100米的X2X通讯总线，进行远程扩展。方便现场的安装，满足实际客户要求。并且X20系统支持热插拔，即使个别模块或外围设备的故障也不会影响其余模块的正常工作，避免因一些小故障而导致整个系统瘫痪。节省维护和使用成本。

4) 监控

采用贝加莱无风扇无线缆，可免硬盘运行的工控机APC620，采集现场PCC的实时数据和记录状况报表及报警等。实现全厂的综合调度。两台工控机互为主备，提高系统性。控制系统具有全自动逻辑控制、在线工艺状态显示及参数记录、运行故障诊断记录、生产报表显示记录等功能。系统能长周期无故障运行。

5) 网络通讯及结构

利用各PCC自带的以太网接口实现PCC站站以及ECU各站的通讯,以及与监控的数据通讯.光纤连接现场和监控。远程I/O的扩展采用12M速率的X2X总线。通过RS485接口模块控制现场变频器的运转，以及与仪器仪表的通讯连接。

贝加莱的控制系统支持分时多任务操作系统，触摸屏和PCC均采用一个开发软件来开发，面向对象的编程方式，除常规编程语言外，并且支持C语言，BASIC语言等多种编程语言。以及完善的PID算法完成生产过程压力、温度、流量等工艺参数的PID回路调节。的控制器和支持带电插拔的X20 I/O 系统，单个模块或部件的损坏不会影响其他设备的正常运行，提高污水系统性，利于系统维护。I/O的就地接入，再通过通讯上送，通讯介质为屏蔽双绞线，减少布线成本，提高电气系统性。实现就近接线，远程监控。接口丰富，太网通讯接口， Modbus接口，CAN 通讯，RS485总线等与三方设备通讯的接口都包含在系统中，方便用户的扩展和使用。

4．结束语

贝加莱的污水控制系统是以PCC、工控计算机、管理计算机、服务器、计算机网络及软件系统为的污水处理厂实时管理控制系统，自动监测或监控污水处理厂设备及生产运行，达到污水处理厂远程监测或监控自动化、管理信息化。使污水处理厂内自动化控制及技术水平得到显著提升，可以、地实现各种复杂的污水处理工艺流程，减少人为因素带来的可能事故和隐患，保证污水处理的质量，同时减轻劳动强度，提高工作效率和经济效益。使传统污水处理厂生产运行及管理产生了质的变化。

概述

我公司技术改造工程始于1989年,由天津水泥工业设计院承担设计。生料粉磨系统始建于1992年,1994年7月正式交付生产使用。该磨规格为Φ3.5m×10m中卸磨,定额为75t/h。运行已近三年,自动控制系统正常。

系统由四个部分组成:

(1)生料磨操作站

主要功能为负责生料磨车间1号、2号磨PLC机组操作,显示工艺参数及工艺流程画面。

(2)生料质量控制站

通过离线采样、QX荧光光谱仪分析,自动调整物料配比,随时监视质量情况,并打印报表。系统软件为天津院编写的RMQCS,支持平台为bbbbbbS3.1。

(3)调度操作站

负责显示生料磨、水泥磨、回转窑、煤磨、锅炉车间的工艺参数及工艺流程画面,以便调度随时掌握各车间的生产情况、设备运行情况,并打印报表。

(4)水泥磨操作站

主要功能为负责水泥磨PLC机组操作、显示工艺参数及工艺流程图画面。

系统有如下特征:

(1)系统由过程控制级PC和设备控制级PLC构成。

(2)数据通讯网络为Modbus plus。

(3)配置了大屏幕彩色监控系统。

2 硬件配置

2.1 中控室操作站组成

中控室操作站由两台PC386兼容机组成,分别称之为控制机和编程机。

控制机职能为:

(1)监控设备的运行状态。

(2)待启动设备的准备情况,具备开车条件为,报警状态为红色,未准备好为白色。

(3)显示各种过程控制工艺参数。

(4)显示趋势曲线和棒形图。

(5)显示流程图。

(6)报警显示和打印。

(7)物料配比设定。

(8)发出启、停操作指令。

(9)系统软件为RTDCS,汉字系统为UCDOS3.1,操作系统为DOS3.0。

编程机职能为:

(1)段调度。

(2)监视各机组准备状况、起动过程和运行情况。

(3)查找故障点。

(4)编制和修改梯形图。

(5)维修时单机强置。

(6)系统软件为Modsoft,美国Modicon公司提供。

2.2 PLC E984主机

E984下设四个现场机柜,采集设备机组的开关量、模拟量,其模拟量输入、输出点数为208和16;开关量输入、输出点数为220和160,根据设备准备情况发出各种指令,与上位机间采用Modbus plus数据网通讯,各机柜之间采用RG-6同轴电缆通讯。

2.3 质量控制站

质量控制站由一台QX荧光光谱仪和两台PC386微机组成,配料设定有三种方式:

(1)由中控室上位机设定。

(2)质量控制微机设定。

(3)仪表盘上的PLC设定。

QX系统目前处于调试阶段,自动未投入,仍由中控室进行生料配比和调整。

3 存在问题及解决方法

3.1 减速机化瓦

减速机出现过一次严重的化瓦事故,其原因有以下几点:

(1)由于磨机频繁慢转,导致轴瓦干摩擦;(2)配套稀油站供油压力不足0.2MPa,过滤器清洗不及时,油质不洁,管内油路不畅;(3)主减速机12个测温点铂电阻处有渗油现象,温度不能正确指示;(4)多路温度巡检仪有部分元器件损坏,电控箱内直流继电器(线圈电压DC48V)触点接触不好,报警点未引入中控室与微机联网,现场难于发现。电接点压力表下限报警点抖动,有时不报警。

根据以上原因,采取如下措施:(1)将原多路巡检仪置换,并在现场设一块仪表盘,使12个测温点的温度值直接显示在直流毫安表上,岗位每隔半小时做一次记录;(2)将模拟量分前、中、后三组引入PLC,一旦出现温现象,梯形图立即显示出是哪组瓦报警,有针对性地去查找,并立即停主电机;(3)将电控箱中的直流中间继电器改为交流继电器(AC220V),保证动作;(4)将电接点压力表换成磁柱式,使压力表结点接触;(5)管理上从严、从细,规定每三个月做一次系统联动试验,以使保护系统好用。采取以上措施后,又进行过几次开盖检查,均未发现问题,目前运行良好。

3.2 开关量输出模件被烧

在运行过程中出现两次开关输出量模件个别通道被烧的现象。经查,由于频繁启停,用作驱动设备的中间继电器线圈短路,而模件的输出端子直接与继电器联接,短路电流瞬间流过模件使该通道的双向可控硅击穿,电容烧毁。鉴于此,我厂在前、后轴瓦稀油站已采用了光耦固态继电器,并将陆续对其它设备进行改进,以杜绝模件被烧。

3.3 无法判断设备真实状态

目前,设备运转状况的监控只能通过接触器的辅助触点在PC上显示电机的运行状态,无法判断设备的真实状态。如螺旋输送机,有时电机转,叶片不转,导致堵料;由于液力耦合器失灵,使提升机电机空转,导致提升机堵料等等。拟研究采用转动继电器或转动开关等发出设备的真实运转信号,克服电机运转、设备不转造成的事故。

3.4 风板不关闭

排风机风板、循环风机风板均采用带上、下限位开关的电动执行器驱动,工艺要求此风板在排风机和循环风机启动时关闭,此时在PC上具有备妥信号(下限点)方能启动。由于现场条件恶劣,振动大,经常出现微动开关触点,接触不良和电动执行器风板反馈位置凸轮与微动开关错位现象,造成系统开车困难。以后采用风板实际位置加无触点开关来解决上述问题,效果不错。

3.5 滑差电机失控现象

选粉机、热风炉下煤电机采用滑差电机控制,由于现场环境差,滑差电机经常出现失控现象,造成热风炉温度突然升高,烧毁测温热电偶或热电阻。应采用变频调速装置来解决滑差电机失控问题。我厂窑下煤系统已采用变频调速,生料磨系统亦准备改用变频调速,由于受资金紧张限制,还未能实现。

3.6 管道铂电阻护套磨损

管道风速高、温度高、粉尘浓度大,尤其是磨出口甚,导致铂电阻护套磨损严重,不锈钢护套磨漏,我公司磨出口热电阻寿命平均仅为3个月左右。由于测点距地面8m左右,周围*依托进行拆卸,安装困难。为此,我们在测温点处加了一座检修平台,并准备选用具有护套的铂热电阻以解决频繁换电阻的问题。

3.7 中控室振动大

中控室设在二楼,由于振动大,常导致仪器端子松动,运行三年来,已出现数次因端子松动而导致系统突然停车的事故。我公司QX荧光谱仪是引进英国牛津公司的产品,8个通道,设计布置在生料磨中控室(7.00平面),它需要有清洁、无振动等工作环境,由于磨机运行时,楼板随之颤动,导致QX荧光谱仪系统工作的不稳定,峰值曲线飘移。为防止突然停电,冲击QX内部程序,经过一段时间运行,现已移至化验室。鉴于以上事实,建议设计部门在今后设计时,应将中控室的位置做考虑。

4 结语

以上是我公司生料磨自控系统的基本情况及运行三年来所遇到的问题及解决办法。实践明,PC、PLC的性高,只要解决好电气元件质量上和设计上的先天不足,系统就会正常运转。